Les différences entre la galvanisation à chaud et le zingage

Dans l'industrie manufacturière, la galvanisation à chaud et le zingage sont deux des méthodes les plus courantes pour appliquer un revêtement protecteur de zinc sur des composants en acier ou en fer.

La principale différence entre les deux est que la galvanisation à chaud consiste à immerger le composant en acier dans une cuve de zinc fondu à chaud, tandis que le zingage utilise l'électrolyse (courant électrique) pour recouvrir le zinc.

Dans cet article, nous examinerons de manière plus approfondie les différences entre les deux procédés et leur incidence sur les propriétés métallurgiques du composant en acier.

Quand et pourquoi les revêtements de zinc sont-ils nécessaires ?

L'acier est l'un des matériaux les plus couramment utilisés dans la fabrication en raison de sa polyvalence, de sa résistance et de ses prix compétitifs. Cependant, l'acier a toujours eu son talon d'Achille : la corrosion. C'est la substance brun-rougeâtre, rugueuse et squameuse que l'on voit sur les vieux ponts et les épaves. L'acier a donc besoin de quelques modifications pour être plus durable, en particulier lorsqu'il est exposé aux éléments.

La corrosion se produit lorsque l'acier réagit chimiquement avec l'eau et l'air de l'environnement et forme un oxyde de fer. L'oxyde de fer est la rouille que vous voyez à l'extérieur. Dans ce cas, la surface en acier a été oxydée par l'oxygène de l'air et de l'eau. La corrosion ne se produit que sur le métal exposé à l'environnement extérieur. Il est donc souvent suffisant de protéger la couche la plus externe du métal.

La résistance à la corrosion est essentielle pour les petits composants tels que les écrous et les boulons, ainsi que pour les rondelles et les vis à métaux, car ces types de fixations sont utilisés pour assembler plusieurs objets. Par conséquent, tout endommagement de ces composants nuira à l'ensemble de l'équipement, dont la réparation peut être à la fois dangereuse et coûteuse si aucune précaution n'est prise.

La solution à ce problème a été de revêtir les composants en acier d'un autre métal. L'autre métal agit essentiellement comme un revêtement sacrificiel, étant oxydé à la place de l'acier sous-jacent pour fournir une barrière de protection.

Les revêtements de zinc sont également utilisés comme méthode pour empêcher la fragilisation par l'hydrogène. Ce processus est la détérioration des propriétés structurales d'un métal, la présence d'hydrogène diffusible entraînant la fragilisation et la fissuration du métal.

Comme le degré de fragilisation dépend directement de la microstructure du métal et de la quantité d'hydrogène absorbée, minimiser le contact entre les deux est la meilleure mesure préventive. C'est là que l'application d'un revêtement, tel que le zingage, contribue à protéger la surface du composant contre l'hydrogène atomique.

Accu peut fournir une gamme de fixations à haute résistance qui ont été fragilisées, un traitement thermique qui minimise le risque que le revêtement ne protège pas contre les fissures.

Ce processus est important car si un composant, par exemple une vis à tête cylindrique, ne passe pas par la procédure de défragilisation, il sera impropre à l'utilisation. Le composant tombera en panne à moins de la moitié de la force de serrage spécifiée.

Bien que le zinc soit l'un des revêtements protecteurs les plus populaires, les autres métaux couramment utilisés pour le placage comprennent l'or, l'argent et le nickel. Accu propose un placage dans tous ces métaux, y compris le zinc. Nous offrons également un service de fabrication sur mesure, afin que vous puissiez obtenir des vis sur mesure qui sont plaquées avec ces métaux.

Qu'est-ce que la galvanisation à chaud ?

Lorsque les gens parlent de « galvanisation », ils font généralement référence à la galvanisation à chaud. Au cours de ce processus, le composant en fer ou en acier est immergé dans un bain de zinc fondu liquide et chaud. La température du zinc fondu est d'environ 450 °C (842 °F).

Ici, le zinc fondu se lie chimiquement à l'acier ou au fer, produisant une couche protectrice externe de zinc lorsqu'il se refroidit et réagit avec l'oxygène de l'atmosphère, formant de l'oxyde de zinc (ZnO). Celui-ci réagit ensuite également avec le dioxyde de carbone, créant une couche protectrice de carbonate de zinc (ZnCO3) qui donne un aspect grisâtre terne.

Étapes de la galvanisation à chaud

1) Cycle de nettoyage pour préparer la surface

Pour obtenir un traitement de galvanisation de bonne qualité, la surface métallique doit être très propre. Les processus de nettoyage des surfaces comportent 3 étapes principales. Tout d'abord, le dégraissage a pour but d'éliminer les résidus organiques, la saleté et l'huile. Ceci est suivi d'un décapage avec une solution acide pour éliminer les squames et toute rouille. Enfin, le processus de fluxage garantit qu'aucune oxydation ne se produit sur le métal de base avant qu'il ne soit plongé dans le bain de zinc fondu.

2) Procédé de séchage

Le composant est rincé entre le dégraissage, le décapage et le fluxage pour éliminer toute trace d'oxydation restante sur la surface. Ensuite, le composant est séché avant d'être prêt à être immergé dans le bain de zinc fondu. À ce stade, il est essentiel d'éliminer tous les contaminants de la surface du composant, car l'acier impur ne réagira pas avec le zinc.

