CA2942425A1 - Procede de fabrication d'une piece mecanique decolletee et anodisee en alliage 6xxx presentant une faible rugosite apres anodisation - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé de fabrication d'une pièce mécanique dans lequel successivement on coule une billette en alliage d'aluminium de composition, en % en poids, Si 0,4 - 3,0; Mg 0,6 - 2,0; Cu 0,20 - 1,0; Fe 0,15 - 1,8; Mn < 0,5; Ni < 1; Ti < 0,15; Cr < 0,35; Bi < 0,8; Pb < 0,4; Zr < 0,04 autres éléments < 0,05 chacun et < 0, 15 au total, reste aluminium, on homogénéise ladite billette, on file ladite billette pour obtenir un produit filé, on trempe sur chaleur de filage, optionnellement on redresse et/ou on déforme à froid typiquement par traction et/ou étirage, et/ou on fait mûrir ledit produit filé, on réalise un revenu, optionnellement on déforme à froid typiquement par étirage ledit produit filé on usine le produit filé ainsi obtenu pour obtenir ne pièce mécanique décolletée, optionnellement on met en forme la pièce mécanique ainsi obtenue on réalise une anodisation de la pièce mécanique ainsi obtenue, ladite anodisation étant réalisée à une température comprise entre 15 et 40 °C avec une solution comprenant 100 à 250 g/1 d'acide sulfurique et 10 à 30 g/1 d'acide oxalique et 5 à 30 g/1 d'au moins un polyol. Les pièces mécaniques décolletées et anodisées obtenues par le procédé selon l'invention présentent notamment une rugosité avantageuse et une excellente tenue en corrosion et sont utiles notamment comme piston de frein ou élément de boite de vitesse.

Description

2 PCT/EP2015/000613 Procédé de fabrication d'une pièce mécanique décolletée et anodisée en alliage 6xxx présentant une faible rugosité après anodisation Domaine de l'invention L'invention concerne les pièces décolletées obtenues à partir de produits filés de type barre ou tige, en alliage d'aluminium de la série AA6xxx, et en particulier leur procédé
de fabrication comprenant un usinage et un traitement d'anodisation.
Etat de la technique Le décolletage désigne un domaine de fabrication par usinage, en grandes séries, de pièces mécaniques typiquement de révolution (vis, boulon, axe, piston, etc.) par enlèvement de matière à partir de barres ou tiges de métal.
Celles-ci, notamment dans le cas des alliages d'aluminium, sont généralement obtenues par filage à partir de billettes.
Les pièces sont ainsi produites à des cadences élevées sur des machines de coupe à
commande manuelle ou numérique.
La productivité et l'état de surface ainsi que la précision dimensionnelle de la pièce finale sont les objectifs principaux attachés à ce type de fabrication. Après usinage, les pièces peuvent subir un traitement de surface de protection, typiquement par anodisation. L'anodisation dite dure, typiquement réalisée à basse température (0 -5 C), forte densité de courant en présence d'acide sulfurique permet d'obtenir des revêtements particulièrement résistants à l'abrasion.
Les pièces ainsi produites trouvent leur application dans des domaines variés, de l'horlogerie au matériel médical, en passant par les domaines du transport (aéronautique, ferroviaire, automobile) et industriel (électrique, électronique, hydraulique...). Ce genre d'applications recherche aussi une bonne résistance à la corrosion. La réalisation d'un colmatage est une solution connue pour améliorer la tenue en corrosion des éléments anodisés.
COPIE DE CONFIRMATION

