Alliages d'aluminium : résistance exceptionnelle à la corrosion et performance

Dans les fonderies, l'aluminium et ses alliages figurent parmi les principaux matériaux de coulée grâce à leurs avantages exceptionnels sur les autres métaux. L'alliage d'aluminium possède ductilité, haute aptitude au moulage, haute résistance, et surtout, une haute résistance à la corrosion dans différents environnements et agents chimiques.

La résistance à la corrosion de l'aluminium est créée par un film d'oxide inerte se formant sur la surface du métal, fournissant une couche protectrice qui empêche la surface d'aluminium d'être exposée à son environnement.

Un film d'oxide sur la surface se forme suite à la réaction chimique de la surface d'aluminium avec l'oxygène et l'eau. En fait, c'est le premier stade de la corrosion du métal. Bien que le film d'oxide ne fasse que 5-10 nm d'épaisseur, il empêche la rouille du métal dès qu'il est exposé à un environnement oxydant comme l'eau.

Dans la plupart des environnements, le taux de corrosion des alliages d'aluminium diminue avec le temps, en partie parce que la stabilité du film d'oxide détermine sa résistance à la corrosion, ce qui dépend de la valeur du pH de l'environnement.

Typiquement, les films d'oxide sont stables dans la plage de pH d'environ 4 à 8. Si le pH est inférieur à 4, il dissoudra les acides, et si le pH est supérieur à 8, il dissoudra les alcalis pour créer des solides cristallins, qui est la rouille.

Dans l'industrie de la fonderie, afin d'améliorer les propriétés de coulée de l'aluminium et de réduire les défauts de coulée d'aluminium, les fonderies ajoutent souvent une teneur plus élevée en Si à l'alliage d'aluminium, ce qui rend la corrosion localisée plus susceptible de se produire et décourage l'anodisation pour abaisser la résistance à la corrosion de l'aluminium coulé.

Afin d'optimiser la résistance à la corrosion des alliages d'aluminium coulés, il est nécessaire de comprendre la relation entre le processus de production de l'alliage d'aluminium et la microstructure de l'aluminium. Par conséquent, nous avons mené une évaluation complète de la recherche sur la corrosion des métaux en général et des alliages d'aluminium en particulier selon plusieurs méthodes de coulée d'aluminium, telles que la coulée en sable, la coulée sous basse pression, etc.

C'est l'article le plus détaillé, complet et direct que vous pouvez trouver sur la corrosion des alliages d'aluminium, qui sont hautement réactifs et possèdent diverses propriétés exceptionnelles.

Examinons de plus près avec nous – fonderie VIC !

Nature corrosive des alliages d'aluminium

La corrosion des alliages d'aluminium dans un environnement substantiel est due aux réactions cathodiques et anodiques se produisant simultanément au même taux sur la surface du métal.

La réaction cathodique est le processus d'oxydation du métal, et la réaction anodique est la réduction de la substance dans l'environnement. L'oxydation et la réduction se produisent simultanément, et des électrons sont transférés entre les deux réactifs. Par conséquent, le métal conduit l'électricité.

Réaction d'oxydation : Al → Al³⁺ + 3e^-

Réaction redox de l'hydrogène : H⁺ + e^- → ½ H₂

Ou réaction redox de l'oxygène : O₂ + 2H₂O + 4e^- → 4OH^-

En essence, ces réactions se produisent dans la microstructure de l'alliage. La microstructure d'un alliage d'aluminium est déterminée par les éléments d'alliage et par le traitement thermomécanique.

Avec un alliage d'aluminium pur sans éléments métalliques ajoutés, il n'y a pas de positions métalliques à l'intérieur de la microstructure. Par conséquent, la réaction cathodique est peu susceptible de se produire, minimisant ainsi la possibilité de corrosion.

Concernant les alliages d'aluminium hétérogènes mélangés avec des composants d'alliage, des particules intermetalliques se forment pour produire des précipités de 1 à 300 nm de diamètre. Les précipités consistent en différentes caractéristiques électrochimiques qui sont les zones attaquées par la corrosion.