3) Galvanisation

Le composant propre passe finalement dans le bain de zinc fondu. Cette étape ne dure généralement que cinq minutes pour les petites pièces, mais elle est plus longue pour les pièces plus grandes.

4) Traitement après galvanisation

La pièce galvanisée est refroidie et peut être soumise à des processus supplémentaires, tels que la peinture ou le revêtement en poudre.

Pourquoi ne pas utiliser des composants en acier inoxydable à la place ?

Les composants en acier inoxydable et en acier galvanisé offrent une excellente résistance à la corrosion. Cependant, la galvanisation peut souvent être bien plus rentable que l'utilisation d'acier inoxydable.

C'est également l'un des moyens les plus écologiques de résister à la corrosion, car tout zinc qui ne forme pas de revêtement sur les composants en acier ou en fer pendant le trempage à chaud restera dans le bain de galvanisation, prêt à être réutilisé.

Un autre facteur important dans le choix d'utiliser des composants en acier galvanisé à chaud au lieu de composants en acier inoxydable est la résistance à la traction de la vis, de l'écrou ou du boulon. Si une application nécessite des boulons structuraux pour des fixations à haute contrainte et pour fixer des objets lourds ensemble, le fabricant peut choisir d'utiliser des fixations en acier à haute résistance.

Alors que les composants en acier inoxydable peuvent être produits avec des grades de résistance à la traction élevés, le coût unitaire nettement plus élevé peut souvent signifier que les composants en acier galvanisé à chaud constituent une option plus attrayante.

Qu'est-ce que le zingage ?

Le zingage fait référence à la galvanoplastie du zinc, une méthode qui utilise le courant électrique pour décomposer le zinc en ions (minuscules particules chargées) et le déposer sur le composant métallique. Le procédé consiste à former une cellule électrolytique simple composée du zinc, d'une solution aqueuse et du composant à plaquer.

Comment fonctionne le processus de zingage

Ici, le zinc est appelé anode (charge positive) et le composant à plaquer est appelé cathode (charge négative). En termes simples, lorsque vous faites passer un courant électrique continu à travers la cellule, l'anode en zinc commence à se décomposer en de minuscules ions zinc.

Comme les ions zinc sont chargés positivement, ils sont attirés par la borne positive (composant en acier qui doit être plaqué) et s'écoulent donc vers celle-ci. La solution aqueuse facilite le mouvement des ions. Lorsqu'ils atteignent le composant, les ions zinc forment une couche extérieure nette de zinc.

Différences courantes entre les composants galvanisés et zingués

1) Apparence

Les composants galvanisés qui ne sont pas traités ont souvent une couleur grise sourde qui est assez rugueuse. Les pièces zinguées sont souvent plus lisses et plus brillantes et peuvent également présenter une finition colorée, comme le bleu ou le jaune.

2) Épaisseur

Le zingage produit un revêtement assez fin, approximativement compris entre 0,005 mm et 0,025 mm. Il devient plus coûteux d'obtenir un revêtement plus épais que celui-ci avec la galvanoplastie au zinc. Avec la galvanisation à chaud, vous pouvez obtenir une épaisseur de plus de 0,1 mm.

3) Durabilité

Comme vous pouvez obtenir une plus grande épaisseur grâce à la galvanisation à chaud, cela signifie que les pièces galvanisées peuvent durer des années, voire des décennies, sans rouiller. En fait, le processus de rouille est si lent que lorsque le zinc rouille, il produit de l'oxyde de zinc, qui ajoute une couche de protection supplémentaire.

Dans le cas du zingage, les petites épaisseurs signifient que les pièces zinguées ne sont pas aussi durables que les pièces galvanisées. Par conséquent, il ne convient pas à une application en extérieur à moins qu'il n'ait été traité ultérieurement.

4) Force

Comme les pièces galvanisées ont un revêtement de zinc plus épais, elles sont donc plus solides et plus résilientes, en particulier pour les applications extérieures. La vitesse de corrosion étant assez lente, le revêtement conserve sa résistance plus longtemps.

5) Coût

C'est là que le zingage gagne : étant un métal plus facilement disponible, il est plus rentable que la galvanisation à chaud, en particulier pour les petits composants. Le zinc est également beaucoup moins cher que d'autres métaux tels que l'or.

6) Polyvalence

La galvanisation à chaud peut être utilisée pour presque tous les composants en acier ou en fer, grands ou petits. Ils peuvent également être utilisés dans des applications extérieures et intérieures.

Le zingage est principalement limité aux petites pièces métalliques telles que les écrous, les boulons et les vis. Ils sont également principalement adaptés aux applications intérieures. Elles présentent toutefois une meilleure soudabilité que les pièces galvanisées.

Galvanisation à chaud ou placage au zinc : quelle est la meilleure option ?

En conclusion, en raison du coût inférieur par composant et de la moindre résistance à la corrosion globale, une finition zinguée est préférable pour les petites pièces utilisées à l'intérieur, comme les écrous, les vis et les boulons.

D'autre part, la galvanisation à chaud produit un revêtement de zinc plus épais, conférant ainsi aux pièces une finition plus solide et plus durable. Cela en fait la meilleure option pour les applications extérieures nécessitant une plus grande résistance à la corrosion.