Le colmatage consiste à refermer les pores de la couche d'oxyde. Il peut se faire à
chaud ou à froid. A chaud, cette opération est une thermo hydratation partielle de l'alumine qui cristallise en alumine monohydratée (Boehmite) et, par gonflement de l'oxyde, procède à la fermeture des pores.. Elle s'effectue habituellement par immersion dans de l'eau désionisée à 96 C minimum. A froid, typiquement à une température de 25-30 C, cette opération s'apparente à une imprégnation qui permet l'obturation des pores par précipitation de sels. Elle se fait par immersion dans une solution contenant par exemple des fluorures de nickel.
L'inconvénient du colmatage (à froid ou à chaud), quoique simple de réalisation est qu'il constitue une étape supplémentaire dans le procédé et qu'il n'est pas généralement compatible avec des revêtements organiques.
Il existe une demande croissante pour des pièces mécaniques obtenues par décolletage présentant simultanément une faible rugosité après anodisation et un revêtement résistant à l'abrasion et à la corrosion. En particulier pour certaines applications telles que les pistons de freins ou les éléments de boite de vitesse, diminuer la rugosité tout en réalisant un revêtement résistant permettrait d'améliorer le contact entre la pièce mécanique et son joint et ainsi diminuer l'usure et la corrosion et prolonger la durée de vie des pièces. Cependant les alliages ayant une bonne aptitude au décolletage présentent généralement de nombreuses phases intermétalliques qui lors de l'anodisation dure génèrent une importante rugosité. Ainsi il est très difficile d'obtenir un produit filé présentant simultanément une bonne aptitude au décolletage et une rugosité de surface faible après anodisation.
La demande internationale W02005/100623 décrit des alliages, préférentiellement sous forme filée, aptes au décolletage et de composition en % en poids Si 0,6 ¨ 2,0;
Fe 0,2 ¨ 1,0 ; Mg 0,5 ¨2,0, Cu max 1,0, Mn max 1,5, Zn max 1,0, Cr max 0,35, Ti max 0,35 et Zr 0,04 ¨ 0,3.
La demande internationale WO 2007/027629 décrit un procédé de tempe sur presse de l'alliage 6020. Le produit obtenu ayant une bonne aptitude au décolletage.
La demande internationale WO 2008/112698 décrit un produit filé ayant une excellente aptitude au décolletage de composition en % en poids Si 0,8 ¨ 1,5 ;
Fe 1,0 ¨1,8 ; Cu < 0,1 ¨ Mn < 1 ; Mg 0,6 ¨ 1,2 ; Ni < 3,0 ; Cr < 0,25 ¨ Ti < 0,1.

3 La demande internationale WO 2013/170953 décrit un produit de composition, en %
en poids, Si : 1,3 ¨ 12 ;Fe 1,35¨ 1,8, dans lequel Fe + Si est supérieur à 3,4 ; Cu 0,15 ¨ 6 ; Mg 0,6 ¨ 3 ; Mn < 1 ; Cr < 0,25 ; Ni < 3 ¨ Zn < 1 ¨ Ti < 0,1 ¨ Bi < 0,7 ¨ In < 0,7 ¨ Sn < 0,7. Après usinage et anodisation pour obtenir une couche d'oxyde d'épaisseur 30 itm, la valeur la plus basse de rugosité atteinte est 1,80 pm.
Des procédés d'anodisation permettant de réaliser des couches d'oxydes notamment sur des alliages 6xxx sont connus, par exemple du brevet US 3,524,799 ou de la demande EP 1 980 651. Les alliages testés dans ces documents, tels que l'alliage 6063 ou 6463 ne sont pas connus pour être aptes au décolletage.
Le problème que la présente invention cherche à résoudre est d'obtenir par décolletage des pièces mécaniques qui présentent après usinage et anodisation une faible rugosité.
Objet de l'invention Un premier objet de l'invention est un procédé de fabrication d'une pièce mécanique dans lequel successivement a. on coule une billette en alliage d'aluminium de composition, en % en poids, Si 0,4 ¨ 3,0 ; Mg 0,6 ¨ 2,0 ; Cu 0,20 ¨ 1,0 ; Fe 0,15¨ 1,8 ; Mn <
0,5 ; Ni < 1; Ti <0,15 ; Cr < 0,35 ; Bi < 0,8; Pb < 0,4 ; Zr <0,04 autres éléments < 0,05 chacun et < 0,15 au total, reste aluminium, b. on homogénéise ladite billette, c. on file ladite billette pour obtenir un produit filé, d. on trempe sur chaleur de filage, e. optionnellement on redresse et/ou on déforme à froid typiquement par traction et/ou étirage, et/ou on fait mûrir ledit produit filé, f. on réalise un revenu, g. optionnellement on déforme à froid typiquement par étirage ledit produit filé
h. on usine le produit filé ainsi obtenu pour obtenir ne pièce mécanique décolletée, i. optionnellement on met en forme la pièce mécanique ainsi obtenue j. on réalise une anodisation de la pièce mécanique ainsi obtenue, ladite anodisation étant réalisée à une température comprise entre 15 et 40 C

