Technologie anti-corrosion de surface
Shérardisation : Protection longue durée par diffusion du zinc pour les composants en acier
La shérardisation, également appelée revêtement par diffusion de zinc en poudre, est un procédé de diffusion thermique à l'état solide. Les atomes de zinc pénètrent la surface de l'acier à haute température et réagissent avec le substrat de fer pour former une couche d'alliage fer-zinc à liaison métallurgique, dominée par les phases intermétalliques FeZn7 et FeZn13. Il ne s'agit pas d'un simple film déposé sur l'acier, mais d'un système d'alliage à gradient qui fait partie intégrante de la pièce.
Comment fonctionne le processus
À haute température, les atomes de zinc migrent selon la loi de diffusion de Fick. Grâce à un activateur, ils pénètrent par les microdéfauts et les pores de la surface de l'acier et se déplacent vers l'intérieur, formant une couche dense et uniforme.
Le zinc réagit avec le substrat de fer pour former des composés intermétalliques stables, tandis que la poudre de zinc et l'activateur assurent un apport continu d'atomes de zinc actifs dans le matériau de base.
Le système final comprend une couche mixte de zinc pur et de composés intermétalliques, une couche d'alliage zinc-fer et une zone de diffusion du substrat. Les couches sont étroitement imbriquées, assurant ainsi simultanément protection contre la corrosion et adhérence.
Quels avantages les acheteurs retirent de la résistance à la corrosion ?
Comparée à l'électro-galvanisation et à la galvanisation à chaud, la couche d'alliage formée par diffusion modifie la rentabilité de la protection sur toute la durée de vie de l'actif.
La couche d'alliage zinc-fer se lie au substrat avec une stabilité structurelle de 300 à 350 MPa et une adhérence de 600 à 700 MPa, classée grade d'adhérence 1, de sorte que le revêtement ne se décolle pas et ne s'écaille pas.
L'épaisseur du revêtement dépend uniquement de la température et du temps de maintien, et non de la géométrie de la pièce ; ainsi, les filetages, les parois internes, les trous borgnes et les rainures reçoivent la même couche sans perte d'ajustement.
Aucun décapage acide ni dépôt électrolytique n'est nécessaire, évitant ainsi l'introduction d'hydrogène. Les fixations haute résistance peuvent être revêtues sans risque de fragilisation par fissuration.
Le procédé de diffusion thermique forme une couche d'alliage sans fragiliser le substrat. La résistance structurelle est préservée et la résistance à la fatigue sous charges alternées est améliorée.
À HV 200–400, la couche résiste beaucoup mieux à l’abrasion et aux vibrations que le zinc galvanisé à chaud à HV 71–265, prolongeant ainsi la durée de vie des pièces mobiles et chargées.
Le procédé à l'état solide fermé ne produit aucun rejet nocif, utilise de la poudre de zinc à haut rendement et consomme moins d'énergie que les lignes de revêtement conventionnelles.
Performances mesurées par rapport aux revêtements de zinc conventionnels
| Propriété | Électro-galvanisation | galvanisation à chaud | shérardisation en poudre |
|---|---|---|---|
| Épaisseur du revêtement | 5–30 μm | 5–100 μm | 20–120 μm |
| dureté de la couche de zinc | HV 75–85 | HV 80–90 | HV 200–400 |
| Type d'obligation | Mécanique | Métallurgique | Métallurgique |
| Degré d'adhérence | 4e année | 3e année | 1re année |
| résistance à la chaleur | Général | Bien | Très bien |
| Fragilisation par l'hydrogène | Très fort | Relativement fort | Aucun |
| Durée de vie à 20 μm | 3 à 5 ans | 5 à 20 ans | 15 à 25 ans |
Des essais indépendants de brouillard salin neutre, conformes à la norme GB/T 10123 et réalisés par un organisme de contrôle qualité à Tianjin, ont montré que les échantillons traités par shérardisation ne présentaient aucune trace de rouille après 1 080 heures, tandis que les échantillons galvanisés à chaud étaient rouillés après 96 heures. La shérardisation nanocomposite permet d’atteindre une dureté de la couche interne de 404 à 587 HV lorsque des performances accrues en matière de résistance à l’usure et à l’oxydation à haute température sont requises.
Lorsque l'acier shérardisé est spécifié
Cette technologie est choisie lorsque l'accès pour la maintenance est coûteux et que la défaillance par corrosion n'est pas envisageable.
Conformité aux normes internationales et chinoises
- ISO 14713-3:2017 — Revêtements de zinc, lignes directrices pour la shérardisation
- ISO 17668:2016 / EN ISO 17668:2016 — Revêtements de diffusion de zinc sur fer
- EN 13811:2003 — Revêtements de diffusion de zinc sur produits en fer
- BS 4921 — shérardisation du fer et de l'acier
- ASTM A1059/A1059M — Revêtements de diffusion thermique en alliage de zinc
- ASTM B695 / MIL-C-81562 — revêtements de zinc déposés mécaniquement
- JB/T 5067-1999 — Shérardisation par poudre de pièces en fer et en acier
- JB/T 8418-2008 — métallisation par poudre
- GB/T 35505-2017 — Contrôle de la qualité de la shérardisation des structures en acier
- TB/T 3274-2011 — Accessoires pour poutres en béton ferroviaire, co-diffusion multi-alliages
- SY/T 7353-2016 — Protection par diffusion thermique de zinc pour composants métalliques
- GB/T 6461-2002 — Évaluation des éprouvettes après essais de corrosion
Des rapports sur l'épaisseur du revêtement par lot, des enregistrements de brouillard salin et une vérification de la dureté peuvent être fournis à la livraison, et les certificats de matériaux sont traçables jusqu'au numéro de coulée.
Foire aux questions
À épaisseur égale de 20 microns, l'évaluation de la durée de vie donne 3 à 5 ans pour l'électro-galvanisation, 5 à 20 ans pour la galvanisation à chaud et 15 à 25 ans pour la shérardisation par poudre. Lors du test au brouillard salin mentionné précédemment, les échantillons shérardisés ont résisté pendant 1 080 heures sans apparition de rouille rouge.
Oui. L'épaisseur est contrôlée par la température et le temps de maintien, et est indépendante de la forme et de la position de la pièce. La shérardisation sous vide de précision préserve les tolérances dimensionnelles et de forme ; aucun taraudage supplémentaire n'est donc nécessaire après traitement.
Oui. Le procédé n'introduit pas d'hydrogène, la sensibilité à la fragilisation par l'hydrogène est donc nulle, contrairement à la très forte sensibilité pour l'électro-galvanisation et à la relativement forte sensibilité pour la galvanisation à chaud.
Oui. La norme ISO 14708-3:2017 décrit cette approche de système duplex, où un élément shérardisé reçoit une couche de revêtement supplémentaire pour une utilisation intensive. L'acier shérardisé offre également une base robuste qui prolonge la durée de vie de la peinture appliquée par-dessus.
Dessins ou photos des pièces, nuance du matériau de base, dimensions et poids, épaisseur de revêtement requise, norme applicable, quantité et port de destination. Une proposition technique est généralement fournie sous deux jours ouvrables.
Envoyez vos pièces pour une évaluation de shérardisation
Veuillez nous communiquer vos plans, le matériau de base et la durée de vie prévue. MESCO vous recommandera l'épaisseur et la norme de revêtement adaptées à votre environnement d'utilisation, vous fournira des échantillons pour évaluation et vous établira un devis conforme aux conditions de votre projet.