Des matériaux tels que le fer et l'acier ont tendance à réagir avec l'air et l'humidité présents dans l'environnement, entraînant la rouille.
La galvanisation à chaud protège les pièces en fer et en acier de la rouille et prolonge leur durée de vie.
Mais qu'est-ce que la galvanisation à chaud exactement et quels sont les processus impliqués dans la réalisation de la galvanisation à chaud ?
La galvanisation à chaud (HDG) est un type de procédé de galvanisation dans lequel des pièces en fer ou en acier sont plongées dans un bain de zinc fondu maintenu à environ 450 °C. La couche supérieure du métal de base réagit avec le zinc fondu et produit une couche protectrice sur la pièce.
Cet article fournit un guide détaillé sur la galvanisation à chaud ainsi que ses avantages et ses limites.
En fin de compte, j'ai également discuté de la différence entre la galvanisation à chaud et la galvanisation à froid, et mentionné certaines des entreprises populaires qui fournissent des services de galvanisation à chaud.
Qu'y a-t-il dans cet article ?
- Qu'est-ce que la galvanisation à chaud ?
- Avantages de la galvanisation à chaud
- Limites de la galvanisation à chaud
- Différence entre l'immersion à chaud et la galvanisation à froid
- Services de galvanisation à chaud
- Dernières pensées
- Foire aux questions (FAQ)
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Qu'est-ce que la galvanisation à chaud ? Processus en 4 étapes
La galvanisation à chaud consiste à ajouter une couche protectrice sur les pièces métalliques.
Contrairement àacier anodisé,où une couche d'oxyde est formée comme revêtement final, la galvanisation des pièces en acier implique le dépôt d'une couche de zinc pour protéger le métal de base.
La couche protectrice formée lors de la galvanisation à chaud subit ensuite une oxydation pour former une couche d'oxyde qui se transforme plus tard en une couche de carbonate lors de l'exposition à l'environnement.
Généralement, la galvanisation des pièces en acier est effectuée après avoir terminé tout traitement thermique requis, tel querecuit de l'acier.
La galvanisation peut généralement être réalisée par différentes méthodes telles que l'électrolyse, la diffusion thermique ou une méthode par immersion à chaud.
La galvanisation à chaud (HDG) est idéale pour les pièces de grande taille et est donc couramment utilisée dans les applications industrielles.
Le procédé HDG comprend quatre étapes : une étape de préparation de surface, une étape de galvanisation, une étape de post-traitement et une étape d'inspection.
Étape 1 : Préparation de la surface en HDG
La première étape est la préparation de surface des objets en acier ou en fer à galvaniser.
Cette étape consiste en divers processus tels que le dégraissage, le décapage acide et le fluxage pour améliorer la qualité de surface de la pièce, assurant une galvanisation appropriée.
Dégraissage
Les pièces sont immergées dans un bain de dégraissage, où elles sont rincées pour éliminer toute saleté, poussière ou dépôt d'huile de leur surface.
Décapage acide
Après dégraissage, les pièces sont plongées dans un bain de décapage acide, où elles sont rincées pour éliminer les oxydes de fer et lisser les surfaces écaillées (ou bavures provoquées lors de l'usinage).
Fluxage
Enfin, les pièces sont immergées dans une solution de fondant contenant généralement 30 % de chlorure de zinc-ammonium à 65-80°C (338-353 K).
Cela éliminera tous les oxydes restants et appliquera une couche protectrice pour empêcher une oxydation supplémentaire.
Il s'agit de l'étape la plus critique de la préparation de surface car un nettoyage minutieux des oxydes assurera un dépôt lisse et uniforme de zinc sur les pièces en fer ou en acier.
Étape 2 : Galvanisation
Après avoir préparé la surface de la pièce, il est temps de commencer le processus de galvanisation.
Les pièces sont immergées dans un bain tout zinc maintenu à environ 450 °C (723 K). Le récipient qui abrite le bain de zinc fondu s'appelle une bouilloire de galvanisation.
Généralement, ils sont immergés dans le bain avec un angle pour permettre aux bulles d'air de s'échapper des sections creuses de la pièce.
Lorsqu'il est immergé dans la bouilloire de galvanisation, le fer ou l'acier réagit avec le zinc pour former plusieurs couches intermétalliques zinc-fer, la couche la plus externe étant constituée de zinc pur.
Cette réaction se produit très rapidement dans les étapes initiales, au cours desquelles le revêtement primaire se forme, après quoi il commence à ralentir et l'épaisseur du revêtement augmente progressivement.
L'immersion dure généralement quatre à cinq minutes. Cependant, le temps d'immersion augmente à mesure que la taille de l'objet augmente.