4 avec une solution comprenant 100 à 250 g/1 d'acide sulfurique et 10 à
30 g/1 d'acide oxalique et 5 à 30 g/1 d'au moins un polyol.
Un deuxième objet de l'invention est une pièce mécanique décolletée et anodisée obtenue par le procédé selon l'invention.
Description de l'invention Sauf mention contraire, toutes les indications concernant la composition chimique des alliages sont exprimées comme un pourcentage en poids basé sur le poids total de l'alliage. L'expression 1,4 Cu signifie que la teneur en cuivre exprimée en %
en poids est multipliée par 1,4. La désignation des alliages se fait en conformité avec les règlements de The Aluminium Association, connus de l'homme du métier. Sauf mention contraire, les définitions de la norme EN12258-1 s'appliquent. Sauf mention contraire, les définitions des états métallurgiques de la norme EN 515 s'appliquent.
Sauf mention contraire, les caractéristiques mécaniques statiques, en d'autres termes la résistance à la rupture Rm, la limite d'élasticité conventionnelle à 0,2%
d'allongement Rp0,2 et l'allongement à la rupture A%, sont déterminées par un essai de traction selon la norme ISO 6892-1, le prélèvement et le sens de l'essai étant définis par la norme EN 485-1.
L'aptitude au décolletage est évaluée par un test d'usinage tel que décrit dans la demande internationale W02013/170953 au paragraphe [0039]. Le test consiste à
déterminer l'aptitude à la fragmentation des copeaux en mesurant le nombre de copeaux dans une masse déterminée de copeaux collectés, ici 100g. L'usinage est J
effectué en utilisant un tour SP 12 CNC et un insert rhombique avec une forme basique de 80 vendu sous la marque enregistrée SANDVIK Coromant Coroturne 107 avec la référence CCGX 09 T3 04-AL, conçu pour les alliages d'aluminium. Les paramètres d'usinage utilisés sont une vitesse de rotation de 3150 tour/min, une alimentation de 0,3 mm/tour and une profondeur de découpe de 3,5 mm. Les produits filés selon l'invention sont aptes au décolletage c'est-à-dire qu'ils présentent au test décrit dans la demande internationale W02013/170953 au paragraphe [0039] un nombre de copeaux pour 100g de copeaux d'au moins 3000 et de préférence d'au moins 4000.

Trois paramètres de rugosité mesurés selon la norme ISO 4287 sont utilisés :
= Rni. : hauteur maximale du profil de rugosité, soit la plus grande des valeurs Rzi sur la longueur d'évaluation = Rz : Hauteur moyenne du profil Rz, soit la moyenne arithmétique des valeurs

5 individuelles Rz, sur la longueur d'évaluation = Ra : Ecart moyen de rugosité soit la moyenne arithmétique de toutes les ordonnées du profil sur la longueur d'évaluation.
Dans le cadre de la présente invention, on appelle structure granulaire essentiellement recristallisée une structure granulaire telle que le taux de recristallisation à 1/4 épaisseur est supérieur à 70% et de préférence supérieur à 90%. Le taux de recristallisation est défini comme la fraction de surface sur une coupe métallographique occupée par des grains recristallisés.
Les présents inventeurs ont constaté que pour des alliages de décolletage connus, tels que les alliages AA6262, AA6064A ou AA6042 ou l'alliage décrit dans la demande internationale W02013/170953, la rugosité après une anodisation permettant d'obtenir une couche d'oxyde d'épaisseur d'au moins 20 Jim et très supérieure à la rugosité avant anodisation. Typiquement même si après usinage on obtient une rugosité telle que Rz <0,01 lam la rugosité après anodisation est au moins 1,80 gam ou plus. Ainsi lors de l'anodisation la présence de nombreux composés intermétalliques dans ce type d'alliage génère une rugosité importante.
Les présents inventeurs ont constaté que ce problème est résolu en utilisant un procédé
d'anodisation spécifique. De plus en combinant ce procédé d'anodisation spécifique avec certaines compositions de l'alliage et/ou la structure granulaire des produits filés on peut obtenir une rugosité très faible dans certains cas.
Dans le procédé selon l'invention on coule une billette en alliage d'aluminium de composition, en % en poids, Si 0,4 ¨ 3,0 ; Mg 0,6 ¨ 2,0 ; Cu 0,20¨ 1,0 ; Fe 0,15 ¨ 1,8 ; Mn < 0,5 ;Ni < 1 ; Ti < 0,15 ; Cr < 0,15 ; Bi < 0,8; Pb < 0,4 ; Zr < 0,04 autres éléments <0,05 chacun et < 0,15 au total, reste aluminium.
Les valeurs minimales simultanées de silicium, magnésium, cuivre et fer, permettent notamment d'obtenir des produits filés particulièrement aptes au décolletage.
De préférence la teneur en fer est au moins 0,20 % en poids et/ou la teneur en cuivre est au moins 0,23 % en poids. Des alliages ne présentant pas ces teneurs minimales tels que par exemple les alliages 6063 ou 6463 ne sont pas aptes au décolletage.

