Préparation des surfaces avant métallisation

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La préparation des surfaces

Généralité
La métallisation pour être efficace, exige une préparation rigoureuse des surfaces à revêtir. Si quelques fois on peut obtenir, avec des particules liquides et très chaudes, des liaisons ponctuelles par fusion entre le projectile et le subjectile, cet accrochage reste toujours très insuffisant. En effet, que ce soit pendant les opérations d'usinage sur des pièces rechargées, ou au cours des sollicitations sur des pièces protégées contre la corrosion, les efforts mécaniques induits aux revêtements engendreront son décollement.
Il est donc utile et nécessaire de préparer la surface pour obtenir:
- une propreté qui est un état chimique
- une rugosité qui est un état physique
- un préchauffage éventuel.

La propreté
La propreté est le constat visuel de la disparition plus ou moins importante des impuretés de toutes natures, pouvant souiller la surface d'un produit. Elle permet aussi de mettre à jour les modifications physiques éventuelles de la structure (défauts ou autres).
La métallisation exige, que la surface du support devant recevoir un futur revêtement, soit particulièrement propre, exempte de traces de calamine, de rouille, d'huile, ou de graisse, afin de ne pas nuire l'adhérence du métal d'apport. Cette propreté sera obtenue, suivant le type de polluant de la surface, soit par un dégraissage soigné après usinage dans le cas d'opération de rechargement, soit par un sablage dans le cas d'opération de protection anti-corrosion.

La rugosité
Pour obtenir une bonne adhérence, la propreté est nécessaire, mais pas suffisante. Il faut créer un accrochage mécanique entre le produit et le support. Celui-ci s'obtient par la réalisation d'une rugosité sur toute la surface.
La rugosité est le résultat de la modification microgéométrique d'une surface, provoqué par le bombardement intensif de projectiles dans le cas du sablage, ou par l'enlèvement organisé de matière créant un relief, dans le cas d'un usinage.
Dans les deux cas, le résultat à pour effet:
- d'augmenter l'aire de contact entre le substrat et le futur revêtement, car l'adhérence est directement liée à l'étendue de la surface.
- de créer un maximum d'aspérités, où le matériau déposé viendra s'ancrer.
La rugosité est complémentaire de la propreté.

Le préchauffage
Comme nous l'avons vu précédemment, suivant la différence de température entre le métal d'apport et celle du support, on obtiendra un accrochage plus ou moins important. Raison pour laquelle, un léger préchauffage de la pièce à traiter, est toujours conseillé afin d'augmenter le pouvoir d'adhérence. Il devient indispensable pour les revêtements à partir de poudre et surtout pour les matières plastiques qui ne sont pas conductrices de chaleur.
Le préchauffage peut aussi être employé pour la dessiccation de certaines pièces poreuses, imprégnées en profondeur d'eau ou de graisse ou d'huile, que le nettoyage n'a pas atteint. Il permettra de faire sortir les liquides absorbés, afin que la métallisation adhère efficacement.

Les modes de préparation

Généralité
Il existe deux grandes applications dans le domaine de la métallisation.
- celui dit du "revêtement anti-corrosion",
- celui dit du "rechargement mécanique".
Suivant le traitement recherché, la préparation de surface va différer pour être, soit:
- un sablage dans l'anti-corrosion,
- un usinage dans le rechargement.
Le sablage
Le sablage est le terme impropre donné au "traitement par impacts", plus généralement appelé grenaillage par les professionnels. C'est un procédé de traitement d'une surface par des projectiles petits et nombreux, destinés à induire des modifications physiques, chimiques ou mécaniques au subjectile.
La technique employée consiste à utiliser, soit un vecteur gazeux (généralement l'air comprimé), soit une force centrifuge (turbine) pour projeter à grande vitesse des grains (projectiles) qui viennent percuter de façon répétée la surface des pièces (subjectiles).
Le "grenaillage" met en œuvre des projectiles extrêmement variés, différentes méthodes de projection et de nombreux paramètres qui influencent le résultat (voir le site www.surfanet.org). Il reste à ce jour la seule solution efficace.

L'usinage
La préparation de surface par enlèvement de métal répond à 3 volontés:
- créer sur la surface un réseau de résistance aux sollicitations mécaniques qui seront exercées sur le dépôt de rechargement.
- augmenter la rugosité et simultanément la surface d'accrochage.
- diminuer les dimensions de la pièce (dans le cas de réparation de pièces usées) afin de laisser une épaisseur suffisante pour le futur dépôt, tout en respectant les cotes limite de rupture.
Que la forme de la pièce soit cylindrique ou plane, l'adhérence de la couche de métal projeté est mécanique et devra résister aux efforts de glissement et d'arrachement par rapport à son support.
Pour les pièces de révolution, cet usinage sera exécuté sur un tour sans aucune lubrification. Le revêtement formant une surface continue résistera bien aux efforts en tous genres.
Pour les pièces planes, cet usinage sera exécuté sur une fraiseuse ou un étau-limeur. Le revêtement ne formant pas une surface continue, puisque interrompu aux extrémités, il faudra obtenir un profil de surface légèrement bombé (convexe) pour accroître l'adhérence.
Dans certains cas, on pourra effectuer un sablage fin sur les parties usinées afin d'augmenter la rugosité de la surface.

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