TECHNIQUES DE FINITION
CHIMIQUE DE L'ACIER INOXYDABLE

DECAPAGE ET PASSIVATION

L'acier inoxydable fait partie des matériaux qui nécessitent un post-traitement. A l'issue du (des) traitement(s) mécanique(s), on peut débarrasser l'inox de toutes les impuretés possibles via un décapage dans un mélange d'acides et une passi­vation qui forme une fine couche protectrice d'oxyde de chrome. L'acier inoxydable obtient ainsi une belle finition uniforme d'un gris satiné. Dans cet article, nous allons nous intéresser à ces deux techniques de finition chimique.

DECAPAGE ET PASSIVATION

Le décapage est décrit comme un traitement destiné à obtenir une surface de métal propre, exempte de souillures, de décolorations thermiques et d'oxydes, afin que le matériau puisse obtenir une passivité complète et une résistance à la corrosion. Concrètement, les impuretés, les couches colorées par soudage et les particules ferriques perdent leur adhérence au matériau de base sous l'effet des acides. Dans le processus de production, cette technique arrive souvent après la phase de construction. Elle élimine également les zones appauvries en chrome et le fer étranger. De plus, elle rétablit la résistance à la corrosion de la pièce au niveau d'origine du matériau de base.

Après le décapage et le rinçage vient géné­ralement la passivation. Cette technique de traitement dote la surface de la pièce d'une couche passive de dioxyde de trichrome (Cr2O3). Après le processus de décapage, une couche passive se forme spontanément sur l'acier inoxydable au contact de l'air, car l'oxygène se lie avec le chrome. Une bonne passivation dépend entre autres de la qualité de l'eau de rinçage. Il est conseillé d'utiliser de l'eau déminéralisée. Après le rinçage, l'acier inoxydable atteint un état passif complet après 24 heures.

S'il est impossible de rincer la pièce avec une eau de rinçage de qualité ou si l'air ambiant ne permet pas la passivation, il est recommandé d'opter pour une passivation chimique. La couche passive se forme sur l'acier inoxydable grâce à l'intervention d'un média riche en oxygène, qui nettoie et détartre la surface en profondeur.

METHODE DE TRAVAIL

Dégraisser

Avant de décaper, il faut débarrasser la surface de la saleté (huile de conservation, huile de traitement, graisses, pâtes de polissage, résidus de colle, couches de peinture, produits corrosifs et particules de métal étrangères).

Autrement dit, il faut d'abord nettoyer la surface en la dégraissant. Cela peut se faire de deux manières:

• Dégraissage alcalin: celui-ci nécessite un post-rinçage avant que la pièce ne soit plongée dans le bain de décapage;
• Dégraissage acide: il ne nécessite pas de post-rinçage et la pièce peut être directement plongée dans le bain de décapage.

Décapage

Le décapage proprement dit peut s'effectuer de différentes manières. La plus fréquente consiste à immerger la pièce dans un réservoir (= bain de décapage). Il est aussi possible d'opter pour une circulation dans des tuyaux (= circulation interne), un décapage par pulvérisation ou l'application de gels ou de pâte pour le traitement localisé de gros objets complexes ne pouvant pas être (entièrement) immergés.

Pour ce procédé, on utilise des mélanges d'acide nitrique (HNO3) et de fluorure d'hydrogène (HF comme catalyseur). Cela élimine de la surface les carbures, les particules ferreuses, mais aussi différentes pellicules. Sans oublier les couches colorées par soudage.

Rinçage

Ensuite, les pièces sont bien rincées à l'eau déminéralisées afin de débarrasser la surface de tous les acides, résidus et souillures. De cette façon, l'acier inoxydable reste exempt de taches et la couche d'oxyde de chrome (passivation) peut se former naturellement afin d'obtenir une résistance maximale à la corrosion.

 Attention! L'eau de rinçage et l'eau usée doivent sans aucun doute être éliminées et évacuées selon les directives locales et les dispositions légales.

