WO2024003504A1 - Piece en alliage d'aluminium et procede de fabrication associe - Google Patents

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WO2024003504A1
WO2024003504A1 PCT/FR2023/050979 FR2023050979W WO2024003504A1 WO 2024003504 A1 WO2024003504 A1 WO 2024003504A1 FR 2023050979 W FR2023050979 W FR 2023050979W WO 2024003504 A1 WO2024003504 A1 WO 2024003504A1
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layer
solution
sealing
impregnation
aluminate
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PCT/FR2023/050979
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Alex JACOBONI
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Safran Landing Systems
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    • C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02—Anodisation
    • C25D11/04—Anodisation of aluminium or alloys based thereon
    • C25D11/06—Anodisation of aluminium or alloys based thereon characterised by the electrolytes used
    • C25D11/08—Anodisation of aluminium or alloys based thereon characterised by the electrolytes used containing inorganic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C25D11/18—After-treatment, e.g. pore-sealing
    • C25D11/24—Chemical after-treatment
    • C25D11/243—Chemical after-treatment using organic dyestuffs
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    • C25D11/18—After-treatment, e.g. pore-sealing
    • C25D11/24—Chemical after-treatment
    • C25D11/246—Chemical after-treatment for sealing layers
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    • C25D11/02—Anodisation
    • C25D11/04—Anodisation of aluminium or alloys based thereon
    • C25D11/16—Pretreatment, e.g. desmutting

Definitions

  • TITLE ALUMINUM ALLOY PART AND ASSOCIATED MANUFACTURING METHOD
  • the invention relates to the technical field of aluminum alloy parts and in particular, parts having undergone an anodic oxidation step.
  • the invention concerns parts having undergone stages of anodic oxidation, impregnation and clogging.
  • the invention also relates to the field of processes for manufacturing aluminum alloy parts, including in particular steps of anodic oxidation, impregnation and clogging.
  • aluminum alloy parts offer an excellent mechanical properties/weight ratio and their manufacturing cost is relatively low.
  • these parts are likely, depending on the environment in which they are located, to be affected by several types of localized corrosion, causing deterioration of the part and potentially leading to its removal or failure.
  • the surface treatment typically includes a step of anodic chromic oxidation of the part which makes it possible to form a surface layer of aluminum oxide with a thickness of between 2 pm and 15 pm.
  • the aluminum oxide layer being porous, the anodic oxidation step is typically followed by a sealing step making it possible to fill the pores of the aluminum oxide layer. This improves the corrosion resistance of the part.
  • the anodic oxidation step is typically carried out by immersing the part in a chromic acid solution and the part sealing step is carried out by immersing the part in a solution comprising a hexavalent chromium.
  • hexavalent chromium is a compound that is prohibited by new health and environmental standards.
  • document FR-B1 -3 106 838 proposes a surface treatment of an anodized aluminum alloy part comprising the steps of impregnating the part by immersing the part in a solution comprising a hexafluorozirconate salt and a trivalent chromium salt and sealing the part by immersing the part in a solution comprising a silicate.
  • each of the solutions for the impregnation and sealing stages uses compounds that are alternatives to hexavalent chromium and comply with safety and environmental standards.
  • a part is then formed comprising an aluminum alloy body coated with a first layer comprising aluminum oxide, an intermediate layer comprising chromium and a layer comprising silicate.
  • the present invention proposes a new solution to provide a part which is resistant to corrosion while complying with safety and environmental standards.
  • the invention proposes a part comprising:
  • the part according to the invention is therefore remarkable in that it has a second layer of aluminum oxide.
  • the part is resistant to corrosion, has good paint adhesion properties and can be manufactured in accordance with health and environmental standards.
  • the invention may include one or more of the following characteristics, taken in isolation from each other or in combination with each other:
  • the second layer has a thickness of between 10 nm and 500 nm
  • the second layer is obtained by sealing the body in a sealing solution comprising an aluminate.
  • the invention also relates to a method of manufacturing a part comprising the following chronological steps:
  • the step of sealing the aluminum alloy part is carried out using a sealing solution comprising an aluminate.
  • aluminate an anodized aluminum alloy part and impregnated with chromium/zirconium oxide (Crlll/Zr) for example then sealed with an aluminate has good corrosion resistance, which is at least equivalent to a part sealed with silicate.
  • aluminate sealing improves adhesion to the paint of the part. It was also found that aluminate sealing makes it possible to improve the breakdown voltage of the process. The treatment is more resistant to electrical stress.
  • the process of the invention makes it possible to do without hexavalent chromium and is therefore compatible with safety and environmental standards.
