PREPARATION M Cote, 02/2009. 2 Plating Training – M Cote, Feb 2009 Cours : Les traitements de...
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PREPARATION M Cote , 02/2009
PREPARATION M Cote, 02/2009. 2 Plating Training – M Cote, Feb 2009 Cours : Les traitements de surface Le dégraissage se pratique Le dégraissage se pratique
2 Plating Training M Cote, Feb 2009 Cours : Les traitements de
surface Le dgraissage se pratique Le dgraissage se pratique : -
dans lindustrie de transformation des mtaux (aprs usinage ou
dformation froid ou chaud, avant et aprs traitements thermiques,
avant soudage...) - dans un atelier de traitements de surface
proprement dit (avant galvanisation, dpts mtalliques, maillage,
conversions chimiques ou lectrolytiques) - dautres applications
plus marginales telles que le nettoyage avant rparation ou
assemblage de pices lectroniques ou lectrotechniques complexe et
trs vaste Le sujet est complexe et trs vaste chaque application
imposant des conditions particulires de traitement Impossible de
traiter le dgraissage dans son intgralit Choix : Etape pour la
prparation de linterface mtallique pour TdS voie humide Quel
dgraissage choisir ? Que fait-on durant le dgraissage ? Comment
contrler son efficacit ? CHOIX DEGRAISSAGE
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3 Plating Training M Cote, Feb 2009 Cours : Les traitements de
surface Quand ? Dfinition gnrale du dgraissage : dgraissage =
Traitement chimique ou lectrolytique qui a pour rle de rendre la
surface physiquement propre afin dassurer le bon droulement des
oprations ultrieures et par l mme, de garantir la qualit du produit
fini. Avant de subir un Traitement de Surface, un matriau mtallique
est gnralement oxyd et couvert dhuiles ou de graisses. le
dgraissage a une double vocation : - assainir linterface mtallique
en liminant les pollutions superficielles - assurer la mouillabilit
( leau) de la surface et donc confrer au mtal lhydrophilie requise
pour les TdS ultrieurs. Car le dgraissage est une opration-clef
dans le procd de fabrication Pourquoi ? CHOIX DEGRAISSAGE
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4 Plating Training M Cote, Feb 2009 Cours : Les traitements de
surface Comment choisir le dgraissage appropri ? 1. Sachant
apprcier la nature exacte de linterface mtallique donc connatre -
lhistoire amont du matriau dune part - les conditions aval du TS 2.
Prenant en compte le cot du traitement, les contraintes
environnementales CHOIX DEGRAISSAGE
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5 Plating Training M Cote, Feb 2009 Cours : Les traitements de
surface Nature des polluants de surface -une zone perturbe par
divers phnomnes physiques (laminage) ou chimiques (oxydation
interne, ) - une zone transforme, constitue par un mlange doxydes
divers -une zone contamine caractrise par la prsence de couches
physisorbes et chimisorbes de molcules organiques ou dautres
composs issus de latmosphre ambiante (contamination organique).
CHOIX DEGRAISSAGE
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6 Plating Training M Cote, Feb 2009 Cours : Les traitements de
surface La phase de dgraissage se subdivise en 2 grandes classes :
un prdgraissage aux solvants un dgraissage chimique suivi ou non
dun traitement lectrolytique, raliss en milieu aqueux et destins
dtruire le rsidu huileux de faible paisseur. qui contribue liminer
lessentiel des polluants organiques ( diminuer !) TYPES DE
DEGRAISSAGE
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7 Plating Training M Cote, Feb 2009 Cours : Les traitements de
surface Les solvants : Avantages : Traite la majorit des matriaux
mtalliques (alliages ferreux et cuivreux) mais posent quelquefois
des problmes avec les alliages lgers. Ex : le trichlorthylne chaud
se dcomposer sous leffet de la lumire ou par un chauffage prolong (
125C). Il se forme alors de lacide chlorhydrique qui peut conduire
la corrosion des pices traites. utiliser des solutions de
trichlorthylne stabilises par des additifs (gnralement des amines
ou des polyphnols) qui annihilent la dcomposition. Inconvnients :
environnement DEGRAISSAGE SOLVANTS
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8 Plating Training M Cote, Feb 2009 Cours : Les traitements de
surface Quel choix de solvant ? Slectionner un solvant pour le
dgraissage industriel, cest choisir : -un produit ininflammable,
possdant des proprits dissolvantes importantes vis--vis des
graisses -Un produit naltrant pas le substrat - dune grande
stabilit chimique - dun bas prix de revient - dun recyclage facile
mais surtout prsentant des garanties quant son innocuit vis-- vis
de lhomme et de son environnement. -Tenir compte de la facilit avec
laquelle llimination de la couche adsorbe de solvant sur la surface
mtallique se fera au profit dun compos minral par exemple.