6 La billette est homogénéisée. Avantageusement on réalise une homogénéisation à
une température d'au moins 480 C. La billette est ensuite filée pour obtenir un produit filé
et trempée sur chaleur de filage. Optionnellement on redresse et/ou on déforme à froid typiquement par traction et/ou étirage, et/ou on fait mûrir ledit produit filé. La maturation éventuelle est typiquement de quelques heures à quelques jours. Le produit filé est ensuite revenu. Avantageusement le revenu est réalisé à une température comprise entre 150 et 200 C et de préférence entre 170 et 190 C pendant une durée comprise entre 5 et 25 heures et de préférence entre 8 et 15 heures. Il est possible après revenu d'effectuer une déformation à froid typiquement par étirage, de manière à
obtenir un état T9.
Le produit filé ainsi obtenu est ensuite usiné pour obtenir une pièce mécanique décolletée. Avantageusement ledit usinage est réalisé par tournage pour obtenir une pièce mécanique décolletée de révolution.
Optiormellement on met en forme la pièce mécanique ainsi obtenue.
On réalise ensuite une anodisation de la pièce mécanique ainsi obtenue, à une température comprise entre 15 et 40 C avec une solution comprenant 100 à 250 g/1 d'acide sulfurique et 10 à 30 g/1 d'acide oxalique et 5 à 30 g/1 d'au moins un polyol.
Avantageusement au moins un polyol est choisi parmi l'éthylene glycol, le propylène glycol ou le glycérol. De préférence, l'anodisation est réalisée avec une densité de courant comprise entre 1 et 5 A/dm2, préférentiellement entre 1 et 3 A/dm2.
Avantageusement l'épaisseur de couche d'oxyde anodique obtenue est comprise entre 20 et 40 m. Préférentiellement la température d'anodisation est comprise entre 25 et 35 C. Les présents inventeurs ont en effet constaté que de manière surprenante, une température d'anodisation d'environ 30 C permet de réduire encore la rugosité
des pièces après anodisation.
Dans un mode de réalisation avantageux, on n'effectue pas de colmatage après l'étape d'anodisation. En effet, il est possible d'obtenir avec le procédé selon l'invention une résistance à la corrosion suffisante pour des produits anodisés et non colmatés.
Dans un premier mode de réalisation avantageux de l'invention, les produits filés ont une structure essentiellement recristallisée et sont obtenus avec un alliage de composition, en % en poids, que Si 0,4 ¨ 0,8 ; Mg 0,8 ¨ 1,2 ; Cu 0,23 ¨ 0,4 ;
Fe 0,2 ¨
0,4 ; Mn < 0,10 ; Ni < 0,05 ; Ti < 0,15 ; Cr < 0,10 ; Bi < 0,8; Pb < 0,4 ;
autres éléments <0,05 chacun et < 0,15 reste aluminium. De préférence la teneur en cuivre dans ce

7 premier mode de réalisation est au moins 0,24 % en poids. Avantageusement dans ce premier mode de réalisation, la composition est telle que, en % en poids, Bi:
0,4 ¨ 0,8 et Pb 0,2 ¨ 0,4 et de préférence Pb 0,2 ¨ 0,34. Les présents inventeurs ont constaté que de manière surprenante un produit filé essentiellement recristallisé en alliage selon le premier mode de réalisation présente après polissage miroir et anodisation pour obtenir une couche d'oxyde d'épaisseur au moins 20 um une rugosité Rz sur une génératrice parallèle à l'axe de filage inférieure ou égale à 1,7 m et de préférence inférieure à 1,2 m. La structure essentiellement recristallisée est obtenue notamment grâce au contrôle de la teneur en manganèse et de la teneur en chrome.
Préférentiellement la teneur en manganèse est au plus de 0,05 % en poids. Préférentiellement la teneur en chrome est au plus de 0,08 % en poids. Avantageusement la somme de la teneur en chrome et de manganèse est telle que, en % en poids, Cr + Mn < 0,15 et de préférence Cr + Mn < 0,10. Le contrôle de la teneur en zirconium peut également être important pour l'obtention de la structure essentiellement recristallisée.
Avantageusement la teneur en zirconium est inférieure à 0.04 % en poids et de préférence inférieure à 0,03 % en poids.
Dans un second mode de réalisation avantageux de l'invention, les produits filés sont de structure non recristallisée et sont en alliage de composition, en % en poids, Si: 1,3 - 3,0 ; Fe 1,35 ¨ 1,8 ; Cu 0,25 ¨ 1,0 ; Mg 0,6 ¨ 2 ; Mn < 0,5 ; Cr < 0,15 ; Ni 0,6 ¨ 1,0 ¨ Ti < 0,10 ¨ Bi <0,7 autres éléments < 0,05 chacun et <0,15 reste aluminium.
Avantageusement Fe + Si est supérieur à 3,2 % en poids. De préférence la teneur en Bi et/ou la teneur en Ti sont inférieures à 0,05 % en poids. L'utilisation d'une température d'anodisation comprise entre 25 et 35 C est particulièrement avantageuse dans le second mode de réalisation.
Les pièces mécaniques décolletées et anodisées obtenues par le procédé selon l'invention sont avantageuses, en particulier car elles présentent une plus faible rugosité que les pièces mécaniques obtenues par le procédé selon l'art antérieur.
Préférentiellement elles présentent une rugosité Rz sur une génératrice parallèle à l'axe de filage inférieure d'au moins 10 % inférieure et de préférence d'au moins 15 %
inférieure à la rugosité Rz obtenue sur une pièce mécanique anodisée de même composition, de même structure métallurgique de même forme et présentant une

