Les matériaux métalliques couramment utilisés comprennent l'acier inoxydable, l'alliage d'aluminium, les profilés en aluminium pur, l'alliage de zinc, le laiton, etc. Cet article se concentre principalement sur l'aluminium et ses alliages, en présentant plusieurs processus de traitement de surface courants utilisés sur eux.
L'aluminium et ses alliages se caractérisent par une mise en œuvre aisée, des procédés de traitement de surface sophistiqués et de beaux effets visuels. Ils sont largement utilisés dans de nombreux produits. J'ai vu une vidéo montrant comment la coque d'un ordinateur portable Apple est usinée à partir d'une seule pièce d'alliage d'aluminium à l'aide d'un équipement d'usinage CNC, puis soumise à de multiples traitements de surface, impliquant plusieurs procédés principaux tels que le fraisage CNC, le polissage, le fraisage haute brillance et le tréfilage.
Pour l'aluminium et les alliages d'aluminium, le traitement de surface comprend principalement le fraisage à haute brillance/la découpe à haute brillance, le sablage, le polissage, le tréfilage, l'anodisation, la pulvérisation, etc.
1. Fraisage/découpe haute brillance
L'usinage CNC de haute précision permet de découper certains détails de pièces en aluminium ou en alliage d'aluminium, créant ainsi des zones brillantes localisées à la surface du produit. Par exemple, certaines coques métalliques de téléphones portables sont usinées avec un cercle de chanfreins brillants, tandis que certaines petites pièces d'aspect métallique sont usinées avec une ou plusieurs rainures droites peu profondes et brillantes pour accroître la brillance de la surface du produit. Certains châssis de téléviseurs métalliques haut de gamme utilisent également ce procédé d'usinage haute brillance. Lors de l'usinage haute brillance ou de la découpe haute brillance, la vitesse de la fraise est très spécifique. Plus elle est rapide, plus les reflets de la découpe sont brillants. À l'inverse, aucun effet de surbrillance n'est produit et les lignes d'usinage sont sujettes à des rayures.
2. Sablage
Le sablage consiste à utiliser un flux de sable à grande vitesse pour traiter les surfaces métalliques, notamment pour les nettoyer et les rendre rugueuses, afin d'obtenir un certain degré de propreté et de rugosité sur les pièces en aluminium et en alliage d'aluminium. Il permet non seulement d'améliorer les propriétés mécaniques et la résistance à la fatigue de la surface de la pièce, mais aussi d'accroître l'adhérence entre la surface d'origine et le revêtement, ce qui améliore la durabilité du film de revêtement, ainsi que son nivellement et sa décoration. Il a été constaté que sur certains produits, l'effet de sablage, qui donne à la surface métallique une texture mate plus subtile, est encore très esthétique.
3. Polissage
Le polissage désigne le procédé utilisant des effets mécaniques, chimiques ou électrochimiques pour réduire la rugosité de surface d'une pièce et obtenir une surface brillante et plane. Le polissage de la coque du produit ne vise pas principalement à améliorer la précision dimensionnelle ou géométrique de la pièce (l'objectif n'étant pas de prendre en compte l'assemblage), mais à obtenir une surface lisse ou un effet miroir.
Les procédés de polissage comprennent principalement le polissage mécanique, le polissage chimique, le polissage électrolytique, le polissage ultrasonique, le polissage fluide et le polissage abrasif magnétique. Dans de nombreux produits de consommation, les pièces en aluminium et en alliage d'aluminium sont souvent polies par polissage mécanique et électrolytique, ou par une combinaison de ces deux méthodes. Après polissage mécanique et électrolytique, la surface des pièces en aluminium et en alliage d'aluminium peut atteindre un aspect similaire à celui de l'acier inoxydable. Les miroirs métalliques évoquent généralement une impression de simplicité, de mode et de luxe, inspirant un amour constant pour les produits. Le miroir métallique doit résoudre le problème de l'empreinte digitale.
4. Anodisation
Dans la plupart des cas, les pièces en aluminium (y compris l'aluminium et ses alliages) ne se prêtent pas à la galvanoplastie et ne sont donc pas traitées par galvanoplastie. Des méthodes chimiques, comme l'anodisation, sont utilisées pour le traitement de surface. La galvanoplastie sur des pièces en aluminium est beaucoup plus difficile et complexe que celle sur des matériaux métalliques tels que l'acier, les alliages de zinc et le cuivre. La principale raison est que les pièces en aluminium ont tendance à former un film d'oxyde sur l'oxygène, ce qui affecte sérieusement l'adhérence du revêtement galvanique. Lorsqu'elles sont immergées dans l'électrolyte, le potentiel négatif de l'électrode de l'aluminium est susceptible de se déplacer avec des ions métalliques à potentiel relativement positif, affectant ainsi l'adhérence de la couche galvanique. Le coefficient de dilatation des pièces en aluminium est supérieur à celui des autres métaux, ce qui affecte la force de liaison entre le revêtement et les pièces en aluminium. L'aluminium est un métal amphotère peu stable dans les solutions de galvanoplastie acides et alcalines.