  • the invention may include one or more of the following characteristics, taken in isolation from each other or in combination with each other:
  • the sealing solution has a mass concentration of aluminate of between 0.1 g/L and 10 g/L, preferably between 0.5 g/L and 5 g/L,
  • the aluminate is a sodium aluminate
  • step (d) the body is immersed in a tank comprising a sulfuric anodic oxidation solution comprising sulfuric acid at a mass concentration of between 150 g/L and 250 g/L, preferably 180 g /L,
  • the impregnation solution has a temperature between 30°C and 50°C, preferably 40°C,
  • the oxidizing compound is a hexafluorozirconate salt
  • the clogging solution has a pH between 7 and 12, preferably 11, -- the sealing solution has a temperature between 50°C and 150°C, preferably between 80°C and 100°C,
  • step (f) is carried out for a duration of between 5 min and 60 min, preferably between 10 min and 20 min,
  • step (d) is an anodic sulfuric oxidation
  • step (e) is carried out for a duration of between 5 min and 60 min, preferably between 10 min and 20 min,
  • the sealing solution comprises an aluminate prior to oxidation, impregnation, post-impregnation and sealing of the body,
  • the temperature of the post-impregnation solution is between 15°C and 30°C, preferably 25°C,
  • step (e’) is between 2 min and 30 min, preferably 5 min.
  • step (e’) the body is immersed in the post-impregnation solution.
  • Figure 1 is a schematic representation in cross section of a part according to the invention
  • Figure 2 is a schematic representation of a method according to one embodiment of the invention.
  • the part 1 according to the invention comprises a body 10 made of aluminum alloy.
  • the aluminum alloy is for example chosen from the 2000 series such as the 2014, 2017, 2024, 2214, 2219, 2618 alloy, or the 6000 series such as the 6061, 6063 alloy, or the 7000 series such as alloy 7010, 7020, 7050, 7055, 7068, 7075, 7085, 7175, 7475.
  • the alloy aluminum is a foundry alloy type AS7G06, AS7G03, AS10G or even AS9U3.
  • the part 1 further comprises a first layer 12 arranged on the body 10.
  • the first layer 12 comprises aluminum oxide.
  • the first layer 12 has a thickness of between 2 pm and 30 pm, preferably between 5 pm and 25 pm.
  • the first layer 12 is obtained by anodic oxidation of the part 1.
  • Part 1 according to the invention further comprises an intermediate layer 14 comprising chromium.
  • the thickness of the intermediate layer 14 is between 1 pm and 10 pm, for example between 3 pm and 5 pm.
  • the intermediate layer 14 is obtained by impregnation of the part 1 with a solution comprising a trivalent chromium salt and an oxidizing compound.
  • the part 1 according to the invention further comprises a second layer 16.
  • the intermediate layer 14 is arranged between the first and second layers 12, 16.
  • the second layer 16 comprises aluminum oxide 16.
  • the second layer 16 has a thickness of between 10 nm and 500 nm, preferably 200 nm.
  • the second layer 16 is obtained by sealing the part 14 with an aluminate.
  • the second layer 16 covers the intermediate layer 14 and has its own thickness.
  • the part 1 further comprises a layer of paint 18.
  • the layer of paint 18 is arranged on the second layer of aluminum oxide 16.
  • the layer of paint 18 has a thickness of between 10 pm and 100 pm, preferably from 50 p.m.
  • Part 1 according to the invention has good resistance to corrosion and good adhesion to paint. Indeed, the combination of the intermediate layer 14 and the second layer 16 of aluminum oxide gives good resistance to corrosion of the part 1. In addition, the second layer 16 of aluminum oxide promotes the adhesion of the paint layer 18.
  • the manufacturing process includes the following chronological steps: (a) supply of the body 10 in aluminum alloy,
  • compositions/solutions are supplemented with water up to 100% of their volume.
  • Degreasing step (b) advantageously makes it possible to dissolve fats possibly present on the surface of the body 10.
  • the degreasing step can be carried out with an aqueous alkaline degreasing solution.
  • the aqueous alkaline degreasing solution comprises, for example, SOSOCLEAN A3432 at a volume concentration, for example 11% (volume/volume).
  • the temperature of the aqueous alkaline degreasing solution is for example between 30°C and 50°C, typically 45°C.
  • the duration of step (b) is for example between 1 min and 30 min, typically 10 min.
  • Step (b) can be carried out by soaking, sprinkling, or any other technique known to those skilled in the art.
  • the pickling step (c) advantageously makes it possible to dissolve any oxides formed on the surface of the body 10.
  • the pickling step can be carried out with an aqueous alkaline pickling solution.
  • the aqueous alkaline stripping solution comprises for example a mixture of SOCOSURF A1858 at a volume concentration for example of 42% and SOCOSURF A1806 at a volume concentration for example of 10% (volume/volume).
