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AA GGEENN CCEE BBRRUUXXEELLLLOOII SSEE PPOOUURR LL ’’ EENN TTRREEPPRRII SSEEBBRRUUSSSSEELLSS AA GGEENN TTSSCCHH AA PP VVOOOORR DD EE OONN DD EERRNN EEMM II NN GG

DOSSIER SPECIALLES TRAITEMENTS DE SURF ACE DÉCORATIFS

SPECIAAL DOSSIERDE DECOR ATIEVE

OPPERVLAKTEBEHANDELINGEN

L 'équ ipe de ve i l l e à vo t r e serv ice

D e t o t u w d i en st zi j n d e

observa t iep loeg :

SERVI CE DE SCI ENCE DES MATÉRI AUX ETELECTROCHI MI E ( ULB) / EQUI PE CREA-SURF

Marc DegrezProfesseur

Emmanuelle PaquayExpert traitem ents de surface

VAK GROEP METALL URGI E, ELEKTROCHEMI E ENMATERI ALENKENNI S (VUB)

Jean VereeckenProfessor Hoofd Vakgroep

Herman TerrynProfessor

AGENCE BRUXELLOI SE POUR L'ENTREPRI SEBRUSSELS AGENTSCHAP VOOR DEONDERNEMI NG

Pierre Van AntwerpenDirecteur Dpt. Technologie & Projets I nnovants

Director Dpt. Technologie & I nnovatieprojecten

Laurent LambertsResponsable Pôle I ndustr ie Urbaine

Verantw oordelijk Pool Stedelijke I ndustrie

Hannane ChkhachkhiAssistante Pôle Industrie Urbaine

Assistente Pool Stedelijke Industrie

Barbara AndreaniConseiller Program m es Européens

Adviseur Europese Programma's

EDI TEUR RESPONSABLE

Bruno Wattenbergh

rue Gabrielle Petit 4 bte 121080 Bruxelles



MAT&PROCÉDÉS 14DOSSI ER SPÉCI AL

juin 2003

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L’A GENCE BRUXELLOI SE POUR L’ENTREPRI SE ET SON PÔLE I ND USTRI EURBAI NE AU SERVI CE DE VOTRE ENTREPRI SE

NOUVEAUTE Les dossier s th ém at iqu es de Mat & Procédés

Pour répondre à une demande d'information plus approfondie sur certaines techniques et applicationsdes traitements de surface nous avons décidé d'enrichir Mat & Pro par des dossiers thématiques.

Le premier dossier thématique, inséré au centre de cette brochure, est consacré a u x t r a i t e m e n t s d esur face décora t i f s.

Les dossiers suivants aborderont

l’augmentation de la durée de vie des outillages par les traitements de surface,

la protection contre la corrosion des alliages d’aluminium.

Ces thèmes seront repris à intervalles réguliers (prévision actuelle : 2 ans). Les premiers dossiers decette série, dont vous pourrez prendre connaissance au cours de cette année et de l’année prochaine,serviront de base future aux dossiers suivants, qui s’intéresseront alors tout spécialement auxdernières nouveautés et tendances intervenues depuis le dernier état de l’art.

Nous espérons que cette nouvelle façon de vous informer nourrira davantage votre stratégied’entreprise.

Les serv i ces de l 'Agence Bru xe l l o i se pour l 'En t repr i se

Issue d'une fusion entre Technopole et ECOBRU, l'Agence Bruxelloise de l'Entreprise (ABE), se tientdésormais à votre disposition pour toute question relative à la création ou au développement de votreprojet d'entreprise.

Econom ie & S t a r t e r s : Conseils et informations économiques, juridiques, statistiques etréglementaires, utiles dans la création ou le développement de votre activité.

Techno log ie e t p r o je t s i nn ovan t s : informations, conseils et accompagnement dans la mise enœuvre de tous vos projets d’innovation (financement, informations stratégiques, partenaires, …).5 secteurs d’activité font l’objet d’une attention particulière.