L'oxydation anodique désigne l'oxydation électrochimique des métaux ou des alliages. Prenons l'exemple des produits en aluminium et en alliages d'aluminium (appelés produits en aluminium). Ces produits sont placés dans l'électrolyte correspondant, servant d'anodes. Sous certaines conditions et sous l'effet d'un courant externe, une couche d'oxyde d'aluminium se forme à la surface des produits. Cette couche améliore la dureté et la résistance à l'usure, ainsi que la résistance à la corrosion, et exploite la capacité d'adsorption des nombreux micropores de la fine couche d'oxyde. La surface des produits en aluminium se pare de couleurs éclatantes et variées, enrichissant ainsi l'expression des couleurs et améliorant leur esthétique. L'anodisation est largement utilisée dans les alliages d'aluminium.
L'anodisation permet également de colorer une zone spécifique d'un produit, comme l'anodisation bicolore. Ainsi, l'aspect métallique du produit reflète la comparaison des deux couleurs et met en valeur sa noblesse unique. Cependant, le procédé d'anodisation bicolore est complexe et coûteux.
5. Tréfilage
Le tréfilage de surface est un procédé relativement éprouvé qui permet de former des lignes régulières à la surface des pièces métalliques par meulage afin d'obtenir des effets décoratifs. Le tréfilage de surface permet de reproduire fidèlement la texture des matériaux métalliques et est largement utilisé dans de nombreux produits. C'est une méthode courante de traitement de surface des métaux, appréciée par de nombreux utilisateurs. Par exemple, les effets de tréfilage sont fréquemment utilisés sur des pièces telles que les extrémités des axes d'articulation des lampes de bureau, les poignées de porte, les panneaux de serrure, les panneaux de commande des petits appareils électroménagers, les cuisinières en acier inoxydable, les panneaux d'ordinateurs portables, les capots de projecteurs, etc. Le tréfilage permet de créer un effet satiné, ainsi que d'autres effets prêts à l'emploi.
Selon les différents effets de surface, le tréfilage métallique peut être divisé en fils droits, fils désordonnés, fils spiralés, etc. L'effet de ligne du tréfilage peut varier considérablement. La technologie du tréfilage permet de visualiser clairement de fines traces de fil sur la surface des pièces métalliques. Visuellement, on peut le décrire comme un fin lustre sur un métal mat, conférant au produit une touche de technologie et de mode.
6. Pulvérisation
La pulvérisation de surface sur les pièces en aluminium vise non seulement à protéger la surface, mais aussi à améliorer l'aspect des pièces. Le traitement par pulvérisation des pièces en aluminium comprend principalement le revêtement électrophorétique, la pulvérisation électrostatique de poudre, la pulvérisation électrostatique en phase liquide et la pulvérisation de fluorocarbones.
La pulvérisation électrophorétique peut être combinée à l'anodisation. Le prétraitement d'anodisation vise à éliminer la graisse, les impuretés et le film d'oxyde naturel de la surface des pièces en aluminium, et à former un film d'anodisation uniforme et de haute qualité sur une surface propre. Après l'anodisation et la coloration électrolytique des pièces en aluminium, un revêtement électrophorétique est appliqué. Ce revêtement est uniforme et fin, offrant une transparence élevée, une résistance élevée à la corrosion et aux intempéries, et une bonne affinité avec la texture du métal.
La projection électrostatique de poudre consiste à projeter un revêtement en poudre sur la surface de pièces en aluminium à l'aide d'un pistolet de projection, formant ainsi une couche de polymère organique jouant principalement un rôle protecteur et décoratif. Son principe de fonctionnement est simple : l'application d'une haute tension négative au pistolet met à la terre la pièce revêtue et crée un champ électrostatique haute tension entre le pistolet et la pièce, ce qui est bénéfique pour la projection de poudre.
La pulvérisation électrostatique en phase liquide fait référence au processus de traitement de surface consistant à appliquer des revêtements liquides sur la surface des profilés en alliage d'aluminium à l'aide d'un pistolet de pulvérisation électrostatique pour former un film polymère organique protecteur et décoratif.
La pulvérisation de fluorocarbone, également appelée « huile de curium », est un procédé de pulvérisation haut de gamme et coûteux. Les pièces ainsi obtenues présentent une excellente résistance à la décoloration, au gel, aux pluies acides et à la corrosion, une forte résistance aux fissures et aux UV, et peuvent supporter des conditions climatiques difficiles. Les revêtements fluorocarbonés de haute qualité présentent un éclat métallique, des couleurs vives et un rendu tridimensionnel net. Relativement complexe, ce procédé nécessite généralement plusieurs traitements. Avant la pulvérisation, une série de prétraitements est nécessaire, ce qui est relativement complexe et exige des exigences élevées.
Date de publication : 22 mai 2024