Limite de corrosion des alliages d'aluminium

La résistance de l'aluminium à la corrosion augmente avec sa pureté. Cependant, en raison de la haute ductilité de l'aluminium, plus l'alliage d'aluminium est pur, moins il offre d'applications.

Typiquement, des métaux sont ajoutés pour augmenter la dureté et l'aptitude au moulage de l'aluminium, entraînant une diminution de sa résistance à la corrosion.

Voici des analyses de la résistance à la corrosion des alliages d'aluminium.

1. Alliage série 1xx.x : Aluminium commercialement pur

L'alliage série 1xx.x est l'alliage le plus pur, contenant environ 99,93 % d'aluminium pur, et il a un taux de corrosion mesuré très faible, environ 0,8 µA/cm² à 2,3 µA/cm².

En raison de l'excellente résistance à la corrosion, la série 1xx.x n'est pas largement appliquée au quotidien en raison de sa faible dureté.

Certaines de ses applications incluent les alliages série 100 utilisés dans l'industrie de l'emballage en feuille et comme matériau pour la batterie de cuisine. Il est aussi utilisé pour produire la production d'alliages secondaires ou comme revêtement pour d'autres séries.

2. Alliage série 2xx.x : Aluminium – Cuivre

L'alliage d'aluminium série 2xx.x contient une haute teneur en Cu, environ 4-10 %, donc il a de hautes propriétés mécaniques et est utilisé dans les structures, surtout dans l'industrie aérospatiale.

Cependant, l'ajout de Cu à l'alliage affecte sa durabilité. Bien que la dureté soit significativement améliorée (environ 500 MPa), il est sensible à la corrosion dans les environnements industriels humides.

La série 200 a tendance à former des défauts de coulée, donc ils sont souvent limités à la production de modèles de coulée simples.

Un test électrochimique avec une solution de 0,5M H₂SO₄ a mesuré un taux de corrosion d'environ 0,45 µA/cm², comparé à la mesure en solution 3 % NaCl. Cette expérience a été menée avec trois alliages Al-Cu avec des ratios de Cu de 5 %, 10 % et 15 % respectivement, et il est conclu que le taux de corrosion des 3 alliages était le même.

Une autre expérience a été menée en utilisant la méthode de solidification directionnelle, étudiant l'effet du taux de refroidissement et de la teneur en Cu de l'alliage Al-4,5%Cu.

Trois échantillons ont été prélevés à trois positions différentes depuis la surface métal-refroidisseur. L'observation au niveau microscopique montre un meilleur taux de corrosion lorsque le taux de refroidissement est plus élevé.

3. Alliage série 3xx.x : Aluminium – Manganèse

L'alliage d'aluminium série 3xx.x est généralement disponible en feuilles minces. C'est un alliage d'aluminium avec l'ajout de silicium et environ 1 % de manganèse pour améliorer la résistance à la corrosion dans la solution solide. La résistance de cet alliage est moyenne, environ 110 MPa.

Si le travail à froid et le recuit sont effectués, la série 3xxx atteindra d'excellentes propriétés mécaniques. Ils ont aussi de hautes propriétés de coulée, donc jusqu'à 90 % de l'aluminium coulé mondial appartient à la série 300. Par conséquent, la recherche sur la corrosion avec les alliages d'aluminium coulés est généralement menée sur la série 300.

De nombreuses expériences sur la corrosion de la série 3xx.x ont été menées, principalement avec la technologie de coulée par gravité et la coulée sous pression.

Coulée d'alliage d'aluminium par technologie de coulée par gravité

Une étude a montré que la densité de courant de corrosion et le paramètre d'impédance de Al-8%Cu-3%Si induisent une résistance à la corrosion plus élevée que Al-6%Cu-1%Si.

Les tests de corrosion sont effectués à la position de section transversale de coulée, à 0, 10 et 20 mm de la surface de coulée froide.

Cette expérience montre que le Si et l'espacement des bras dendritiques secondaires (SDAS) dépendent l'un de l'autre et affectent la résistance à la corrosion de Al-6%Cu-1%Si.

Dans la matrice α d'aluminium, les alliages d'aluminium coulés forment facilement des composés intermetalliques. La présence de manganèse dans la série 300 compense l'effet cathodique du Fe dans les composés intermetalliques, les rendant moins corrosifs.