  • the temperature of the aqueous alkaline pickling solution is for example between 30°C and 100°C, typically 50°C.
  • the duration of step (c) is for example between 1 min and 30 min, typically 10 min.
  • Step (c) can be carried out by soaking, sprinkling, or any other technique known to those skilled in the art.
  • Step (d) makes it possible to create the first layer 12 of aluminum oxide.
  • the first layer of aluminum oxide 12 is porous.
  • the anodic oxidation is advantageously a sulfuric anodic oxidation.
  • the body 10 is immersed in a tank comprising a sulfuric anodic oxidation solution comprising sulfuric acid at a mass concentration of between 150 g/L and 250 g/L, preferably 180 g/L.
  • the solution is in particular an aqueous solution.
  • the sulfuric anodic oxidation solution is at a temperature between 10°C and 20°C, typically 18°C.
  • the tank also includes an anode connected to the body 10.
  • the anode and the body 10 are typically connected to a current generator.
  • the body 10 is subjected to a current density of between 1 A/dm 2 and 5 A/dm 2 , typically 2 A/dm 2 .
  • the body 10 is subjected to a direct voltage for example between 10 V and 30 V, typically between 15 V and 20 V.
  • the duration of step (d) is for example between 10 min and 120 min, for example 60 mins.
  • the impregnation step (e) is advantageously carried out by immersion of the body 10 in the impregnation solution.
  • the impregnation solution is an aqueous solution.
  • the impregnation solution comprises a trivalent chromium salt and an oxidizing compound.
  • trivalent chromium is understood in a known manner to mean chromium in the oxidation state +3.
  • the trivalent chromium salt may be in the form of trivalent chromium fluoride, chloride, nitrate, acetate, acetate hydroxide, sulfate, potassium sulfate, etc., for example CrF3,xH2O, CrCI3,xH2O, Cr(NO3)3,xH2O , (CH3CO2)2Cr,xH2O, (CH3CO2)7Cr3(OH)2,xH2O, Cr2(SO4)3,xH2O, CrK(SO4)2,xH2O.
  • the oxidizing compound according to the invention is preferably a hexafluorozirconate salt.
  • the impregnation solution has a mass concentration of trivalent chromium salt of between 0.5 g/L and 50 g/L and a mass concentration of oxidizing compound of between 0.5 g/L and 50 g/L.
  • the impregnation solution has a temperature of between 30°C and 50°C, preferably 40°C.
  • the duration of step (e) is between 5 min and 60 min, preferably between 10 min and 20 min.
  • the impregnation solution comprises SOCOSURF TCS at a volume concentration of 34% (volume/volume).
  • step (e’) is carried out with a post-impregnation solution.
  • Step (e’) is for example carried out by immersing the body 10 in the post-impregnation solution.
  • the post-impregnation solution is an aqueous solution comprising, for example, hydrogen peroxide and a lanthanum salt.
  • Lanthanum salt is for example a lanthanum carbonate (La2(COs)3).
  • the impregnation solution comprises SOCOSURF PACS at a volume concentration of 10% (volume/volume).
  • the temperature of the impregnation solution is for example between 15°C and 30°C, typically 25°C.
  • the duration of step (e’) is for example between 2 min and 30 min, typically 5 min.
  • Steps (e) and optionally (e’) make it possible to form the intermediate layer 14 and fill the pores of the aluminum oxide layer formed in step (d).
  • the sealing solution is an aqueous solution comprising an aluminate.
  • the aluminate is for example a sodium (NaAIO2), potassium (KAIO2), lithium (ÜAIO2) aluminate.
  • the aluminate is a sodium aluminate (NaAlC).
  • the mass concentration of aluminate is between 0.1 g/L and 10 g/L, preferably between 0.5 g/L and 5 g/L.
  • the sealing solution has a temperature of between 50°C and 150°C, preferably between 80°C and 100°C.
  • the duration of this step is between 5 min and 60 min, preferably between 10 min and 20 min.
  • the sealing solution has a pH of between 7 and 12, preferably 11. The sealing step makes it possible to form the second layer 16.
  • step (g) the paint is applied mechanically, for example using a gun or manually using a brush.
  • sealings 1, 2 make it possible to increase the corrosion resistance of the parts compared to sealing 3.
  • Silicate and aluminate sealing therefore makes it possible to improve the corrosion resistance of aluminum alloy parts.
  • Aluminate sealing therefore gives the part good corrosion properties at least equivalent to silicate sealing.