8 couche d'oxyde anodique de même épaisseur mais obtenue à une température de 5 C
avec une solution contenant 200 g/1 d'acide sulfurique avec une densité de courant de 3 A/dm2.
Pour les pièces mécaniques obtenues selon le procédé du premier mode de réalisation préféré, les pièces mécaniques selon l'invention présentent avantageusement une rugosité Rz sur une génératrice parallèle à l'axe de filage inférieure à 1,7 inn et de préférence inférieure à 1,2 Pour les pièces mécaniques obtenues selon le procédé du second mode de réalisation préféré, les pièces mécaniques selon l'invention présentent avantageusement une rugosité Rz sur une génératrice parallèle à l'axe de filage inférieure à 1,7 p.111.
Avantageusement, les pièces mécaniques décolletées et anodisées selon l'invention sont des pistons de frein ou des éléments de boite de vitesse.
Les pièces mécaniques obtenues selon l'invention et qui ne subissent pas de colmatage présentent une excellente tenue en corrosion. Après exposition au brouillard salin neutre réalisé selon la norme EN ISO 9227 d'une durée de 16h, avantageusement de 48h, ou plus préférablement de 96h, ces pièces ne présentent pas de corrosion, c'est-à-dire qu'au sens de la norme NF EN ISO 10289 la classe de protection de la pièce est cotée 10.
Exemples Exemple 1 Dans cet exemple, on a préparé deux alliages dont la composition est donnée dans le Tableau 1.
Tableau]: Composition des alliages (% en poids) Si Fe Cu Mn Mg Cr Ti Ni Pb Bi A 0,7 0,35 0,36 0,12 1,0 0,21 0,04 0,01 <0,01 <0,01 B 0,7 0,41 0,31 0,11 1,1 0,12 0,02 0,03 0,38 0,7

9 Les alliages ont été coulés sous forme de billettes, qui ont été homogénéisées puis filées sous forme de barres cylindriques de diamètre 30 mm (alliage A) ou 18 mm (alliage B) puis trempées en sortie de presse. Les barres ainsi obtenues ont été
tractionnées de 1%
puis ont subi un revenu pour obtenir un état T6. Les barres obtenus présentaient une structure granulaire non-recristallisée.
Un fraisage d'environ 10 mm des barres a été réalisé pour obtenir une surface plane qui a ensuite subi les traitements de préparation suivants : polissage miroir puis anodisation selon le procédé (1) ou le procédé (2) décrit dans le Tableau 2.
Tableau 2¨ Description des procédés d'anodisation 1 et 2 Densité
Prétraitement Epaisseur Electrolyte pour de Temperature Procédé avant d'oxyde anodisation courant ( C) anodisation (11m) (A/dm2) Dégraissage 1 Novaclean 200g/1 H2SO4 3 5 30 180g/1 H2SO4 +
Dégraissage 14g/1 acide 2 Novaclean 2 20 30 oxalique + 15g/1 glycerol Les résultats obtenus pour la rugosité sont donnés dans le Tableau 3.
Tableau 3. Résultats des mesures de rugosité après traitement d'anodisation.
Allia Procédé Moyenne Ra Moyenne Rz Moyenne Rmax ge d'anodisation (Ilm) (1-1m) (11m) A 1 0,43 2,46 3,31 A 2 0,28 2,00 2,48 1 0,43 2,68 3,27 2 0,31 2,28 2,84 Exemple 2 Dans cet exemple, on a préparé un alliage dont la composition est donnée dans le Tableau 5 4.
Tableau 4 - Composition de l'alliage (% en poids) Si Fe Cu Mn Mg Cr Ti Zr Ni Pb Bi C 0,6 0,26 0,24 0,03 1,1 0,05 0,02 0,25 0,5 0,01 0,01 L'alliage a été coulé sous forme de billette de diamètre 254 mm, homogénéisée à 585 C puis filée sous forme de barre de section transversale 15 x 100 mm, la température

10 initiale de filage étant 530 C et la vitesse de filage étant environ 10 m/min, puis trempée en sortie de presse. La barre ainsi obtenue a été tractionnée de 1%
puis a subi un revenu pour obtenir un état T6.
La barre en alliage C ainsi obtenue présentait une structure recristallisée à
1/4 épaisseur.
La barre a ensuite subi les traitements de préparation suivants : usinage de 2 mm, polissage miroir puis anodisation selon le procédé (1) ou le procédé (3) décrit dans le Tableau 5.
Tableau 5 - Description des procédés d'anodisation 1 et 3 Prétraitement Electrolyte Densité de Epaisseur Temperature Procédé avant pour courant d'oxyde ( C) anodisation anodisation (A/dm2) (11m) Dégraissage 1 Novaclean 200g/1 H2504 3 5 30 180g/1 H2SO4 Dégraissage 14g/1 acide 3 Novaclean 2 30 30 oxalique +