Après avoir retiré les objets de la bouilloire de galvanisation, le revêtement de zinc s'oxyde d'abord en oxyde de zinc, qui réagit avec le dioxyde de carbone dans l'air pour former une couche de carbonate de zinc, empêchant davantage la corrosion.
Étape 3 : Post-traitement
Le post-traitement est une étape facultative au cours de laquelle la pièce galvanisée est soit trempée dans de l'eau, soit refroidie sous air forcé à travers une soufflante.
La trempe fournit le taux de refroidissem*nt le plus rapide tout en améliorant la dureté de la pièce, tandis que le refroidissem*nt par air offre une alternative moins chère avec une dureté comparativement plus faible.
Les objets galvanisés peuvent être peints ou recouverts d'un revêtement supplémentaire pour améliorer leur valeur esthétique et fournir une couche de protection supplémentaire.
Étape 4 : Inspection
L'étape d'inspection consiste à vérifier visuellement les pièces galvanisées pour déterminer si elles ont été complètement galvanisées ou non.
Outre la vérification visuelle, les pièces sont également inspectées par une jauge d'épaisseur magnétique et des tests par ultrasons non destructifs pour garantir l'uniformité de l'épaisseur du revêtement.
L'ensemble du processus de galvanisation à chaud prend environ douze heures.
Avantages de la galvanisation à chaud
La galvanisation à chaud offre divers avantages, ce qui en fait l'une des techniques de galvanisation les plus préférables dans diverses industries.
Résistance à la corrosion
La couche protectrice formée pendant le HGD protège les pièces en fer et en acier de l'usure causée par la rouille de la surface.
Même si ce revêtement s'efface ou se raye, laissant une partie de la surface du fer ou de l'acier exposée, le zinc étant plus réactif, s'oxyde pour former une couche d'oxyde protectrice sur la surface.
Ce phénomène est connu sous le nom de protection sacrificielle et protège les objets d'origine de la rouille.
Eco-friendlyProcessus
HDG est un processus respectueux de l'environnement avec une faible empreinte carbone, entraînant une génération minimale de toute fumée toxique ou de tout déchet nocif.
En dehors de cela, le processus améliore la durée de vie de la pièce, ce qui réduit les déchets et peut même utiliser du fer, de l'acier et du zinc recyclés.
Aspects esthétiques
Le revêtement protecteur obtenu grâce à la galvanisation à chaud a un aspect brillant et lisse, ce qui ajoute à la valeur esthétique de la pièce.
Les structures commerciales telles que les poteaux d'éclairage ou les piliers de construction sont quelques-uns des exemples courants qui utilisent la galvanisation à chaud pour obtenir une surface brillante avec une durée de vie améliorée.
Processus rapide
Le processus de galvanisation à chaud prend environ 12 heures (pour les grandes pièces), ce qui est relativement moins que d'autres processus de dépôt de couche comme le revêtement en poudre ou la peinture au pistolet.
Flexibilité dans les applications de construction
Par rapport aux piliers en béton, l'utilisation de piliers en fer ou en acier galvanisé offre une flexibilité dans la conception des infrastructures car ils peuvent être facilement soudés, boulonnés ou épissés pour former des structures complexes.
Économique
Le coût de réalisation du processus de galvanisation à chaud est relativement moins cher par rapport à d'autres processus de dépôt de couche comme le revêtement en poudre ou la pulvérisation électrostatique.
En dehors de cela, la couche protectrice protège la pièce des conditions environnementales difficiles, ce qui entraîne des exigences de maintenance minimales et réduit encore le coût global.
Limites de la galvanisation à chaud
Dangereux s'il n'est pas manipulé avec soin
Le processus HDG implique la manipulation de bains de zinc fondu et de solutions de traitement de surface contenant des produits chimiques corrosifs tels que des acides, ainsi que des objets et structures lourds.
Ces produits chimiques peuvent irriter le système respiratoire en cas d'inhalation et provoquer des éruptions cutanées au contact.
Les solutions fondues et les objets chauds peuvent provoquer des brûlures qui peuvent s'avérer mortelles, et une mauvaise manipulation de pièces lourdes peut provoquer des accidents et mettre en danger la vie de l'opérateur.
Par conséquent, des protocoles de sécurité appropriés, tels que le port d'un équipement de sécurité, le maintien d'une distance de sécurité lors de la manipulation de pièces lourdes, etc., doivent être mis en œuvre lors de l'exécution du processus HDG.
Coût élevé
Bien qu'ils soient relativement moins chers que de nombreux processus de dépôt de couches différents, les coûts initiaux et de fonctionnement de la galvanisation à chaud ne sont pas réalisables pour les utilisateurs de bricolage et les petites industries.
L'équipement requis pour le processus HDG occupe un espace important et nécessite une certification et une formation avant d'être manipulé, ce qui le rend peu pratique pour les amateurs et les bricoleurs.