  • Elemental analysis of the extreme surface of the parts over a thickness of 50 nm demonstrates the presence of aluminum oxide (presence of aluminum and oxygen). This layer of aluminum oxide on the surface promotes the corrosion resistance of the part as demonstrated in Example 1 compared to water sealing and adhesion to paint.

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Abstract

L'invention concerne une pièce (1) comprenant : - un corps (10) en alliage d'aluminium, - une première couche (12) comprenant de l'oxyde d'aluminium, agencée sur le corps (10), - une couche intermédiaire (14) comprenant du chrome, et - une seconde couche (16) comprenant de l'oxyde d'aluminium, la couche intermédiaire (14) étant agencée entre la première couche (12) et la seconde couche (16).

Description

DESCRIPTION
TITRE : PIECE EN ALLIAGE D’ALUMINIUM ET PROCEDE DE FABRICATION ASSOCIE
Domaine technique de l'invention
L’invention concerne le domaine technique des pièces en alliage d’aluminium et notamment, des pièces ayant subi une étape d’oxydation anodique. En particulier, l’invention concerne les pièces ayant subi des étapes d’oxydation anodique, d’imprégnation et de colmatage.
L’invention concerne également le domaine des procédés de fabrication de pièces en alliage d’aluminium, comprenant notamment des étapes d’oxydation anodique, d’imprégnation et de colmatage.
Arrière-plan technique
Dans l’industrie aéronautique, il est d’usage de mettre en œuvre des pièces en alliage d’aluminium. En effet, les alliages d’aluminium offrent un excellent rapport propriétés mécaniques/poids et leur coût de fabrication est relativement faible. Cependant, ces pièces sont susceptibles, suivant le milieu dans lequel elles se trouvent, d’être affectées par plusieurs types de corrosion localisée, engendrant la dégradation de la pièce et pouvant amener à son retrait ou à sa défaillance. Afin d’améliorer la résistance à la corrosion des pièces en alliage de titane, il est connu de réaliser un traitement de surface de la pièce.
Le traitement de surface comprend typiquement une étape d’oxydation anodique chromique de la pièce qui permet de former une couche d’oxyde d’aluminium surfacique d’une épaisseur comprise entre 2 pm et 15 pm. La couche d’oxyde d’aluminium étant poreuse, l’étape d’oxydation anodique est typiquement suivie d’une étape de colmatage permettant de combler les pores de la couche d’oxyde d’aluminium. Ceci permet d’améliorer la résistance à la corrosion de la pièce. L’étape d’oxydation anodique est typiquement réalisée par immersion de la pièce dans une solution d’acide chromique et l’étape de colmatage de la pièce est réalisée par immersion de la pièce dans une solution comprenant un chrome hexavalent. Or, le chrome hexavalent constitue un composé qui est interdit par les nouvelles normes en matière de santé et d’environnement.
Afin de s’affranchir du chrome hexavalent, le document FR-B1 -3 106 838 propose un traitement de surface d’une pièce en alliage d’aluminium anodisée comprenant les étapes d’imprégnation de la pièce par immersion de la pièce dans une solution comprenant un sel d’hexafluorozirconate et un sel de chrome trivalent et de colmatage de la pièce par immersion de la pièce dans une solution comprenant un silicate. Ainsi, chacune des solutions des étapes d’imprégnation et de colmatage met en œuvre des composés alternatifs au chrome hexavalent et conformes aux normes en matière de sécurité et d’environnement. On forme alors une pièce comprenant un corps en alliage d’aluminium revêtu d’une première couche comprenant de l’oxyde d’aluminium, une couche intermédiaire comprenant du chrome et une couche comprenant du silicate.
La présente invention propose une nouvelle solution afin de fournir une pièce qui soit résistante à la corrosion tout en étant conforme aux normes en matière de sécurité et d’environnement.
Résumé de l'invention
A cet effet, l’invention propose une pièce comprenant :
- un corps en alliage d’aluminium,
- une première couche comprenant de l’oxyde d’aluminium, agencée sur le corps,
- une couche intermédiaire comprenant du chrome, et
- une seconde couche comprenant de l’oxyde d’aluminium, la couche intermédiaire étant agencée entre la première couche et la seconde couche. La pièce selon l’invention est donc remarquable en ce qu’elle présente une seconde couche d’oxyde d’aluminium. Cette seconde couche d’aluminium, riche en oxygène et en aluminium confère à la pièce de très bonnes propriétés de résistance à la corrosion. Il a également été constaté que cette couche d’aluminium pourrait conférer à la pièce une meilleure adhérence peinture.
Par conséquent, grâce à l’invention, la pièce est résistante à la corrosion, présente de bonnes propriétés d’adhérence à la peinture et peut être fabriquée conformément aux normes en matière de santé et d’environnement.