Les chercheurs ont également mené des expériences sur les effets du Sr sur la corrosion des alliages d'aluminium.

Les micro-observations ont montré le changement de l'eutectique de silicium de morphologie grossière et fine à la morphologie fibreuse connectée.

a. sans Sr ajouté

b: Sr 120 ppm

c: Sr 170 ppm

d: Sr 250 ppm

Conclusion : La morphologie fibreuse liée de l'eutectique de silicium améliore la résistance à la corrosion des alliages d'aluminium. Les niveaux détaillés de résistance à la corrosion sont montrés dans le tableau suivant :

Ajout de Sr	Avant	Après
120 ppm	13,8 µA/cm2	0,42 µA/cm2
150 ppm	10,2 µA/cm2	1,47 µA/cm2

Coulée d'alliage d'aluminium avec technologie HPDC (coulée sous haute pression)

Selon les documents enregistrés, cette expérience a projeté du métal à trois températures différentes : 579 °C, 643 °C et 709 °C avec deux pressions d'injection de 35 MPa et 70 MPa. L'observation de la microstructure montre qu'à basse température, la dendrite d'aluminium est fragmentée, et à haute température, la dendrite est plus raffinée.

Cette expérience conclut que plus la porosité est élevée, plus la résistance à la corrosion de l'alliage d'aluminium est faible. La porosité augmente progressivement selon les résultats expérimentaux suivants :

a: 579 °C / 35 MPa (3,15 % porosité)

b: 579 °C / 70 MPa

c: 643 °C / 35 MPa

d: 643 °C / 70 MPa

e: 709 °C / 35 MPa

f: 709 °C / 70 MPa (4,91 % porosité)

Avec la technologie HPDC, des bulles d'air sont créées en raison du taux d'injection élevé, résultant en une coulée à haute porosité et causant des défauts de porosité gazeuse.

4. Alliage série 5xx.x : Aluminium – Magnésium

La série 5xx.x contient moins de 6 % Mg. Le magnésium a une solubilité dans l'aluminium qui améliore la résistance à la corrosion et la dureté de l'alliage. La dureté de la série 500 est supérieure à 380 MPa.

La série 500 peut résister à la corrosion dans un environnement d'eau de mer, donc elle est appliquée dans l'industrie marine.

Recherche sur la résistance à la corrosion de l'alliage Al-3%Mg-1%Si par coulée par gravité et coulée continue a trouvé une corrosion sévère à la zone exempte de précipités.

La figure ci-dessus montre les résultats de l'expérience ; avec la technologie de coulée par gravité, l'alliage Al-3Mg-1Si est corrodé à un taux plus élevé que la coulée continue. En fait, la technologie de coulée continue a un taux de refroidissement plus rapide, conduisant à un rapport de solution solide plus élevé.

La série 500 a aussi un problème de corrosion – un désordre à forte densité qui peut causer une précipitation nocive de phase β Mg₂Al₃ sur les alliages avec > 3 % Mg, et exposition à haute température pendant de longues périodes.

5. Alliage série 6xx.x : Aluminium – Magnésium – Silicium

L'alliage d'aluminium à base de silicium série 6xx.x augmente la fluidité et réduit le point de fusion.

Cet alliage a une résistance à la dureté > 300 MPa, principalement sous forme extrudée et en feuille.

Le silicium et le Mg ajoutés à l'alliage, dépassant 1,4 %, augmenteront la résistance lors du vieillissement.

La série 600 obtient une bonne résistance à la corrosion, donc elle est largement utilisée dans l'environnement marin et la fabrication de moteurs de train.

6. Alliage série 7xx.x : Aluminium – Zinc – Magnésium

L'alliage série 7xx.x a une durabilité jusqu'à 580 MPa ; une telle haute résistance est atteinte grâce à la précipitation de la phase η (MgZn₂). Par conséquent, il est largement utilisé dans l'industrie aérospatiale.

Le désavantage de la série 700 est la résistance à la corrosion réduite ; ils sont sensibles à l'érosion environnementale et à la fissuration par corrosion sous contrainte.