U r ban isme e t env i r onnemen t : réponses pratiques et concrètes sur les nombreusesréglementations urbanistiques et environnementales qui régissent la plupart des activitéséconomiques (permis, subsides, technologies), et accompagnement dans les démarches y relatives.

R e la t i ons i n t e r na t i ona les : information et accès aux possibilités existantes en matière definancements européens de projets de recherche et d'innovation (financement européen, identificationdes partenaires technologiques européens, import et export de technologies)

Comme par le passé, nous restons à votre entière disposition.

Pour t ou t e r em ar que e t suggest ion

Con t act : Lau ren t LAMBERTSResponsab le Pô le I ndu s t r ie Urba ineTél . : 02 422 00 22Fax : 02 422 00 43Emai l : l la@abe. i r isnet .be




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1 . I n t r o d u c t i o n

Vaste domaine s’il en est ! En effet, il est bien difficile de définir de façon univoque leterme “décoratifs”. Nous aborderons ici le domaine de la couleur, les aspects métalliques,les finis de surface particuliers et les effets particuliers (comme les patines).

Néanmoins, les traitements de surface décoratifs sont une partie très importante dudomaine des traitements de surface, avec les traitements anticorrosion et anti-usure. Ilsoffrent une valeur ajoutée importante à de nombreux produits de consommationscourantes et sont omniprésents parmi les accessoires de décoration, l’ameublementmétallique, l’électroménager, la bijouterie, la lunetterie, la maroquinerie de luxe,l’armement, la lustrerie, l’horlogerie,…

2 . Déf i n i t i ons

Le domaine des traitements de surface décoratifs est très large.

Le premier aspect venant à l’esprit et le plus simple à appréhender est sans doute celui dela cou leur . En effet, un grand nombre de traitements de surface donnent une couchecolorée en surface. Néanmoins, la couleur est parfois seulement un corollaire de la coucheréalisée et n’est pas toujours la première propriété recherchée. Imaginons par exemple lecas d’une couche de DLC (diamond-like carbon) obtenue par déposition chimique en phasevapeur de couleur noire. Nous nous limiterons ici aux couches colorées pour lesquelles lacouleur obtenue est vraiment une des premières propriétés recherchées.

Les aspec ts méta l l iques constituent également une des branches des traitements desurface décoratifs. Il s’agit d’obtenir à la surface d’un matériau (qui peut être un métal,un polymère ou une céramique) une couche d’un métal ou d’aspect semblable à un métal.Dans ce créneau, la métallisation des plastiques à des fins esthétiques prend de plus enplus d’ampleur depuis quelques années.

Les traitements de surface décoratifs peuvent également permettre d’obtenir des e f f e t s

de sur face par t icu l ie rs . Ces effets sont des finis particuliers : brillant, mat, satiné,grainé,… mais c’est également le champ très étendu de toutes les patines : canon de fusil,vieux bronze, vieux cuivre,…

3 . Cor r espondance en t r e p r op r i é t és est h é t i ques e t f onc t i onne l l es

Comme nous l’avons mentionné précédemment, l’aspect d’une couche est parfoisdirectement lié aux autres propriétés de celle-ci. L’inverse est vrai également. Un aspectesthétique particulier peut avoir une influence directe sur d’autres propriétés de la couche.




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C’est le cas notamment des métaux brillants : une surface brillante, qu’elle soit polie oubrillantée suivant les substrats, est plus résistante à la corrosion qu’une surface non polie.En effet, la surface est lisse et favorise moins les zones d’attaques préférentielles et larétention de produits corrosifs. De la même manière, certaines patines constituent unebarrière physique contre la corrosion.

Mais d’autres propriétés peuvent également être modifiées par un traitement décoratif,comme la résistance à l’usure ou le glissement.

4 . Cas par t i cu l i e rs des vern i s , de la pe in t u re e t de l ’ ém ai l l age

Les peintures (au pistolet, au trempé et cataphorèse), les vernis et les opérationsd’émaillage sont des moyens simples pour modifier l’aspect esthétique d’une surface.Néanmoins, nous ne détaillerons pas ici ces procédés, qui forment une catégorie à partentière des traitements de surface décoratifs.