15g/1 glycerol

11 Les résultats obtenus pour la rugosité sont donnés dans le Tableau 6.
Tableau 6. Résultats des mesures de rugosité après traitement d'anodisation.
Allia Procédé Moyenne Ra Moyenne Rz Moyenne Rmax ge d' anodisation (lam) (11m) (11m) C 1 0,35 2,33 3,28 3 0,09 0,95 1,78 Exemple 3 Dans cet exemple, on a préparé un alliage dont la composition est donnée dans le Tableau 7.
Tableau 7: Composition de l'alliage (% en poids) Alliage Si Fe Cu Mn Mg Cr Ni D 1.9 1.4 0.35 0.38 0.78 0.1 0.81 L'alliage a été coulé sous forme de billette de diamètre 296 mm, homogénéisée puis filée sous forme de barre, puis trempée en sortie de presse. La barre ainsi obtenue a été
étirée pour obtenir une barre de diamètre 27,8 mm puis a subi un revenu de 10h à 160 C.
La barre en alliage D ainsi obtenue présentait une structure non recristallisée à 14 épaisseur.
Un fraisage d'environ 10 mm de la barre a été réalisé pour obtenir une surface plane qui a ensuite subi les traitements de préparation suivants : polissage miroir puis anodisation selon le procédé (4) ou le procédé (5) décrit dans le Tableau 8.

12 Tableau 8 ¨ Description des procédés d'anodisation 4 et 5 Densité
Prétraitement Electrolyte Epaisseur de Temperature Procédé avant pour d'oxyde courant ( C) anodisation anodisation (Imn) (A/dm2) 180g/1 H2SO4 Dégraissage 4 Novaclean 14g/1 acide 1 20 D708 oxalique +
15g/1 glycerol 180g/1 H2SO4 Dégraissage Novaclean 14g/1 acide 1 30 20 D708 oxalique +
15g/1 glycerol 5 Les résultats de rugosité obtenus sont présentés dans le Tableau 9 Tableau 9 : Résultats des mesures de rugosité après traitement d'anodisation.
Alli Procédé Epaisseur de la Moyenne Moyenne Moyenne age d'anodisatio couche anodique Ra (pm) Rz (p,m) Rmax (pm) (11111) D 4 20 0,37 2,4 3,0 5 20 0,25 1,7 2,1 Exemple 5 Dans cet exemple, on a préparé deux alliages dont la composition est donnée dans le Tableau 10.

13 Tableau 10: composition des alliages (% en poids) Si Fe Cu Mn Mg Cr Ti Zr Ni Pb Bi C 0,6 0,26 0,24 0,03 1,1 0,05 0,02 <0,01 <0,01 0,25 0,5 I 0,7 0,4 0,3 - 0,11 1 0,11 0.02 <0,01 <0,01 0,38 0,67 Les alliages ont été coulés sous forme de billettes, homogénéisées à 585 C
puis filées sous forme de barre de section transversale 15 x 100 mm. Les deux produits ont été
trempés en sortie de presse. Les barres ainsi obtenues ont été tractiormées de 1% puis ont subi un revenu pour obtenir un état T6.
La barre en alliage C ainsi obtenue présentait une structure recristallisée à
1/4 épaisseur.
La barre en alliage I présentait une structure non recristallisée à 1/4 épaisseur.
Les barres ont ensuite subi les traitements de préparation suivants : usinage de 2 mm, polissage miroir puis anodisation selon le procédé (1) ou selon le procédé (3) dont les conditions sont décrites dans le Tableau 11 ci-dessous. Après anodisation, les échantillons ont subi ou non un procédé de colmatage. Le colmatage est réalisé
à 30 C
dans une solution aqueuse à 5 g/1 d'Anodal CS 3A pendant 20 minutes. Anodal CS

est un produit commercial pour colmatage à froid, fourni par la société OMYA, contenant essentiellement du fluorure de nickel et quelques additifs.
Pour distinguer les cas de l'exemple, nous noterons procédé (1) ou procédé (3) les procédés d'anodisation sans colmatage et procédé (1 colmaté) ou procédé (3 colmaté) les procédés d'anodisation avec colmatage. Voir le Tableau 11 qui décrit les conditions utilisées.

