Propriétés du nickelage chimique
Résistance à la corrosion
La résistance à la corrosion constitue l’une des principales raisons pour lesquelles les revêtements de nickelage chimique NIPLATE® sont utilisés en mécanique de précision et dans des applications industrielles exposées à des environnements agressifs.
Les revêtements sont constitués d’un alliage de nickel et de phosphore (Ni–P), qui confère une grande stabilité chimique en présence d’agents corrosifs typiquement critiques pour les alliages métalliques courants, tels que les atmosphères marines, industrielles ou les environnements extérieurs soumis à des contaminants.
Les revêtements NIPLATE® sont en outre globalement insensibles à l’attaque chimique des hydrocarbures et des solvants, caractéristique qui élargit leur utilisation dans de nombreux secteurs industriels.
Mécanisme de protection contre la corrosion
Le mécanisme de protection contre la corrosion des revêtements NIPLATE® est principalement de type barrière.
La couche de nickel chimique isole le matériau de base de l’environnement extérieur, empêchant le contact direct entre le métal et les agents corrosifs.
Un élément déterminant est l’uniformité d’épaisseur typique du nickelage chimique, qui permet une protection efficace également sur des géométries complexes, des surfaces internes et des zones difficilement accessibles avec d’autres procédés de revêtement.
La résistance à la corrosion augmente avec l’augmentation de l’épaisseur du revêtement, car la croissance de la couche réduit progressivement la porosité intrinsèque du dépôt. Toutefois, il est important de considérer que la surface du revêtement peut présenter des discontinuités locales, imputables à différents facteurs, notamment :
- porosité ou défauts du matériau de base ;
- inclusions non métalliques présentes dans l’alliage ;
- fissures ou micro-défauts du revêtement ;
- dommages dus à la manipulation ou à des opérations d’usinage ultérieures.
Ces discontinuités peuvent exposer localement le matériau de base, constituant des amorces potentielles de corrosion en présence d’environnements agressifs.
Les revêtements de nickel chimique haut phosphore, en particulier NIPLATE® 500 et NIPLATE® eXtreme, présentent une porosité extrêmement faible dès de faibles épaisseurs. Dans des conditions industrielles typiques, avec des épaisseurs supérieures à 30 µm, ces revêtements peuvent être considérés comme dépourvus de porosité traversante, offrant une protection anticorrosion particulièrement élevée.
Protection des alliages de cuivre
Dans le cas des alliages de cuivre, le mécanisme de protection diffère partiellement de celui purement barrière.
Le cuivre possède un potentiel électrochimique plus noble que le nickel ; par conséquent, le revêtement de nickel chimique fournit également une forme de protection cathodique du matériau de base.
Ce comportement se traduit par une résistance à la corrosion particulièrement élevée des alliages de cuivre revêtus de NIPLATE®, même en présence de dommages locaux ou de discontinuités du revêtement.
Grâce à cette caractéristique, les alliages de cuivre nickelés chimiquement peuvent être utilisés avec succès en environnements marins, y compris en conditions de contact direct avec l’eau de mer.
CONSEILS PRATIQUES
- Alliages de cuivre : ce sont les matériaux de base qui bénéficient le plus de la protection anticorrosion offerte par les revêtements NIPLATE®.
- Alliages d’aluminium et aciers au carbone : pour les applications où la résistance à la corrosion est une exigence prioritaire, il est recommandé de prévoir une épaisseur de revêtement d’au moins 20 µm.
- Qualité du matériau et de l’usinage : pour maximiser la résistance à la corrosion, il est essentiel d’utiliser des matériaux exempts de porosité et d’inclusions, de réaliser des usinages à faible rugosité, d’éliminer les bavures et les arêtes vives et, en cas d’utilisation d’huiles non émulsionnables, d’effectuer un lavage au solvant immédiatement après l’usinage.
Essai de résistance à la corrosion accélérée en brouillard salin neutre
La méthode la plus couramment adoptée en milieu industriel pour l’évaluation de la résistance à la corrosion est l’essai en brouillard salin neutre, réalisé selon la norme ISO 9227.
L’essai consiste à exposer les pièces à un brouillard d’une solution aqueuse de chlorure de sodium à 5 %, maintenue à une température de 35 °C, pendant des durées variables, typiquement 96 ou 480 heures. Cet environnement accélère les mécanismes corrosifs et permet une évaluation comparative des performances des revêtements.
Un aspect fondamental dans l’évaluation des résultats est la mesure de la surface corrodée, à partir de laquelle est déterminée la note de protection Rp selon la norme ISO 10289.
Comportement des revêtements NIPLATE®
Les revêtements NIPLATE® présentent une résistance chimique élevée à l’environnement de brouillard salin et sont généralement peu sensibles à la corrosion.
La protection s’effectue par isolement du matériau de base ; par conséquent, toute discontinuité du revêtement constitue une zone potentielle d’attaque corrosive.
Alliages de fer et d’aluminium
Pour les alliages de fer et d’aluminium, la résistance à la corrosion en brouillard salin dépend de multiples facteurs, notamment :
- type de revêtement ;
- épaisseur déposée ;
- qualité de l’usinage ;
- caractéristiques métallurgiques du matériau de base.
Compte tenu de la complexité des paramètres en jeu, une définition fiable de la résistance à la corrosion nécessite impérativement la réalisation de l’essai de brouillard salin sur la pièce réelle revêtue.
Alliages de cuivre
Le comportement des alliages de cuivre revêtus de NIPLATE® est sensiblement différent.
Grâce à l’affinité électrochimique entre le nickel et le cuivre, la protection contre la corrosion est particulièrement efficace même à des épaisseurs relativement faibles. À titre d’exemple, un composant en laiton revêtu de 30 µm de NIPLATE® 500 peut atteindre une note de protection Rp 9 même pour des expositions supérieures à 1000 heures en brouillard salin.
Conclusions
La résistance à la corrosion des revêtements NIPLATE® constitue un facteur déterminant pour prolonger la durée de vie des composants mécaniques en environnements agressifs.
Toutefois, cette performance ne dépend pas exclusivement du revêtement en lui-même, mais de l’interaction entre le matériau de base, l’usinage, l’épaisseur déposée et les conditions de fonctionnement.
Pour cette raison, les performances anticorrosion doivent toujours être évaluées dans le contexte applicatif spécifique, au moyen d’essais en laboratoire et de tests sur le terrain, afin de garantir la fiabilité du composant en service.