Signalons malgré tout qu’actuellement, certaines peintures permettent d’obtenir des effetsesthétiques très spéciaux, comme des effets holographiques, des effets 3D, mais aussi unaspect métallique très convaincant sur certains plastiques notamment.

5 . Ef fe t s décora t i f s

5.1 . Couleurs

Les couleurs confèrent non seulement un aspect esthétique agréable, et recherché entant que tel, mais elles sont également utilisées à d’autres fins, et notamment pourfaciliter des opérations de tri et de montage (p. ex. en boulonnerie). Elles peuventégalement être un élément de sécurité dans certaines installations.

Outre les peintures, qui permettent d’obtenir une très large gamme de couleurs sur laplupart des substrats, certains traitements de surface spécifiques offrent égalementdes couleurs particulières par d’autres méthodes. Sans volonté d’être exhaustif, nousallons aborder les colorations suivantes.

5.1 .1 . Les cou leu rs de l a ch r om ata t i on

La chromatation est un traitement de conversion chimique. Au contact d’unesolution agressive à base de chromates, le substrat est chimiquement attaqué. Saforme dissoute réagit alors avec cette solution pour former une couche deconversion dont la composition est fonction du bain, des conditions de traitement etde la nature du substrat. La chromatation est utilisée principalement pour troiscaractéristiques : la résistance à la corrosion, l’adhérence des peintures et laconductivité électrique.

Il existe plusieurs types de chromatation. En général, les types de chromatationsont classés en fonction de leur poids de couche et/ou de leur couleur, les deuxparamètres étant liés entre eux et influençant directement les propriétés descouches (notamment la résistance à la corrosion).




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La chromatation permet d’obtenir les couleurs suivantes :

• transparent bleuté,

• jaune (plus ou moins irisé),

• vert olive (il s’agit alors d’une phosphochromatation),

• noire (à l’aide d’additifs).

A l’heure actuelle, différentes réglementations limites la présence de chromehexavalent (et donc de chromate) sur certains produits (notamment les véhicules).Les alternatives à la chromatation devront prendre en compte la gamme decouleurs offerte par cette technique.

A l’heure actuelle, la plupart de ces alternatives sont incolores. Néanmoins, ilexiste une large gamme de “top-coats” organiques qui permettent d’obtenir lescouleurs de la chromatation et de nombreuses autres teintes.

5.1 .2 . Les cou leu rs du n i t ru r e de t i t ane ( T iN )

Le nitrure de titane, ou plus exactement, les nitrures de titane sont des céramiquesde composition variable (TixNy). Elles sont obtenues par déposition chimique enphase vapeur (par exemple à partir de deux gaz réactifs, le TiCl4 et le NH3) ou pardéposition physique en phase vapeur (à partir d’une cible en titane, par réactionavec de l’azote).En fonction de la composition du nitrure de titane (et des éventuels élémentscomplémentaires qui peuvent être rajoutés dans la composition de la céramique,comme l’hydrogène) et de son épaisseur, il est possible d’obtenir de nombreusesteintes. Les plus courantes sont des teintes jaunes, bien connues sur les outils (p.ex. les mèches ), mais il est également possible d’obtenir une large gammed’autres couleurs (bleus, rouges, bruns,…).

Ces revêtements bénéficient des autres propriétés des nitrures de titane : dureté

élevée, résistance à l’usure et stabilité thermique.

5.1 .3 . Les cou leurs de l ’a lum in ium

L’aluminium constitue un créneau à part pour la coloration. En effet, son utilisationest très généralisée dans le domaine décoratif, notamment dans l’immobilier.L’aluminium peut bien sûr être mis en peinture, mais il existe d’autres techniquespour lui conférer une couleur. Il s’agit de la coloration chimique par pigment, de lacoloration électrolytique et de la coloration interférométrique.Dans le premier cas, des pigments sont introduits dans les pores de l’aluminiumanodisé avant le colmatage. Il s’agit de teintures organiques ou pigmentsminéraux, qui permettent d’obtenir une large gamme de teintes, mais avec parfois

une tenue aux UV limitée (principalement pour les teintures organiques).Dans le deuxième cas, des métaux sont déposés par électrolyse au fond des pores.La gamme de teintes est limitée, mais la résistance aux UV est supérieure.