Neutralisation

Pour être capable d’éviter les attaques chimiques, on neutralise l'acier inoxydable. Cela sert à neutraliser le pH (pH=7) des éventuels résidus acides ou alcalins dans les fentes et les interstices. Pour cette opération, on peut soit neutraliser le bain de rinçage, soit utiliser de la poudre de neutralisation, soit neutraliser la pièce.

Passivation

On parle de passivation, lorsque la surface 'active' de l'inox, propre, dégraissée, traitée et rincée est exposée à l'air pur pour une passivation naturelle (formation d'une couche d'oxyde naturelle). Le degré de passivation de la surface de l'acier inoxydable peut être mesuré simplement. C'est aussi valable pour la passivation chimique rapide.

Post-traitement ou finition

Un post-traitement assure une finition nettoyante, brillante et protectrice de la surface de la pièce. Cela comprend également l'élimination des traces de doigts, de la graisse, de la saleté et d'un léger dépôt de calcaire.

POINTS IMPORTANTS

Dans l’industrie, l'acier inoxydable nécessitant une finition chimique est souvent externalisé à un partenaire spécialisé pour le post-traitement. D'autres choisissent d'effectuer le processus de décapage et de passivation en interne. Quelle que soit la méthode choisie, cela vaut la peine de se pencher sur plusieurs points importants pour le décapage et la passivation.

• Ne confondez pas le décapage et l‘’écaillage’. Cette opération consiste à enlever une épaisse couche d'oxyde de la surface. Cette couche d'oxyde est généralement gris foncé.
  Elle est enlevée systématiquement dans les usines d'acier avant la livraison du produit.
• Sachez aussi que la passivation chimique n'est pas la même chose que le décapage. La passivation chimique est un processus pour épaissir et renforcer la couche passive protectrice. Cette couche détermine la résistance à la corrosion de l'acier inoxydable.
• Le décapage ne convient pas toujours pour éliminer les particules ferreuses libres. Si, à cause de l'environnement (p.ex. atelier sale), des particules ferreuses sont enfoncées trop profondément pour être éliminées par décapage à l'acide, on peut utiliser des produits chimiques plus agressifs. Mais dans la pratique, on opte généralement pour un deuxième traitement mécanique des pièces, pour autant que les dimensions le permettent. Il est important que toutes les particules ferreuses soient éliminées afin qu'elles ne puissent pas se propager à d'autres éléments de la construction ou de la pièce en acier inoxydable.
• De plus, le décapage n'est pas destiné à lisser de gros joints de soudure ou la surface de l'inox. Ni à corriger des changements de surface comme la formation ou la modification de grain, qui peut être due au formage à froid de composants en inox. Pour cela, un meulage de surface peut être plus indiqué.
• Attention avec l'acier inoxydable ferritique et martensitique. Le décapage n'est pas toujours autorisé, surtout dans le cas de l'acier inoxydable martensitique trempé.
• Avec l'acier inoxydable austénitique contenant du molybdène (Mo), la passivation est plus rapide qu'avec l'acier inoxydable ferritique. Il faut que la passivation se fasse dans un envi­ronnement oxydant, réalisé avec de l'acide nitrique dilué. L'avantage est que les traces de particules ferriques disparaissent même dans de l'acide nitrique froid et concentré (mais plus lentement).
• Les pâtes de passivation agissent de manière localisée (p.ex. sur la zone de soudage).
• Le décapage avec des mélanges d'acide nitrique et de fluorure d'hydrogène enlève une petite quantité de métal de la surface. Utilisez-le avec modération. Les acides très décapants peuvent provoquer une gravure inacceptable de la surface. L'excès nuit en tout. Il faut éviter une exposition excessive aux acides décapants. De plus, ils sont très toxiques pour l'homme.
• Certains procédés de décapage peuvent attaquer une surface brillante de manière inacceptable. Il est conseillé de spécifier le traitement de surface souhaité au préalable. L'effet peut être quantifié en mesurant la réflectivité et les paramètres de brillance.