L’invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres :
- la seconde couche présente une épaisseur comprise entre 10 nm et 500 nm,
- une couche de peinture agencée sur la seconde couche,
- la seconde couche est obtenue par colmatage du corps dans une solution de colmatage comprenant un aluminate.
L’invention concerne également un procédé de fabrication d’une pièce comprenant les étapes chronologiques suivantes :
(a) fourniture d’un corps en alliage d’aluminium,
(d) oxydation anodique du corps,
(e) imprégnation du corps avec une solution d’imprégnation comprenant un sel de chrome trivalent et un composé oxydant, et
(f) colmatage du corps avec une solution de colmatage comprenant un aluminate.
Selon l’invention, l’étape de colmatage de la pièce en alliage d’aluminium est réalisée grâce à une solution de colmatage comprenant un aluminate. En effet, il a été mis en évidence qu’une pièce en alliage d’aluminium anodisée et imprégnée à l’oxyde de chrome/zirconium (Crlll/Zr) par exemple puis colmatée avec un aluminate présente une bonne résistance à la corrosion, qui est au moins équivalente à une pièce colmatée au silicate. Par ailleurs, le colmatage aluminate permet d’améliorer l’adhérence à la peinture de la pièce. Il a également été constaté que le colmatage aluminate permet d’améliorer la tension de claquage du procédé. Le traitement est plus résistant aux sollicitations électriques.
Aussi, le procédé de l’invention permet de s’affranchir de chrome hexavalent et est donc compatible avec les normes en matière de sécurité et d’environnement.
L’invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres :
- la solution de colmatage présente une concentration massique en aluminate comprise entre 0.1 g/L et 10 g/L, préférentiellement entre 0.5 g/L et 5 g/L,
- l’aluminate est un aluminate de sodium,
- à l’étape (d), le corps est immergé dans une cuve comprenant une solution d’oxydation anodique sulfurique comprenant de l’acide sulfurique selon une concentration massique comprise entre 150 g/L et 250 g/L, préférentiellement de 180 g/L,
- la solution d’imprégnation présente une température comprise entre 30°C et 50°C, préférentiellement de 40°C,
- entre les étapes (e) et (f), une étape (e’) de post imprégnation du corps avec une solution post imprégnation comprenant du peroxyde d’hydrogène et un sel de lanthane,
- le composé oxydant est un sel d’hexafluorozirconate, *
- la solution de colmatage présente un pH compris entre 7 et 12, de préférence de 11 , -- la solution de colmatage présente une température comprise entre 50°C et 150°C, préférentiellement entre 80°C et 100°C,
-- l’étape (f) est réalisée pendant une durée comprise entre 5 min et 60 min, préférentiellement entre 10 min et 20 min,
-- l’étape (d) est une oxydation anodique sulfurique,
-- l’étape (e) est réalisée pendant une durée comprise entre 5 min et 60 min, préférentiellement comprise entre 10 min et 20 min,
- à l’étape (f), la solution de colmatage comprend un aluminate préalablement à I’ oxydation, l’imprégnation, la post imprégnation et le colmatage du corps,
- à l’étape (e’), la température de la solution post imprégnation est comprise entre 15°C et 30°C, préférentiellement de 25°C,
- la durée de l’étape (e’) est comprise entre 2 min et 30 min, préférentiellement de 5 min.
- à l’étape (e’), le corps est immergé dans la solution post imprégnation.
Brève description des figures
D’autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui suit d’un mode de réalisation non limitatif de l’invention en référence aux dessins annexés sur lesquels : la figure 1 est une représentation schématique en coupe transversale d’une pièce selon l’invention ; la figure 2 est une représentation schématique d’un procédé selon un mode de réalisation de l’invention.
Description détaillée de l'invention
Une pièce 1 selon un mode de réalisation de l’invention est illustrée sur la figure 1. La pièce 1 selon l’invention comprend un corps 10 en alliage d’aluminium. L’alliage d’aluminium est par exemple choisi parmi la série 2000 telle que l’alliage 2014, 2017, 2024, 2214, 2219, 2618, ou la série 6000 telle que l’alliage 6061 , 6063, ou la série 7000 telle que l’alliage 7010, 7020, 7050, 7055, 7068, 7075, 7085, 7175, 7475. Selon un autre exemple l’alliage d’aluminium est un alliage de fonderie type AS7G06, AS7G03, AS10G ou encore AS9U3.
La pièce 1 comprend en outre une première couche 12 agencée sur le corps 10. La première couche 12 comprend de l’oxyde d’aluminium. La première couche 12 présente une épaisseur comprise entre 2 pm et 30 pm, préférentiellement comprise entre 5 pm et 25 pm. La première couche 12 est obtenue par oxydation anodique de la pièce 1 .