Enfin, certains fournisseurs proposent une technique de coloration de l’aluminiumqui combine la déposition électrolytique de métaux au fond des pores avec desréactions interférométriques. Cette technique élargit la gamme de couleurhabituelle de la coloration électrolytique, tout en assurant une tenue des teintesobtenues.




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La coloration de l’aluminium, alliée à la dureté des couches d’alumine, estégalement utilisée dans d’autres applications décoratives. C’est notamment le casde l’horlogerie et de la lunetterie. Des dépôts d’aluminium sont actuellementeffectués sur du titane, par déposition physique en phase vapeur. En effet, letitane n’offre pas la même facilité de coloration, mais a des propriétés physiques etchimiques supérieures. Les couches d’aluminium sont ensuite colorées par voieclassique, offrant la gamme de couleur de l’aluminium aux propriétés du titane.

5.1 .4 . Le no i r

De nombreux traitements de surface permettent d’obtenir une teinte noire plus oumoins prononcée et/ou brillante. Cette couleur est très recherchée par lesdonneurs d’ordre dans le domaine décoratif.

Les techniques et les couches suivantes peuvent être utilisées. Chacune de cestechniques offre un ensemble de propriétés différent. Outre les techniques décritesci-dessous, l’aluminium peut être coloré en noir par la méthode décriteprécédemment et de nombreuses patines offrent des noirs plus ou moins intensessuivant les cas.

5.1 .4 .1 . Les t ra i t em en ts en ph ase aqueuse

Plusieurs revêtements noirs ont été développés : chrome noir, nickel noir, zincnoir. Ils sont obtenus avec des bains ou des conditions opératoiresparticulières. Ils ont généralement des propriétés inférieures à celles descouches non noires du même métal.

Des couches de conversion noires peuvent également être obtenues :phosphatation noire et chromatation noire (voir supra).

5.1 .4 .2 . Les t ra i t em en ts en ba in de se l s f ondus

Certains bains de sels fondus permettent d’obtenir une couche de conversiondiffuse de couleur noire. C’est notamment le cas de certaines nitrurations enbains de sels, qui offrent également une résistance à la corrosion et à l’usureélevée et qui peut être réalisé sur les aciers, entre 500 et 600 °C.

5.1 .4 .3 . Les t ra i t em en ts sous v ide

Il existe des revêtements obtenus sous vide de couleur noire. C’estnotamment le cas de revêtements DLC (diamond like carbon). Ceux-ci ontégalement une grande dureté (1.500 à 2.000 HV), une très bonne résistanceaux agents chimiques, de faibles coefficients de frottement (entre 0,02 et 0,04sur acier 100Cr6). Ces propriétés mécaniques permettent de conserver lacouleur à long terme, celle-ci n’étant pas détériorée par l’usure et la corrosion.Les couches déposées étant de faibles épaisseurs (de 1 à 1,5 µm), les nuances

de noir obtenues révèlent l’état de surface initial et peuvent être mattes oubrillantes. Le traitement est réalisé entre 200 et 400 °C, sur des métaux durs,des aciers, l’aluminium, le titane et certains métaux nobles.