Pour rééquilibrer la résistance à la corrosion, des traitements thermiques complexes ont été effectués, comme des traitements thermiques secondaires.

7. Alliage série 8xx.x : Aluminium – Lithium

L'alliage d'aluminium série 8xx.x est mélangé avec l'élément Li, avec une solubilité dans l'aluminium jusqu'à 16 %.

La série 800 est très légère et obtient une haute rigidité ; ainsi, elle a un haut potentiel pour l'usage dans l'industrie aérospatiale.

Dans le passé, les alliages d'aluminium contenant du Li avaient le taux de corrosion le plus élevé parmi tous les alliages d'aluminium ; mais aujourd'hui, les alliages Al-Li avec Cu ajouté ont surmonté cette limitation.

8. Alliage série 9xx.x : Aluminium – Nickel

L'alliage série 9xx.x avec du Nickel ajouté pour augmenter la dureté mais réduire la ductilité et la résistance à la corrosion.

Une étude sur les alliages Al-5%Ni : a pris 1 échantillon de l'alliage à la position P1, à 10 mm du bord du moule avec un taux de refroidissement d'environ 8 °C/s, et 1 échantillon à 60 mm du bord du moule à un taux de refroidissement de 0,6 °C/s.

Le résultat était le taux de corrosion de la position P2 est 1,5 µA/cm², et en position P1 est 3,5 µA/cm².

Plus d'informations sur les types d'aluminium : https://vietnamcastiron.com/types-aluminum/

Effet des éléments d'alliage sur la corrosion des alliages d'aluminium

1. Effet du Mg

Le Mg est ajouté à l'alliage d'aluminium pour améliorer les propriétés mécaniques. Le Mg réduit le taux de réaction de la réaction cathodique lorsqu'il est présent en solution solide (en raison de la faible densité de courant d'échange du Mg) et augmente la résistance à la corrosion.

2. Effet du Si

Le Si ajouté avec le Mg crée un précipité Mg₂Si qui améliore la dureté de l'alliage d'aluminium mais cause de la corrosion localisée. L'ajout excessif de Si causera la fissuration par corrosion sous contrainte en raison du Si apparaissant à la frontière et accélérant la réaction cathodique.

3. Effet du Cu

Similaire au Mg, la présence de Cu cause la formation d'une réaction cathodique localisée qui cause la corrosion. Cependant, l'objectif principal des séries 600 ou 700 en ajoutant Cu à la composition est le renforcement de la dureté, pas pour l'objectif anti-corrosion.

4. Effet du Zn

L'ajout de Zn à l'alliage d'aluminium peut former la phase τ Al-Mg-Zn au lieu de la phase β Al₃Mg₂, ce qui cause la fissuration par corrosion sous contrainte. Les alliages utilisés dans l'industrie aérospatiale utilisent encore le Zn pour former un précipité améliorant la dureté.

5. Effet du Fe

Dans le processus de production, l'alliage d'aluminium mélange souvent du Fe dans la composition. Le processus d'élimination du Fe est très coûteux. Le Fe est difficile à dissoudre dans l'alliage et maintient une réaction cathodique, résultant en une résistance à la corrosion réduite. Le Fe combiné avec Mn ou Cu dans l'alliage est aussi un facteur empêchant la résistance à la corrosion.

6. Effet du Mn

L'inclusion de Manganèse dans l'alliage d'aluminium réduira la concentration de Fe et augmentera la résistance à la corrosion. Cependant, si la quantité de Mn dépasse la limite de solubilité (1,25 % en poids), cela entraînera la formation de Al₆Mn, qui augmente la réaction cathodique et cause des problèmes de corrosion.

7. Effet du Li

Le Lithium joue le rôle d'augmenter la dureté de l'alliage d'aluminium, donc l'alliage Al-Li est largement utilisé dans l'aviation. Cependant, le Li apparaît le long des joints de grains, causant une augmentation rapide du taux de corrosion et propagation locale de la corrosion.