La pièce 1 selon l’invention comprend en outre une couche intermédiaire 14 comprenant du chrome. L’épaisseur de la couche intermédiaire 14 est comprise entre 1 pm et 10 pm, par exemple entre 3 pm et 5 pm. La couche intermédiaire 14 est obtenue par imprégnation de la pièce 1 avec une solution comprenant un sel de chrome trivalent et un composé oxydant.
La pièce 1 selon l’invention comprend en outre une seconde couche 16. La couche intermédiaire 14 est agencée entre les première et seconde couches 12, 16. La seconde couche 16 comprend de l’oxyde d’aluminium 16. La seconde couche 16 présente une épaisseur comprise entre 10 nm et 500 nm, préférentiellement de 200 nm. La seconde couche 16 est obtenue par colmatage de la pièce 14 avec un aluminate. La seconde couche 16 recouvre la couche intermédiaire 14 et présente une épaisseur propre.
Préférentiellement, la pièce 1 comprend en outre une couche de peinture 18. La couche de peinture 18 est agencée sur la seconde couche d’oxyde d’aluminium 16. La couche de peinture 18 présente une épaisseur comprise entre 10 pm et 100 pm, préférentiellement de 50 pm.
La pièce 1 selon l’invention présente une bonne résistance à la corrosion et une bonne adhérence à la peinture. En effet, la combinaison de la couche intermédiaire 14 et de la seconde couche 16 d’oxyde d’aluminium confère une bonne résistance à la corrosion de la pièce 1. En outre, la seconde couche 16 d’oxyde d’aluminium favorise l’adhérence de la couche de peinture 18.
Un procédé de fabrication de la pièce 1 va maintenant être décrit. Le procédé de fabrication comprend les étapes chronologiques suivantes : (a) fourniture du corps 10 en alliage d’aluminium,
(b) optionnellement, dégraissage du corps 10,
(c) optionnellement, décapage du corps 10,
(d) oxydation anodique du corps 10,
(e) imprégnation du corps 10 avec une solution d’imprégnation comprenant un sel d’hexafluorozirconate et un sel de chrome trivalent,
(e’) optionnellement, post imprégnation du corps 10,
(f) colmatage du corps 10 avec une solution de colmatage comprenant un aluminate,
(g) optionnellement, application d’une peinture sur du corps 10. Lorsque cela s’applique, les compositions/solutions aqueuses sont complétées par de l’eau jusqu’à 100% de leur volume.
L’étape (b) de dégraissage permet avantageusement de dissoudre des graisses éventuellement présentes à la surface du corps 10. L’étape de dégraissage peut être réalisée avec une solution aqueuse alcaline de dégraissage. La solution aqueuse alcaline de dégraissage comprend par exemple du SOSOCLEAN A3432 selon une concentration volumique par exemple de 11% (volume/volume). La température de la solution aqueuse alcaline de dégraissage est par exemple comprise entre 30°C et 50°C, typiquement de 45°C. La durée de l’étape (b) est par exemple comprise entre 1 min et 30 min, typiquement de 10 min. L’étape (b) peut être réalisée par trempage, aspersion, ou toute autre technique connue de l’homme du métier.
L’étape (c) de décapage permet avantageusement de dissoudre les éventuels oxydes formés à la surface du corps 10. L’étape de décapage peut être réalisée avec une solution aqueuse alcaline de décapage. La solution aqueuse alcaline de décapage comprend par exemple un mélange de SOCOSURF A1858 selon une concentration volumique par exemple de 42% et de SOCOSURF A1806 selon une concentration volumique par exemple de 10% (volume/volume). La température de la solution aqueuse alcaline de décapage est par exemple comprise entre 30°C et 100°C, typiquement de 50°C. La durée de l’étape (c) est par exemple comprise entre 1 min et 30 min, typiquement de 10 min. L’étape (c) peut être réalisée par trempage, aspersion, ou toute autre technique connue de l’homme du métier.
L’étape (d) selon l’invention permet de créer la première couche 12 d’oxyde d’aluminium. A l’issue de cette étape, la première couche d’oxyde d’aluminium 12 est poreuse. L’oxydation anodique est avantageusement une oxydation anodique sulfurique. Lors de cette étape, le corps 10 est immergé dans une cuve comprenant une solution d’oxydation anodique sulfurique comprenant de l’acide sulfurique selon une concentration massique comprise entre 150 g/L et 250 g/L, préférentiellement de 180 g/L. La solution est notamment une solution aqueuse. Préférentiellement, la solution d’oxydation anodique sulfurique est à une température comprise entre 10°C et 20°C, typiquement de 18°C. La cuve comprend par ailleurs une anode reliée au corps 10. L’anode et le corps 10 sont typiquement reliés à un générateur de courant. Le corps 10 est soumis à une densité de courant compris entre 1 A/dm2 et 5 A/dm2, typiquement de 2 A/dm2. Le corps 10 est soumis à une tension continue par exemple comprise entre 10 V et 30 V, typiquement entre 15 V et 20 V. La durée de l’étape (d) est par exemple comprise entre 10 min et 120 min, par exemple de 60 min.
