Dans certaines conditions, même les pièces métalliques les plus résistantes peuvent être sujettes à la corrosion, un phénomène qui se produit lorsque les métaux réagissent avec leur environnement. La corrosion transforme la surface de la pièce métallique en oxyde, hydroxyde ou sulfure métallique.
Tout métal peut subir une certaine corrosion, même si certains réagissent différemment selon les circonstances. Il est important de noter que la corrosion peut souvent être prévenue ou minimisée en suivant certaines étapes. Celles-ci comprennent une conception de produit adéquate, le choix des matériaux et l'application de traitements de surface.
Ce guide examine les cinq meilleures façons de réduire la corrosion des pièces métalliques fabriquées à l'aide de technologies comme l'usinage CNC.
Qu'est-ce que la corrosion ?
La corrosion est un processus naturel au cours duquel les conditions environnementales transforment un métal raffiné en son oxyde, hydroxyde ou sulfure.
Dans le monde de l'ingénierie, l'oxydation électrochimique des métaux (réaction avec un oxydant tel que l'oxygène ou les sulfates) est la forme de corrosion la plus courante et la plus préoccupante, et la rouille du fer entre dans cette catégorie.
Certains métaux se corrodent facilement au simple contact de l'humidité de l'air, tandis que d'autres ne se corrodent que lorsqu'ils sont exposés à des substances plus agressives.
Le métal corrodé est souvent reconnaissable à sa coloration orange et à sa texture poudreuse.
Prévention de la corrosion
Des mesures peuvent être prises pour prévenir la corrosion des pièces métalliques. La plupart de ces mesures interviennent avant et pendant la fabrication, mais il est également possible de réduire la corrosion des pièces une fois qu'elles sont en service.
Le respect de ces étapes ne garantit pas une durée de vie infinie à vos pièces, mais contribue à réduire la corrosion potentielle tout en aidant à maintenir le bon fonctionnement et l'apparence des pièces métalliques.
1. Choisissez un métal résistant à la corrosion
Aucun métal n'est indestructible, mais si vos pièces sont en contact avec l'humidité ou des substances corrosives, il est judicieux de choisir un métal résistant à la corrosion.
Acier inoxydable : L’acier inoxydable contient du fer, qui s’oxyde et se transforme en rouille. Cependant, les aciers à haute teneur en chrome (comme l’acier inoxydable 316) sont moins sensibles à la rouille, car le chrome forme une couche protectrice d’oxyde de chrome à la surface de la pièce.
Aluminium : L’aluminium ne contient pas de fer et ne rouille donc pas. Une couche protectrice d’oxyde d’aluminium peut se former à la surface d’une pièce lorsqu’elle contracte de l’humidité, empêchant ainsi la corrosion.
Cuivre, bronze et laiton : Les métaux rouges comme le cuivre, le bronze et le laiton contiennent très peu ou pas de fer et ne rouillent pas. Le cuivre oxydé présente une patine verdâtre qui, bien que peu esthétique, protège la pièce en cuivre de la corrosion.
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2. Concevoir des pièces qui minimisent les dommages environnementaux
Le matériau d'une pièce influe sur sa résistance à la corrosion, tout comme sa forme et sa texture. Les ingénieurs doivent donc prendre en compte, lors de la conception assistée par ordinateur (CAO), si certaines caractéristiques de conception peuvent favoriser ou freiner la corrosion.
Il convient d'éviter les éléments susceptibles de retenir l'humidité ou l'air. Les pièces ne doivent pas comporter de profondes crevasses où l'humidité pourrait s'accumuler, et la circulation de l'air doit être favorisée autant que possible. Si la pièce doit absolument comporter des crevasses, des tunnels ou d'autres points de fragilité, ces zones doivent au moins être facilement accessibles pour le nettoyage et l'entretien.
3. Appliquer un revêtement anticorrosion
L'application d'un revêtement sur la surface du métal permet de le protéger de la corrosion, car l'air, l'humidité et autres substances corrosives ne peuvent entrer en contact direct avec le métal, sauf si le revêtement s'use. Il est possible de réappliquer le revêtement après un certain temps afin de préserver l'état de la pièce.
La peinture et/ou les apprêts constituent une solution simple et économique pour prévenir la corrosion, et peuvent s'avérer nécessaires pour des raisons esthétiques. Le revêtement en poudre permet également de créer une couche protectrice de matière plastique (époxy, nylon, etc.) sur la surface du métal.
Pour certains métaux, il peut être préférable d'ajouter un chromage dur (abordable, bonne résistance à la corrosion) ou un chromage noir (plus cher, excellente résistance à la corrosion).
4. Appliquer un revêtement sacrificiel
Une autre façon de rendre les pièces résistantes à la corrosion consiste à appliquer un revêtement sacrificiel sur le métal au lieu d'un revêtement protecteur.
Le but d'un revêtement sacrificiel n'est pas d'empêcher totalement la corrosion, mais de permettre que le revêtement se corrode à la place du matériau sous-jacent de la pièce. C'est pourquoi on l'appelle un matériau « sacrificiel ».
Le zinc ou le magnésium utilisés sur les pièces en acier inoxydable constituent un exemple de matériau sacrificiel . L'acier entièrement recouvert de zinc est appelé acier galvanisé, et la galvanisation est un exemple de protection cathodique : l'acier devient la cathode d'une cellule électrochimique.
Cependant, le matériau sacrificiel ne doit pas nécessairement être appliqué sous forme de revêtement ; des blocs de zinc et de magnésium, placés contre la partie protégée, sont parfois utilisés dans l’industrie maritime avec un effet similaire.
5. Contrôler l'environnement autour des pièces
Les étapes postérieures à la fabrication peuvent être plus difficiles à mettre en œuvre que les étapes antérieures, mais il reste possible de réduire la corrosion une fois la pièce en service.
Dans certaines situations, il est possible de contrôler la concentration de substances comme l'oxygène ou le chlore dans l'environnement. On peut également empêcher certaines pièces d'entrer en contact avec une humidité excessive, par exemple en ajustant leur emplacement ou en installant des barrières.
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