Types de corrosion des alliages d'aluminium

Corrosion uniforme

La corrosion uniforme est un type de corrosion courant qui se produit lorsque le pH est trop haut ou trop bas. Toutes les surfaces de l'alliage sont érodées au même taux. Le film d'oxide d'aluminium ne peut pas protéger le métal, et il sera érodé progressivement.

La corrosion uniforme peut être facilement identifiée et gérée en utilisant de la peinture ou des revêtements à un niveau de corrosion admissible.

Avec les alliages d'aluminium, des inhibiteurs comme l'acide chromique ou la protection cathodique peuvent être utilisés.

Corrosion galvanique

La corrosion galvanique se produit lorsqu'un alliage d'aluminium est connecté à un matériau conducteur, réagissant plus fortement dans un environnement conducteur. Au point de contact entre l'aluminium restant et le métal se formera une attaque de corrosion. Par exemple, dans les soudures métalliques, la corrosion se formera concentrée sur le côté du métal moins noble.

La corrosion galvanique se produit aussi avec les alliages d'aluminium hétérogènes contenant des composés intermetalliques. Par exemple, dans les alliages d'aluminium contenant du cuivre, la corrosion est significativement augmentée s'ils sont immergés dans l'eau ou des environnements sévères.

Dans le cas de l'aluminium et de l'acier inoxydable en contact l'un avec l'autre dans un environnement sec, le niveau de corrosion n'augmentera que légèrement. Mais dans un environnement humide, il augmentera nettement.

Pour prévenir la corrosion galvanique, il est nécessaire de séparer les deux métaux l'un de l'autre en insérant un matériau isolant comme du caoutchouc néoprène à la position de contact des deux métaux ou en redessinant, pour que les deux métaux ne se touchent pas.

Corrosion de crevasse

La corrosion de crevasse provient des espaces ou joints et se propage ensuite aux zones de surface dans un environnement humide.

Un exemple typique est l'emplacement où le boulon et le métal auquel il est boulonné forment de la rouille, en présence d'humidité ou d'eau entrant dans l'espace.

Corrosion par piqûres

La corrosion par piqûres est une forme de corrosion locale qui se produit sur une surface métallique lorsqu'elle est immergée dans un environnement humide.

La corrosion par piqûres se produit généralement lorsque la surface de l'alliage est couverte d'un film d'oxide mince, qui se forme pendant la fabrication du métal ou la réaction avec l'environnement.

Concernant l'alliage d'aluminium, le film d'oxide d'aluminium se forme très rapidement, et la liaison crée une barrière entre les surfaces métalliques. Cependant, cela n'empêche toujours pas le contact entre l'humidité et les trous sur la surface métallique.

Lorsque des vides de surface apparaissent en raison de l'impact d'une cellule locale, ces trous, s'ils ne peuvent pas se réparer mécaniquement, seront remplis de produits corrosifs qui ressemblent à des nodules.

Corrosion intergranulaire

La corrosion intergranulaire est une attaque de corrosion locale le long de la frontière de grain ou adjacente à la frontière de grain du métal, créant un chemin de corrosion.

La frontière de grain est une concentration de particules étrangères, la déviation ici la rend hautement active par rapport à la zone interne, donc le taux de corrosion ici est plus rapide.

Le niveau de corrosion peut varier en fonction de sa microstructure, qui à son tour dépend du traitement thermique. Le traitement thermique produit des précipités de particules et peut rendre la frontière de grain plus active et détruire rapidement le matériau.

Corrosion par exfoliation

La corrosion par exfoliation est une corrosion qui apparaît le long des frontières de grains qui sont parallèles à la surface du métal. Comparé au métal de base, le produit corrosif est plus gros en poids, ce qui force le métal à se séparer en couches, causant le gonflement du métal.

La corrosion par exfoliation se produit généralement dans les alliages Al-Mg-Cu et Al-Zn-Cu.

L'étendue de la corrosion dépend principalement de la composition et de la distribution du précipité à la frontière de grain.

Fissuration par corrosion sous contrainte (SCC)

La fissuration par corrosion sous contrainte (SCC) est la détérioration des propriétés mécaniques d'un alliage sous l'influence de la contrainte et d'un environnement corrosif. Initialement, en raison de la contrainte mécanique, de petites fissures apparaissent, puis dans l'environnement corrosif, les fissures se développent très rapidement, créant une destruction rapide du matériau.