L’étape d’imprégnation (e) est avantageusement réalisée par immersion de du corps 10 dans la solution d’imprégnation. La solution d’imprégnation est une solution aqueuse. Selon l’invention, la solution d’imprégnation comprend un sel de chrome trivalent et un composé oxydant. Dans la présente invention, il est entendu de manière connue, par chrome trivalent, du chrome à l'état d'oxydation +3.
Le sel de chrome trivalent peut être sous forme de fluorure, chlorure, nitrate, acétate, acétate hydroxyde, sulfate, potassium sulfate, etc., de chrome trivalent, par exemple CrF3,xH2O, CrCI3,xH2O, Cr(NO3)3,xH2O, (CH3CO2)2Cr,xH2O, (CH3CO2)7Cr3(OH)2,xH2O, Cr2(SO4)3,xH2O, CrK(SO4)2,xH2O. Le composé oxydant selon l’invention est préférentiellement un sel d’hexafluorozirconate. Il est par exemple choisi dans le groupe consistant en hexafluorozirconate d’ammonium ((NH4)2ZrF6), hexafluorozirconate de sodium (Na2ZrF6), hexafluorozirconate de potassium (K2ZrF6). Avantageusement, la solution d’imprégnation présente une concentration massique en sel de chrome trivalent comprise entre 0,5 g/L et 50 g/L et une concentration massique en composé oxydant comprise entre 0,5 g/L et 50 g/L.
Avantageusement, la solution d’imprégnation présente une température comprise entre 30°C et 50°C, préférentiellement de 40°C.
Avantageusement, la durée de l’étape (e) est comprise entre 5 min et 60 min, préférentiellement comprise entre 10 min et 20 min.
De manière préférée, la solution d’imprégnation comprend du SOCOSURF TCS à une concentration volumique de 34% (volume/volume).
Préférentiellement, l’étape (e’) est réalisée avec une solution post imprégnation. L’étape (e’) est par exemple réalisée par immersion du corps 10 dans la solution post imprégnation. La solution post-imprégnation est une solution aqueuse comprenant par exemple du peroxyde d’hydrogène et un sel de lanthane. Le sel de lanthane est par exemple un carbonate de lanthane (La2(COs)3).
De manière préférée, la solution d’imprégnation comprend du SOCOSURF PACS à une concentration volumique de 10% (volume/volume). La température de la solution d’imprégnation est par exemple comprise entre 15°C et 30°C, typiquement de 25°C. La durée de l’étape (e’) est par exemple comprise entre 2 min et 30 min, typiquement de 5 min.
Les étapes (e) et éventuellement (e’) permettent de former la couche intermédiaire 14 et de combler les pores de la couche d’oxyde d’aluminium formée à l’étape (d).
Selon l’invention, dans l’étape (f), la solution de colmatage est une solution aqueuse comprenant un aluminate. L’aluminate est par exemple un aluminate de sodium (NaAIO2), de potassium (KAIO2), de lithium (ÜAIO2). Préférentiellement, l’aluminate est un aluminate de sodium (NaAlC ). La concentration massique d’aluminate est comprise entre 0.1 g/L et 10 g/L, préférentiellement entre 0.5 g/L et 5 g/L. Préférentiellement, la solution de colmatage présente une température comprise entre 50°C et 150°C, préférentiellement entre 80°C et 100°C. Préférentiellement, la durée de cette étape est comprise entre 5 min et 60 min, préférentiellement entre 10 min et 20 min. Préférentiellement, la solution de colmatage présente un pH compris entre 7 et 12, de préférence de 11. L’étape de colmatage permet de former la seconde couche 16.
Avantageusement, à l’étape (g), la peinture est appliquée de manière mécanique par exemple à l’aide d’un pistolet ou manuellement à l’aide d’un pinceau.
Les étapes d’imprégnation et de colmatage permettent de combler les pores de la couche d’oxyde d’aluminium 12 et de renforcer la résistance à la corrosion de la pièce 1. L’étape de colmatage étant réalisée avec un aluminate, la résistance à la corrosion de la pièce 1 est améliorée et l’adhérence de la peinture est améliorée.