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5.2 . Aspec ts méta l l iques

5.2 .1 . Subs t ra t s m é ta l l iques

5.2 .1 .1 . Les m étaux p réc ieux

La déposition de métaux précieux est souvent utilisée pour offrir leur aspect ensurface, sur un substrat ayant d’autres propriétés mécaniques et surtout uncoût inférieur. Ces métaux peuvent être déposés sous vide (c’est le cas de

certaines applications spéciales), mais le plus souvent sont déposés par voieélectrolytique en phase aqueuse. Les techniques sous vide sont principalementutilisées sur les plastiques (voir ci-dessous). Elles offrent des épaisseurslimitées de métal.Dans le domaine de la bijouterie et des articles de luxe, ce sont principalementl’or, l’argent et le platine qui sont utilisés.

a) L’or

Quel que soit le procédé utilisé (sous vide ou par électrolyse), toutes lesnuances d’or peuvent être obtenues (or jaune, or blanc, or vert, or rose, orrouge), par l’addition de différents éléments d’alliages. Ces revêtements

sont souvent réalisés sur une sous-couche de nickel (lorsque la législation lepermet, le nickel étant responsable d’allergies et donc limité pour lescontacts avec la peau), de cuivre ou de palladium. La plupart des bains sontencore à base de cyanures, bien que des bains acides existent également.

Des teintes dorées peuvent également être obtenues par un revêtementsous vide de nitrure de titane. Les nuances de l’or sont approchées envariant la composition et l’épaisseur de la céramique (voir précédemment).

b) L ’a rgen t

L’argent est majoritairement déposé à partir de bains cyanurés. Lecaractère très noble électrochimiquement de l’argent rend parfois sadéposition difficile ; ce problème peut être résolu par un “strike” réalisé àpartir d’un bain à faible concentration, avant le traitement.

c) Le p lat in e

Le platine est un métal extrêmement onéreux. A ce titre, il est déposé encouches très fines, appelées “flash” de platine. Pour les applicationsdécoratives, ce sont habituellement des bains acides qui sont utilisés.

5.2 .1 .2 . Les au t res mé t aux

a) Le chrom e

Les revêtements électrolytiques de chrome sont utilisés pour leurs propriétésmécaniques (chrome dur) ou esthétiques (chrome décoratif). Le chrome estsurtout caractérisé par une brillance intense et qui ne ternit pas. Il estutilisé depuis toujours dans de nombreux domaines décoratifs et faitactuellement en retour en force, notamment dans l’automobile. Il estlargement utilisé pour la métallisation des plastiques.




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Le chromage décoratif est réalisé à partir de bains contenant du chromehexavalent, en faible épaisseur (souvent pas plus de 1,25 µm), sur une oudeux sous-couches de cuivre et de nickel brillant. La couche de chromemétallique obtenue est stable, et n’est pas visée par les réglementationsnouvelles en matière de chromate.Des alternatives à l’usage de chrome hexavalent dans les bains existent : onutilise alors des bains à base de chrome trivalent, mais ceux-ci donnent descouches de chrome légèrement moins brillantes et plus sombres.

b) Le cu iv re e t les a l l iages de cu iv r e ( la i t on , b ronze)

A l’état naturel, le cuivre s’oxyde et forme une couche appeléehabituellement “vert de gris”. De ce fait, le cuivrage est rarement appliquéseul. Il est allié, passivé ou vernis. Les alliages de cuivre utilisés endécoration sont le laiton et le bronze.Le laiton est très couramment utilisé pour son aspect et pour sa capacité àse patiner. Sa couleur est d’autant plus blanche de la couche contient plusde zinc ou rouge lorsqu’elle contient plus de cuivre. Il est obtenu par voieélectrolytique à partir de bains cyanurés. Il est souvent appliqué en “flash”,sur une sous-couche de nickel, puis verni.Le bronze est utilisé pour son aspect, et comme sous-couche de l’or. Il a eneffet, une couleur très proche de celle de l’or, lorsque l’alliage contient 15 %d’étain. Les bains sont également cyanurés. Il a de plus une excellenterésistance à la corrosion. Les compositions autour de 35 % d’étain formentun alliage appelé “speculum” ou alliage miroir, très apprécié pour sa couleurproche de celle de l’argent et sa brillance.Les dépôts de cuivre et alliages peuvent subir plusieurs post-traitements : ils’agit de la passivation à base de chrome hexavalent ou de benzotriazole, dubrillantage, du matage, du satinage, de la coloration et des patines(obtention des teintes vertes caractéristiques de l’oxydation du cuivre ou dunoir).