Sur 8 alliages d'aluminium, les séries 2xx.x, 5xx.x et 7xx.x sont les plus sensibles au SCC.

L'impulsion de deux agents : contrainte de traction statique et environnement spécifique induit une fissuration intergranulaire ou transgranulaire du métal. Le SCC peut se produire de manière inattendue et progresser rapidement.

L'environnement spécifique est un facteur essentiel causant le SCC. Seule une très faible concentration de certains produits chimiques hautement actifs peut créer une fissure et mener progressivement à une destruction catastrophique de l'alliage.

Fatigue de corrosion

La fatigue de corrosion est la dégradation mécanique du matériau sous les effets de la contrainte et de la corrosion cyclique.

Bien que la surface de l'aluminium ait un film d'oxide d'aluminium naturellement protecteur, celui-ci peut être détruit lorsqu'il est soumis à des effets corrosifs cycliques.

La résistance à la fatigue du matériau diminue à chaque cycle et ne dépend pas de ses conditions métallurgiques.

Expérimentant la résistance à la corrosion de l'alliage d'aluminium dans le NaCl, la résistance à la fatigue est de 10⁸ cycles et sa résistance à la corrosion est dans la plage de 25 % à 35 %, comparée à celle dans l'air.

Corrosion filiforme

La corrosion filiforme est un cas particulier de corrosion de crevasse, dans lequel de fines fibres apparaissent comme de fins tunnels dans des directions aléatoires et sans ramification ; ces fines fibres contiennent des produits corrosifs.

La corrosion filiforme peut se produire sur une surface métallique non protégée ou sous un film protecteur mince, d'environ 0,1 mm d'épaisseur. Le film peut être soit un revêtement, soit une protection contre la corrosion.

Lorsque le matériau entre en contact avec l'eau et l'oxygène, cela cause les produits corrosifs à pénétrer dans l'espace entre le revêtement et la surface métallique, surtout par les rayures, s'étendant progressivement en grappes corrosives.

Résistance à la corrosion de l'aluminium

Pour résister efficacement à la corrosion des alliages d'aluminium, il est nécessaire d'isoler complètement la surface du métal de l'environnement. Pour y parvenir, il faut utiliser un revêtement organique comme de la peinture.

Cependant, peindre sur une surface d'aluminium n'est pas un processus facile car la surface de l'aluminium n'a pas de porosité. Par conséquent, il faut promouvoir un film d'oxide sur la surface par l'anodisation ou le revêtement de conversion pour améliorer l'adhérence de la peinture.

1. Créer un revêtement sur la surface d'aluminium

1.1. Technique d'anodisation

La méthode la plus courante pour résister à la corrosion de l'aluminium et de ses alliages est l'anodisation. C'est une méthode de création d'un film d'oxide relativement épais à l'extérieur de la surface d'aluminium pour aider à résister à la corrosion.

Inhibiteurs peuvent être ajoutés à la couche externe de la couche anodisée pendant que cette couche se forme, ou peuvent aussi être ajoutés après formation pour augmenter le niveau de protection du métal.

Il existe différents types d'anodisation :

• Anodisation chromique : processus populaire et ancien pour développer l'électrochimie pour le film d'oxide protecteur sur la surface. Un film d'oxide est formé en contrôlant rapidement l'oxydation de surface de l'aluminium. Le film est relativement mince, de 0,5 µm à 18 µm, et ne conduit pas l'électricité.
• Anodisation à l'acide sulfurique : méthode plus respectueuse de l'environnement que l'anodisation chromique. Elle utilise le courant continu et une solution électrolytique, l'acide sulfurique, pour oxyder la surface de l'aluminium. Le courant électrique passe par la libération d'oxygène de la surface de l'aluminium, formant une couche d'oxide de 1,8 µm à 25 µm. Ce processus crée une couche de mousse serrée sur le dessus et nécessite un colmatage pour fermer les pores.
• Anodisation à l'acide oxalique : cette méthode utilise une pièce en alliage d'aluminium comme anode pour l'électrolyse dans un environnement aqueux contenant de l'acide sulfurique, et au moins un composé sélectionné du groupe Molybdate, Tungstate, Vanadate et Manganite. L'épaisseur maximale de la couche d'oxide est de 50 µm.
• Anodisation dure (Hard anodizing) : assez similaire à l'anodisation à l'acide sulfurique, mais elle produit une couche d'oxide plus épaisse qui augmente la résistance à la corrosion. L'épaisseur de la couche d'oxide est d'environ 20 µm à 100 µm et est strictement contrôlée pour éviter la déformation thermique.