14 Tableau 11 : Description des procédés d'anodisation 1, 1 colmaté, 3 et 3 colmaté.
Anodisation Colmatage DensitéElectrolyte Tempe Durée Prétraitement Tempe Epaisseu Procé Electrolyte pour de pour rature min avant rature r d'oxyde dé anodisation courant anodisation ( C) (11m) colmatage (0C) (A/dm2) Dégraissage 1 Novaclean 200g/1 H2SO4 3 5 30 1 Dégraissage 5 g/1 colmat Novaclean 200g/1 H2SO4 3 5 30 Anodal é D708 3A
180g!! H2SO4 +
Dégraissage 14g/1 acide 3 Novaclean 2 30 30 oxalique + 15g/1 glycerol 1800 H2SO4 +
3 Dégraissage 14W1 acide 5 g/1 colmat Novaclean 2 30 30 oxalique + 15g/1 Anodal CS 30 20 é D708 glycerol 3A
Après ces traitements de surface, les échantillons ont subi un test de corrosion pour évaluer la résistance à la corrosion apportés par l'anodisation. Le test a consisté à
exposer les échantillons à un brouillard salin neutre selon la norme EN ISO
9227 et à
suivre l'évolution de la corrosion en fonction du temps d'exposition (entre 0 et 96h d'exposition au brouillard salin neutre). La résistance à la corrosion a été
évaluée en fonction du pourcentage de la surface affectée par la corrosion selon la norme NF EN
ISO 10289 (voir Tableau 13).
Pour chaque cas testé, on fait correspondre une classe de protection (Rp) définie par Rp=3(2 ¨ logioA) où A est le pourcentage de l'aire totale présentant une corrosion du métal de base et Rp le numéro de classe de protection, arrondi au nombre entier le plus proche, ce qui conduit aux valeurs indiquées dans le Tableau 12 ci-dessous.
Une cotation à 10 correspond à un produit non corrodé.

Tableau 12.= Classe de protection Rp selon la norme NF EN ISO 10289 Surface comportant des Cotation Rp défauts A (%) Aucun défaut 10 0< A <0,1 9 0,1< A <0,25 8 0,25< A <0,5 7 0,5< A <1,0 6 1,0< A <2,5 5 2,5< A <5,0 4 5,0< A <10 3 10< A <25 2 25< A <50 1 50<A 0 5 Tableau 13 : Tenue à la corrosion des matériaux anodisés (colmatés ou non) : classe de protection définie par la norme NF EN ISO 10289 après différentes durées d'exposition au brouillard salin neutre effectué selon la norme EN ISO 9227.
N Alliage Procédé Classe de protection obtenue après différentes durées d'exposition au brouillard salin neutre 16h 48h 96h 1 C Procédé 1 9 9 9 2 C Procédé 3 10 10 10 3 C Procédé 3 colmaté 10 10 10 4 I Procédé 1 9 9 9 5 I Procédé 1 colmaté 10 10 10 10 Si on compare les cas n 1 et 2 correspondant au même alliage C
recristallisé anodisé
selon les procédés 1 ou 3, on constate que le procédé d'anodisation 3 permet d'obtenir une meilleure tenue en corrosion comparé au procédé 1. Le cas 2 ne présente pas de corrosion après 96h de brouillard salin.
Si on compare les cas n 1, 2, 4 et 5, on constate qu'on obtient une tenue en corrosion similaire au procédé 3 avec le procédé 1 colmaté.

Claims (14)

Revendications

1. Procédé de fabrication d'une pièce mécanique dans lequel successivement a. on coule une billette en alliage d'aluminium de composition, en % en poids, Si 0,4 ¨ 3,0 ; Mg 0,6 ¨ 2,0 ; Cu 0,20 ¨ 1,0 ; Fe 0,15 ¨ 1,8 ; Mn <=
0,5 ; Ni <= 1 ; Ti < 0,15 ; Cr <= 0,35 ; Bi <= 0,8; Pb <= 0,4 ; Zr < 0,04 autres éléments < 0,05 chacun et < 0,15 au total, reste aluminium, b. on homogénéise ladite billette, c. on file ladite billette pour obtenir un produit filé, d. on trempe sur chaleur de filage, e. optionnellement on redresse et/ou on déforme à froid typiquement par traction et/ou étirage, et/ou on fait mûrir ledit produit filé, f. on réalise un revenu, g. optionnellement on déforme à froid typiquement par étirage ledit produit filé
h. on usine le produit filé ainsi obtenu pour obtenir ne pièce mécanique décolletée, i. optionnellement on met en forme la pièce mécanique ainsi obtenue j. on réalise une anodisation de la pièce mécanique ainsi obtenue, ladite anodisation étant réalisée à une température comprise entre 15 et 40 °C

avec une solution comprenant 100 à 250 g/l d'acide sulfurique et 10 à
30 g/l d'acide oxalique et 5 à 30 g/l d'au moins un polyol.