5.2 .2 . Méta l l i sa t ion des p last iqu es

La métallisation des plastiques comprend un ensemble de techniques dont leschamps d’application sont extrêmement étendus. Ces techniques sont appliquéesentre autres pour donner à la surface un aspect métallique. Parmi toutes lestechniques de métallisation des plastiques, ce sont les techniques par PVD et lagalvanoplastie qui représentent la plus grande part du marché.Tous les processus de métallisation des plastiques se déroulent en plusieurs étapes.Généralement, les matériaux polymères sont inertes et peu réactifs. Avant dedéposer un revêtement métallique, il est indispensable de passer par une étape deconditionnement de la surface. Cette étape est cruciale pour assurer unrevêtement correct. Si elle est mal réalisée, le revêtement sera peu adhérent, noncouvrant voire totalement inexistant.Le conditionnement des plastiques consiste en une modification physique et/ou

chimique de la surface qui permet par la suite un bon accrochage du revêtementmétallique. La modification physique (ou mécanique) consiste essentiellement à lacréation de cavités à la surface du polymère. La modification chimique peut avoirle même type d’effet mais elle peut également assurer le greffage de groupementchimique à la surface. Ces groupements permettent la création de liens chimiquesentre le substrat et le dépôt.Il faut noter que dans le cas de la métallisation par voie chimique, une étape decatalyse suit l’étape de conditionnement pour l’accrochage du catalyseur. La naturedu conditionnement est fonction du polymère de base ainsi que de la méthode demétallisation choisie par la suite.




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5.2.2 .1 . Cond i t ionnem ent de la su r face

La pr épa r a t i on mécan ique est sans doute la méthode la plus ancienne deprétraitement des substrats non-conducteurs. La formation de cavités à lasurface permet l’ancrage mécanique du métal déposé par la suite. Ce type depréparation peut se faire, par exemple, par microsablage de la surface.Les pr épa r a t i ons ch im iques regroupent les actions des solvants et celles desacides, des bases, des solutions oxydantes ainsi que des attaques gazeusesautres que celles utilisées dans les réacteurs à plasma.

Il est également possible de préparer les plastiques par plasma, déchargecorona ou flammage.

5.2.2 .2 . M éta l l i sa t i on p rop r em en t d i t e

Nous n’aborderons ici que les deux familles de traitement les plus utilisées : letraitement en phase aqueuse et les traitements sous vide.

a) Les t r a i tem ents en phase aqueuse

Les traitements en phase aqueuse incluent les dépositions chimiques etl’électrodéposition. Dans ce cas, une déposition chimique est nécessaire, de

manière à rendre la surface du polymère conducteur.Les dépos i t i ons ch im iques s’effectuent sans source externe de courant.La pièce à traiter est plongée dans un bain stabilisé contenant les ions dumétal à déposer ainsi qu’un réducteur. La surface de la pièce, recouverted’un catalyseur, va provoquer la réaction de réduction des ions métalliques.Généralement, le métal déposé est lui-même catalyseur de sa propreréaction de réduction. Le dépôt continue donc sa croissance au cours dutemps et ce de manière uniforme sur toute la surface quelle que soit samorphologie. Les métaux les plus couramment déposés par cette méthodesont les alliages de nickel et de phosphore ou de bore, l’argent, le cuivre etcertains de ses alliages.Ces dépositions autocatalytiques requièrent souvent une étape de catalyseintermédiaire entre le conditionnement de la surface et la métallisation, quisert à créer des sites d’accrochage pour le futur catalyseur, généralementconstitué par un métal noble (le palladium par exemple). L’incorporation dupalladium à la surface du plastique à traiter est éventuellement précédée parl’accrochage de sels d’étain. Ces derniers réduisent alors le palladium àl’état métallique. C’est lui qui joue alors le rôle de catalyseur.Les dépos i t i ons é lec t r o l y t i ques se font par l’intermédiaire du passaged’un courant électrique. Il faut donc que le substrat soit conducteur. Dansle cas des plastiques, ils doivent être recouverts par une couche conductrice.Cette dernière est généralement réalisée par déposition chimique. Le dépôtélectrolytique sert alors à renforcer le dépôt chimique. Les dépôts formés decette manière peuvent être tant des métaux purs que des alliages, commepar exemple Zn, Ni, Cr, Sn, Cu, Ag, Au, Fe,…