1.2. Revêtement de conversion chimique

Le revêtement de conversion chimique est aussi connu sous le nom de film chimique ou revêtement chromate. C'est le processus d'application de chromate sur le substrat métallique pour créer une surface résistante à la corrosion, durable et ayant une conductivité électrique stable.

Ce revêtement de conversion est à la fois un inhibiteur de corrosion et une sous-couche pour une meilleure adhérence à la couche de finition.

Pour effectuer cette procédure, il est nécessaire d'immerger la pièce métallique dans le produit chimique contenant le composé de chrome pendant plusieurs minutes pour former un film de l'épaisseur appropriée. Le revêtement de conversion chimique est le film qui sèche et durcit.

Ce processus est décrit comme suit :

Réaction redox entre le chrome et l'aluminium :

Cr⁶⁺ + Al⁰ → Cr³⁺ + Al³⁺

Puis réaction avec l'hydroxyde dans l'eau pour créer une solution alcaline :

Cr³⁺ + 3OH^- → Cr(OH)₃

Al³⁺ + 3OH^- → Al(OH)₃

La solution alcaline sèche et durcit, formant un revêtement sec, principalement Cr₂O₃, d'environ 0,2-0,3 µm d'épaisseur.

Cependant, ce revêtement Chrome est assez toxique, donc de nos jours, on utilise des méthodes de traitement alternatives comme les monocouches auto-assemblées, les chimies sol-gel, les terres rares, le cobalt, etc. Cela vise à protéger contre la corrosion des surfaces qui ont été pré-éliminées des particules IM.

2. Revêtements organiques

Après que la pièce d'aluminium est couverte par l'anode ou convertie chimiquement, la surface est prête à être revêtue du revêtement organique. Le système de revêtement organique consiste en une sous-couche (primer) et une couche de finition (topcoat).

La sous-couche est la couche protectrice principale qui inhibera la corrosion lorsqu'elle entrera en contact avec l'eau ou le métal. La couche de finition augmentera le niveau de protection et sera aussi utilisée à des fins esthétiques.

Comment peindre les alliages d'aluminium : https://vietnamcastiron.com/painting-cast-aluminum-process/

Conclusion

Des études des alliages d'aluminium basées sur la base chimique, la microstructure et l'environnement, nous pouvons appréhender les facteurs cruciaux dans la sélection et le développement des alliages d'aluminium.

La microstructure détermine la résistance mécanique et la performance de corrosion de l'alliage. La collecte d'informations sur les types de corrosion ainsi que l'analyse de la résistance à la corrosion des alliages d'aluminium amélioreront l'étude du traitement de surface.

Augmenter la résistance à la corrosion tout en assurant une résistance d'alliage plus élevée nécessite des recherches et tests plus intensifs. La méthode actuelle d'amélioration de la dureté, qui consiste simplement à précipiter la matrice cristalline, n'est plus possible.

En savoir plus sur le défaut de coulée d'aluminium le plus populaire : https://vietnamcastiron.com/aluminum-casting-shrinkage/

Ce document a été compilé par M. Dinh Tien Vu de VIC, basé sur les sources suivantes :

• UK Aluminum industry Fact Sheet 2: Aluminum and Corrosion de Alfed.
• Review Corrosion of Cast Aluminum Alloys de MDPI.
• Durability and Corrosion of Aluminium and Its Alloys: Overview, Property Space, Techniques and Developments par N. L. Sukiman, X. Zhou, N. Birbilis, A.E. Hughes, J. M. C. Mol, S. J. Garcia, X.

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