DEGRAISSAGE SOLVANTS
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9 Plating Training M Cote, Feb 2009 Cours : Les traitements de
surface Aprs un dgraissage solvant mouillabilit faible de la
surface mtallique Problmes pour TdS aprs par voie humide difficile
de trouver un solvant qui rponde toutes les exigences solvant
appropri Pas de bon et de mauvais solvant on parle de solvant
appropri compromis entre efficacit et rglementation solvants chlors
ont beaucoup t utiliss pour le dgraissage des mtaux ex : (1,1,1)
trichlorothane DEGRAISSAGE SOLVANTS
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10 Plating Training M Cote, Feb 2009 Cours : Les traitements de
surface Dgraissage chimique ralis aprs pr-dgraissage solvant
Dgraissage chimique permet le film huileux rsiduel et confre un
caractre hydrophile la surface Encore plus que dans le cas du
dgraissage solvant, le choix du milieu dpend de la nature des
polluants organiques, de linterface, Pas daction de dissolution
(diffrent du dgraissage solvant) Deux mcanismes se distinguent :
-la dtergence : dcoller les souillures graisseuses -la
saponification : dcomposition de la pellicule graisseuse
DEGRAISSAGE CHIMIQUE
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11 Plating Training M Cote, Feb 2009 Cours : Les traitements de
surface 4 groupes distincts : anioniques, cationiques, non ionique
ou amphotres Attention au pouvoir moussant lev sous forte agitation
Les liquides possdent des tensions superficielles trs diffrentes
eau = 70 mN.m -1 eau-huile = EH Ex : surface mtallique souille par
des gouttes huile et immerge dans un liquide de nettoyage Si ES
grand talement de la goutte angle petit Si on souhaite une
solvatation agir sur le milieu diminuer ES ajout de tensioactifs
Action des tensioactifs : Mcanisme de dtergence DEGRAISSAGE
CHIMIQUE
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12 Plating Training M Cote, Feb 2009 Cours : Les traitements de
surface Action dun tensioactif anionique : starate de sodium : CH 3
(CH 2 ) 16 COONa Action des tensioactifs : Mcanisme de dtergence
DEGRAISSAGE CHIMIQUE
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13 Plating Training M Cote, Feb 2009 Cours : Les traitements de
surface Raction en prsence dune base forte, exothermique Equation
bilan : Produits : glycrine et un sel alcalin dacide gras (savon),
soluble dans leau Vieillissement du bain propice un meilleur
dgraissage fabrication de savon Attention la corrosion de certains
mtaux en milieu alcalin La saponification : DEGRAISSAGE
CHIMIQUE
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14 Plating Training M Cote, Feb 2009 Cours : Les traitements de
surface Dans un bain de dgraissage, on trouve donc : -Les composs
alcalins : NaOH (pouvoir saponification + conductivit) autres
composs alcalins (carbonate de Na, les silicates, ) -Les
tensioactifs : Lauryl sulfate de sodium (SDDS), . - Les chlatants
ou sequestrants : polyphosphates (tripolyphosphate Na 5 P 3 O 10
Tendent viter les problmes de rinage imputables la qualit de leau
En TdS, utilise leau dont il dispose donc pas forcment douce Pb
Leau contient des alcalino terreux (Ca et Mg) et forme avec savon
des composs insoluble qui se dpose sur le surface Eliminer ces
alcalino terreux = rle des chlatants Ex : avec Na 5 P 3 O 10 CaP 3
O 10 3- (aq) et de MgP 3 O 10 3- (aq) Pb eutrophisation Remplac par
citrate de sodium C 6 H 5 O 7 3- CaC 6 H 5 O 7 - (aq) et MgC 6 H 5
O 7 - (aq) DEGRAISSAGE CHIMIQUE
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15 Plating Training M Cote, Feb 2009 Cours : Les traitements de
surface Solubilit dans leau Pouvoir moussant faible (ou contrl)