b ) Les t r a i t em en ts sous v ide

Les procédés de métallisation sous vide consistent à vaporiser le métal et àle condenser sur la cible à métalliser par la suite. Ces techniques sontextrêmement variées, elles diffèrent tant par la forme du matériau d’apportque de la manière de le vaporiser et de l’activer pour qu’il réagisse avec lasurface. Il s’agit principalement de déposition physique en phase vapeur, lade déposition chimique en phase vapeur étant très limitée parl’échauffement du substrat (minimum 600 °C).




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Les couches qu’il est possible d’obtenir sont très variées. Les matériaux leplus souvent déposés sont l’aluminium, l’argent, le cuivre, le nickel,…L’épaisseur des dépôts varie de quelques nanomètres à quelquesmicromètres.

5.3 . Ef fe t s de sur face

5.3 .1 . Fin is de sur face

Par fini de surface, nous entendons tout traitement qui donne à la surface dumatériau en aspect particulier, sans qu’un intermédiaire (une autre couche) soitutilisé. Il y a une multitude d’aspects de surface, ayant des dénominationsvariées : velours, brossé, grainé,… Néanmoins, les aspects les plus utilisés sont lebrillant, le mat et le satiné.En traitement de surface décoratif, ce sont classiquement l’aluminium et l’acier quisont traités pour obtenir une surface brillante, satinée ou matte. Il s’agitd’opérations de polissage mécanique, chimique ou électrolytique.

5.3 .1 .1 . Les ac iers

Le polissage de l’acier se fait par voie chimique, électrolytique ou mécanique.Le po l issage mécan ique permet d’obtenir un état de surface brillant, maisaussi satiné (voir ci-après). Cette opération supprime les aspérités et lesdéfauts de surface par usure au contact d’un abrasif. Suivant l’abrasif, l’état desurface final et la technique utilisée, on parle de bufflage, de brossage, detamponnage, d’avivage. Le polissage modifie les propriétés superficielles del’acier, par écrouissage. La dureté est plus élevée et la résistance à lacorrosion est améliorée.

Le po l issage é lec t ro ly t ique des ac ie rs inoxydab les consiste en unedissolution anodique de l’acier et de ses aspérités en solution acide. Lesparamètres en le choix de la solution dépendent de l’acier. Les solutions pluscourantes sont des mélanges phosphosulfuriques avec ou sans acide chromiqueet phosphochromiques.

Le po l i ssage ch im ique des aciers se fait dans des solutions constituées demélanges plus ou moins complexes d’acides inorganiques (sulfurique, nitrique,chlorhydrique, phosphorique).

5.3 .1 .2 . L ’a lum in ium

L’aluminium est généralement utilisé avec un aspect satiné ou brillant (surtoutpour des réflecteurs).L’aspect satiné de l’aluminium est particulièrement recherché pour desapplications décoratives. Le résultat donne un aspect doux au toucher, peu

réfléchissant. Il peut être obtenu par vo ie mécan ique ou ch im ique(dissolution modérée en bain basique). Cette opération doit être suivie d’uneanodisation et d’un colmatage pour conserver cet aspect satiné.

Le po l i ssage ch im ique de l’aluminium est semblable à celui de l’acier. Il estsouvent appelé brillantage. Il s’agit d’une dissolution préférentielle des défautsde surface (par rapport aux creux), par effet électrochimique, dans desmélanges d’acide phosphorique et nitrique, et éventuellement sulfurique.