Sensible à l'usure
La couche galvanisée peut être endommagée lorsqu'elle est soumise à des conditions abrasives, laissant le matériau de base susceptible d'être endommagé.
Les applications marines sont un exemple, où lors de l'exposition, la surface d'origine peut interagir avec l'eau de mer salée, entraînant une usure due à la corrosion.
Application limitée
Le procédé HDG est limité aux pièces en fer et en acier.
L'utilisation de ce processus pour recouvrir d'autres matériaux se traduira par une couche non uniforme qui peut être facilement enlevée.
Par conséquent, limiter l'application du processus de galvanisation à chaud.
Différence entre l'immersion à chaud et la galvanisation à froid
| Galvanisation à chaud | Galvanisation à froid |
|---|---|
| La préparation de surface est intensive | La préparation de surface est simple |
| Dépôt de zinc par solution fondue | Dépôt de zinc par électrolyse |
| La couche de zinc est plus adhérente | La couche de zinc est moins adhérente |
| Couche de zinc plus uniforme | Couche de zinc moins uniforme |
| Processus écologique | Des déchets électrolytiques toxiques sont générés |
| Comparativement cher | Comparativement moins cher |
| Applicable sur tous les objets de taille | Applicable sur des objets de petite à moyenne taille |
HDG implique plusieurs étapes dans l'étape de traitement de surface, alors que, dans la galvanisation à froid, seuls un décapage acide et un dégraissage de la surface de l'objet en fer ou en acier sont nécessaires.
Dans la galvanisation à froid, la structure à galvaniser est placée comme anode dans un électrolyte de sel de zinc, après quoi une couche de zinc est déposée sur la surface de la structure par électrolyse.
D'autre part, la galvanisation à chaud implique l'immersion de la pièce dans un bain de zinc fondu pour former le revêtement protecteur.
La galvanisation à chaud entraîne un dépôt adhérent et uniforme de la couche de zinc, tandis que la couche déposée lors de la galvanisation à froid est relativement mince et facile à rayer.
La galvanisation à chaud est respectueuse de l'environnement, tandis que l'élimination des déchets d'électrolytes toxiques générés lors de la galvanisation à froid a des effets néfastes sur l'environnement.
Les coûts initiaux et de fonctionnement de la galvanisation à froid sont comparativement inférieurs à ceux de la galvanisation à chaud, ce qui la rend plus accessible aux bricoleurs et aux petites industries.
La galvanisation à chaud est généralement utilisée pour les grandes structures.
Bien que la galvanisation à chaud puisse également être utilisée pour les pièces de petite taille, la galvanisation à froid s'avère être un procédé comparativement plus économique pour les pièces de petite et moyenne taille.
Services de galvanisation à chaud
La mise en place d'une usine de galvanisation à chaud peut être très coûteuse pour les applications nécessitant occasionnellement des pièces galvanisées.
En dehors de cela, les utilisateurs de bricolage et les petites entreprises qui n'ont pas les moyens de mettre en place une usine de galvanisation peuvent compter sur la sous-traitance de leurs projets à des prestataires de services de galvanisation professionnels.
Voici trois entreprises populaires qui offrent des services de galvanisation à chaud.
Dernières pensées
La galvanisation à chaud est idéale pour améliorer les propriétés de résistance à la corrosion des pièces en fer et en acier, similaires àanodisationde pièces en aluminium.
En raison de son investissem*nt initial élevé, il est le mieux adapté à la galvanisation de grandes pièces, ce qui le rend idéal pour les industries telles que l'automobile, la construction navale, la construction, etc.
Si vous recherchez une alternative relativement moins chère pour la galvanisation de petites pièces, la galvanisation à froid devrait être votre processus de prédilection.
Cependant, la galvanisation à chaud offre divers avantages par rapport à la galvanisation à froid et, par conséquent, vous pouvez opter pour des services professionnels de galvanisation à chaud pour obtenir un produit galvanisé de haute qualité.
Foire aux questions (FAQ)
Pouvez-vous peindre une pièce en acier galvanisé à chaud?
Oui, vous pouvez peindre une pièce en acier galvanisé à chaud. Cette couche de peinture supplémentaire protégera contre la corrosion et la rouille tout en améliorant la valeur esthétique de la pièce galvanisée.
Quelle température l'acier galvanisé peut-il supporter ?
L'acier galvanisé peut résister à des températures allant jusqu'à environ 350°C (623 K), au-delà duquel l'alliage zinc-fer commence à fondre.
La galvanisation à chaud ajoute-t-elle du poids à la pièce ?
Oui, la galvanisation ajoute généralement environ 4 % à 8 % du poids total d'une pièce en acier.