Respect des surfaces traites (corrosion des mtaux faible)
Traitement des effluents ais Agressivit faible vis--vis de lhomme
et de lenvironnement Rserve dalcalinit pour maintien du pH constant
Prix de revient comptitif... Les principales caractristiques dun
dgraissant chimique : DEGRAISSAGE CHIMIQUE
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16 Plating Training M Cote, Feb 2009 Cours : Les traitements de
surface Formulation des bains sensiblement identique ceux de
dgraissage chimique Gnralement utilis comme finition Puissance de
lattaque dpend de la nature de la solution (pH, halognures, ) et de
lintensit du courant Conjugue effet de la polarisation + action
dtergente Effet mcanique si plac hors domaine de stabilit Cathode
sige de rduction et anode oxydation lanode : 2OH - 1/2 O 2 + + H 2
O la cathode : 2H 2 O H 2 + 2OH - raction globale H 2 O H 2 + 1/2 O
2 DEGRAISSAGE ELECTROCHIMIQUE
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17 Plating Training M Cote, Feb 2009 Cours : Les traitements de
surface Lagitation est donc un paramtre important dans le
dgraissage par immersion. Son but est damliorer la qualit,
lhomognisation et la rapidit de dgraissage Mais dans de nombreux
cas et particulirement lorsque les pices nettoyer sont de petites
dimensions ou de profils compliqus, les rsultats obtenus avec une
agitation mcanique ou par bullage dair sont insuffisants et
difficilement reproductibles Lutilisation des ultrasons permet de
palier ce problme US = ondes ultrasonores, dont la frquence est
suprieure 15 kHz et plusieurs mgahertz Les frquences utilises dans
les cuves de nettoyage sont comprises entre 20 kHz et 100 kHz les
ultrasons engendrent des ondes harmoniques qui deviennent audibles
lorsque lquipement fonctionne Phnomnes mcaniques, chimiques ou
cavitation DEGRAISSAGE ELECTROCHIMIQUE
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18 Plating Training M Cote, Feb 2009 Cours : Les traitements de
surface Cette opration occupe une grande place dans les TdS Les Pb
viennent souvent de la qualit de leau de rinage Ils ont une double
vocation : - dbarrasser les pices de leur pellicule dentranement du
bain aprs immersion ; - jouer le rle de barrire antipollution entre
deux oprations conscutives. But : diluer la pellicule de solution
restante sur le matriau dans les eaux de rinage cette pellicule
dpend des caractristiques de la solution (concentration, viscosit,
temprature, tension superficielle, ) rinage souvent assist dune
agitation mcanique ou par air comprim Objectif : Limiter les
quantits deau utilise RINCAGES
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19 Plating Training M Cote, Feb 2009 Cours : Les traitements de
surface Plusieurs structures de rinages sont exploites en pratique
: - le rinage statique = souvent un prrinage (rinage mort) : sert
retenir une partie de la pollution en provenance du bain de
traitement - le rinage simple courant : inconvnient consomme deau
et donc ncessite un dbit deau lev pour assurer un rapport de
dilution satisfaisant (Q = R *q o q est le dbit dentranement par
les pices et les montages, en Lh -1, et Q le dbit dalimentation
deau des rinages) ; - le rinage multiple en srie (cascade) = la
configuration la plus frquemment rencontre Larrive deau se situe
dans la dernire cuve de rinage et traverse en cascade les
diffrentes cuves de rinages jusqu la premire. Leau brute circule
donc contre-courant du transfert des pices rinces. Le dbit deau est
gal Q=q*R 1/n : o n est le nombre de cuves de rinages - le rinage
par aspersion : permet damliorer la qualit du rinage grce leffet
hydromcanique RINCAGES