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Le po l issage é lec t ro ly t ique est similaire au polissage chimique, avecutilisation d’un courant. Le choix de l’une ou l’autre technique dépend de lacomposition de l’aluminium et de la brillance attendue.Comme dans le cas de l’aspect satiné, les polissages chimiques etélectrolytiques doivent toujours être suivis d’une anodisation et d’un colmatagesi l’on veut conserver le résultat obtenu.

5.3 .2 . Pat in es e t au t r es e f fe ts par t i cu l ie rs

La gamme des patines est infinie. Elles offrent toutes les couleurs et tous lesaspects possibles. Il s’agit d’un domaine des traitements de surface qui est encoreextrêmement artisanal, tant au point de vue des connaissances que du savoir-faire.Il existe de nombreux ouvrages qui décrivent les méthodes à utiliser, comme desrecettes de cuisine.Les patines peuvent être obtenues par de très nombreuses techniques. Il peuts’agit de traitements chimiques en phase aqueuse, en phase vapeur, d’oxydationsthermiques,…Parmi les patines couramment utilisées, citons le canon de fusil (aussi appelébleuissement de l’acier), tous les aspects métalliques vieillis (vieux bronze, vieuxcuivre, vieil argent,…), le jaspage, le brunissage,…

6 . Conclus ions

Ainsi que nous l’avons vu, une très grande variété de couleurs et d’effets décoratifspeuvent être appliqués à la surface d’un substrat par voie thermique, électrolytique ouchimique. Bien que plus discrets que les développements accompagnant les améliorationsde la tenue à la corrosion ou aux contraintes tribologiques, les traitements décoratifs etleurs perfectionnements demeurent une part importante des traitements de surface, lesexigences esthétiques devenant de plus en plus aiguës aux yeux des donneurs d’ordre etdes consommateurs finaux.Parmi ces procédés, on peut notamment mettre en évidence le cas des procédés par voiechimique utilisés pour la coloration et les effets de surface particuliers. En effet, cestraitements, très populaires, restent très artisanaux et la qualité de ces traitementsdépend davantage de la maîtrise de l’opérateur que de la solution utilisée.



AGENCE BRUXELLOI SE POUR L’ENTREPRI SE

BRUSSELS AGENTSCHAP VOOR DE ONDERNEMI NG

MAT & PROCÉDÉSJuin 2003

UNE DEMANDE D’ INFORMATION ? UNE SUGGESTI ON ?N' HESI TEZ PAS ! RENVOYEZ LE FORMULAI RE A :

Hannane CHKHACHKHI

A.B.E. - Rue Gabrielle Petit, 4 bte 12 - 1080 BruxellesFax : 02 / 422 00 43E-mail : [email protected]

Veuillez me communiquer plus d'information sur le point 5 du dossier :" Les e f fe t s décora t i fs " ( cocher):

5.1 . Les cou leur s

5.1.1. Les couleurs de la chromatation 5.1.2. Les couleurs du nitrure de titane (TiN)

5.1.3. Les couleurs de l'aluminium 5.1.4. Le noir

5.1.4.1. Les traitements en phase aqueuse 5.1.4.2. Les traitements en bain de sels fondus 5.1.4.3. Les traitements sous vide

5.2 . Les aspects m éta l l i ques

5.2.1. Les substrats métalliques

5.2.1.1. Les métaux précieux a) L'or b) L'argent

c) Le platine

5.2.1.2. Les autres métaux a) Le chrome b) Le cuivre et les alliages de cuivre (laiton, bronze)

5.2.2. La métallisation des plastiques

5.2.2.1. Le conditionnement de la surface.

5.2.2.2. La métallisation proprement dite a) Les traitements en phase aqueuse

b) Les traitements sous vide

5.3 . Les e f fe t s de sur f ace

5.3.1. Les finis de surface

5.3.1.1. Les aciers

5.3.1.2. L'aluminium

5.3.2. Les platines et autres effets

J'ai d'autres questions relatives à ce dossier:.…………………………………………………………………………………………………………

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N EDERLANDSE VERSIE OP KEERZIJDE

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