2. Procédé selon la revendication 1 dans lequel au moins un polyol est choisi parmi l'éthylene glycol, le propylène glycol ou le glycérol.

3. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2 dans lequel l'anodisation est réalisée avec une densité de courant comprise entre 1 et 5 A/dm2et de préférence entre 1 et 3 A/dm2.

4. Procédé selon une quelconque des revendications 1 à 3 dans lequel l'épaisseur de couche d'oxyde anodique obtenue est comprise entre 20 et 40 µm.

5. Procédé selon une quelconque des revendications 1 à 4 dans lequel ladite température d'anodisation est comprise entre 25 et 35 °C.

6. Procédé selon une quelconque des revendications 1 à 5 dans lequel ledit usinage est réalisé par tournage pour obtenir une pièce mécanique décolletée de révolution.

7. Procédé selon une quelconque des revendications 1 à 6 dans lequel ledit produit filé a une structure recristallisée dans lequel la composition est en % en poids telle que Si 0,4 ¨ 0,8 ; Mg 0,8 ¨ 1,2 ; Cu 0,23 ¨ 0,4 ; Fe 0,2 ¨ 0,4 ; Mn <= 0,10 ; Ni <= 0,05 ; Ti <
0,15 ; Cr <= 0,10 ; Bi <= 0,8; Pb <= 0,4 ; autres éléments < 0,05 chacun et < 0,15 reste aluminium.

8. Procédé selon une quelconque des revendications 1 à 6 dans lequel ledit produit filé a une structure non recristallisée et est en alliage de composition, en %
en poids, Si : 1,3 ¨ 3,0 ; Fe 1,35 ¨ 1,8 ; Cu 0,25 ¨ 1,0 ; Mg 0,6 ¨ 2 ; Mn < 0,5 ; Cr <
0,15 ; Ni 0,6 ¨ 1,0 ¨ Ti < 0,10 ¨ Bi < 0,7.

9. Procédé selon une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisé en ce qu'aucun colmatage n'est effectué à l'issue de l'étape d'anodisation.

10. Pièce mécanique décolletée et anodisée obtenue par le procédé selon une quelconque des revendications 1 à 9 caractérisée en ce qu'elle présente une rugosité
R z sur une génératrice parallèle à l'axe de filage inférieure d'au moins 10 %
inférieure et de préférence d'au moins 15 % inférieure à la rugosité R z obtenue sur une pièce mécanique anodisée de même composition, de même structure métallurgique de même forme et présentant une couche d'oxyde anodique de même épaisseur obtenue à
une température de 5 °C avec une solution contenant 200 g/1 d'acide sulfurique avec une densité de courant de 3 A/dm2.

11. Pièce mécanique selon la revendication 10 caractérisée en ce que sa structure est essentiellement recristallisée et en ce que sa composition est en % en poids est telle que Si 0,4 - 0,8 ; Mg 0,8 - 1,2 ; Cu 0,25 - 0,4 ; Fe 0,05 - 0,4 ; Mn <=
0,10 ; Ni <= 0,05 ;
Ti < 0,15 ; Cr <= 0,10 ; Bi <= 0,8; Pb <= 0,4 ; autres éléments < 0,05 chacun et < 0,15 reste aluminium et en ce que elle présente une rugosité R z sur une génératrice parallèle à
l'axe de filage inférieure à 1,7 µm et de préférence inférieure à 1,2 µm .

12. Pièce mécanique selon la revendication 10 caractérisée en ce que sa composition est en % en poids est telle que Si : 1,3 - 3,0 ; Fe 1,35 - 1,8 ;
Cu 0,25 -1,0 ; Mg 0,6 - 2 ; Mn < 0,5 ; Cr < 0,15 ; Ni 0,6 - 1,0 - Ti < 0,10 - Bi < 0,7 autres éléments < 0,05 chacun et < 0,15 reste aluminium et en ce que elle présente une rugosité R z sur une génératrice parallèle à l'axe de filage inférieure à 1,7 µm.

13. Pièce mécanique selon une quelconque des revendications 10 à 12 caractérisée en ce qu'elle est obtenue par le procédé selon la revendication 9 et en ce que après exposition au brouillard salin neutre réalisé selon la norme EN ISO 9227 d'une durée de 16h, avantageusement de 48h, ou plus préférablement de 96h, elle ne présente pas de corrosion, c'est-à-dire qu'au sens de la norme NF EN ISO 10289 la classe de protection de la pièce est cotée 10.

14. Pièce mécanique décolletée selon une quelconque des revendications 10 à

caractérisée en ce qu'il s'agit d'un piston de frein ou d'un élément de boite de vitesse.