[Exemples]
Exemple 1 : essais de corrosion
Des pièces en alliage d’aluminium 2618 T6 et des pièces en alliage d’aluminium 2024 T3 ont été soumises à des étapes de dégraissage, décapage, d’anodisation sulfurique, d’imprégnation et de post imprégnation selon les conditions exposées dans le tableau 1. Ensuite, différentes étapes de colmatage ont été réalisées selon les conditions exposées dans le tableau 2, notamment un colmatage 1 à l’aluminate selon l’invention, un colmatage 2 au silicate selon l’art antérieur et un colmatage 3 à l’eau selon l’art antérieur.
[Tableau 1]
Figure imgf000013_0001
[Tableau 2]
Figure imgf000013_0002
Figure imgf000014_0001
Les pièces ont ensuite été soumises à un test de tenue au brouillard salin conforme à la norme NF EN ISO 9227. Les résultats sont indiqués dans le Tableau 3.
[Tableau 3]
Figure imgf000014_0002
On observe que les colmatages 1 , 2 permettent d’augmenter la tenue à la corrosion des pièces comparées au colmatage 3. Le colmatage au silicate et à l’aluminate permet donc d’améliorer la tenue à la corrosion des pièces en alliage d’aluminium. Le colmatage à l’aluminate confère donc à la pièce de bonnes propriétés à la corrosion au moins équivalentes au colmatage au silicate.
Exemple 2 : analyse d’extrême surface
Les pièces ayant subies l’étape de colmatage 1 et l’étape de colmatage 2 ont été soumises à des analyses spectrométriques photoélectroniques X (XPS).
Les résultats sont présentés dans le tableau 4. [Tableau 4]
Figure imgf000015_0001
L’analyse élémentaire de l’extrême surface des pièces sur une épaisseur de 50 nm, démontre la présence d’oxyde d’aluminium (présence d’aluminium et d’oxygène). Cette couche d’oxyde d’aluminium en surface favorise la résistance à la corrosion de la pièce comme démontré dans l’exemple 1 par rapport à un colmatage à l’eau et l’adhérence à la peinture.

Claims

REVENDICATIONS
1. Pièce (1) comprenant :
- un corps (10) en alliage d’aluminium,
- une première couche (12) comprenant de l’oxyde d’aluminium, agencée sur le corps (10),
- une couche intermédiaire (14) comprenant du chrome, et
- une seconde couche (16) comprenant de l’oxyde d’aluminium, la couche intermédiaire (14) étant agencée entre la première couche (12) et la seconde couche (16).
2. Pièce selon la revendication précédente, dans laquelle la seconde couche (16) présente une épaisseur comprise entre 10 nm et 500 nm.
3. Pièce selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant une couche de peinture (18) agencée sur la seconde couche (16).
4. Pièce selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la seconde couche est obtenue par colmatage du corps (10) dans une solution de colmatage comprenant un aluminate.
5. Procédé de fabrication d’une pièce (1) comprenant les étapes chronologiques suivantes :
(a) fourniture d’un corps (10) en alliage d’aluminium,
(d) oxydation anodique du corps (10),
(e) imprégnation du corps (10) avec une solution d’imprégnation comprenant un sel de chrome trivalent et un composé oxydant, et (f) colmatage du corps (10) avec une solution de colmatage comprenant un aluminate.
6. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la solution de colmatage présente une concentration massique en aluminate comprise entre 0.1 g/L et 10 g/L, préférentiellement entre 0.5 g/L et 5 g/L.
7. Procédé selon l’une quelconque des revendications 5 à 6, dans lequel l’aluminate est un aluminate de sodium.
8. Procédé selon l’une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce qu’à l’étape (d), le corps (10) est immergé dans une cuve comprenant une solution d’oxydation anodique sulfurique comprenant de l’acide sulfurique selon une concentration massique comprise entre 150 g/L et 250 g/L, préférentiellement de 180 g/L.
9. Procédé selon l’une quelconque des revendications 5 à 8, dans lequel la solution d’imprégnation présente une température comprise entre 30°C et 50°C, préférentiellement de 40°C.
10. Procédé selon l’une quelconque des revendications 5 à 9, comprenant en outre, entre les étapes (e) et (f), une étape (e’) de post imprégnation du corps (10) avec une solution post imprégnation comprenant du peroxyde d’hydrogène et un sel de lanthane.
11. Procédé selon l’une quelconque des revendications 5 à 10, caractérisé en ce que le composé oxydant est un sel d’hexafluorozirconate.
12. Procédé selon l’une quelconque des revendication 5 à 11 , dans lequel la solution de colmatage présente un pH compris entre 7 et 12, de préférence de 11 .
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