Résistance à la corrosion

La résistance à la corrosion est l'une des caractéristiques les plus appréciées et recherchées de l'anodisation de l'aluminium. La couche d'oxyde d'aluminium forme une barrière protectrice qui isole le matériau de base de l'environnement extérieur, empêchant ou ralentissant significativement les phénomènes corrosifs.

Mécanisme de protection contre la corrosion

L'anodisation protège l'aluminium de la corrosion à travers différents mécanismes :

Barrière physique

La couche d'oxyde d'aluminium agit comme une barrière compacte entre le matériau de base et l'environnement. Cette barrière présente une épaisseur significative qui varie de 15 µm pour l'anodisation naturelle OX-A jusqu'à 60 µm pour l'anodisation dure OX-HS et OX-W. La structure compacte de l'oxyde est caractérisée par une densité élevée et une faible porosité après le processus de colmatage. Le revêtement garantit une continuité sur toute la surface traitée, étant uniforme en chaque point (à l'exception des trous très profonds). L'adhérence est exceptionnelle car le revêtement constitue une partie intégrante du matériau lui-même et ne peut pas se délaminer.

Protection électrochimique

L'oxyde d'aluminium est électriquement isolant et empêche le passage de courants électriques nécessaires pour déclencher des processus de corrosion électrochimique. Cette propriété isolante prévient efficacement la formation de corrosion galvanique lorsque l'aluminium anodisé entre en contact avec d'autres métaux.

Contrairement à d'autres traitements de surface couramment utilisés, comme le chromage et le nickelage, qui étant des revêtements métalliques sont conducteurs et peuvent donc générer des couples galvaniques avec le substrat d'aluminium, l'oxyde anodique élimine ce risque grâce à sa nature céramique non conductrice.

Stabilité chimique

L'oxyde d'aluminium présente une stabilité chimique élevée au contact de nombreuses substances. Il résiste efficacement aux solutions neutres, y compris celles salines contenant des chlorures ou d'autres éléments typiquement agressifs pour les métaux, et maintient sa propre intégrité même au contact d'hydrocarbures ou de solvants organiques.

Cependant, le revêtement anodique s'avère vulnérable lorsqu'il est exposé à des solutions acides ou alcalines, qui peuvent l'attaquer chimiquement en compromettant ses propriétés protectrices.

Bien sûr. Voici une version en un seul chapitre, avec deux seuls sous-chapitres (Naturelle et Dure), sans duplications et avec un équilibre technico-commercial.

Différences de résistance à la corrosion entre anodisation naturelle et dure

Anodisation naturelle

L'anodisation naturelle produit une couche d'oxyde avec une épaisseur typiquement comprise entre 10 et 20 µm, garantissant une bonne résistance à la corrosion dans des environnements non particulièrement agressifs. C'est une solution adaptée aux composants destinés à des environnements intérieurs ou extérieurs modérés, où une protection efficace mais non extrême est requise, souvent avec une valeur également esthétique.

Du point de vue normatif, la MIL-PRF-8625F Type II exige une résistance minimale de 336 heures en brouillard salin neutre (NSS) avec apparition de corrosion minimale dans les limites décrites par la norme.

Le traitement OX-A, basé sur l'anodisation naturelle Type II, satisfait et dépasse ces exigences, atteignant ≥336 heures NSS sur tous les alliages de déformation plastique. Avec un colmatage adéquat, la résistance à la corrosion peut être encore améliorée. OX-A est indiqué pour les composants intérieurs, les environnements urbains non fortement pollués et les applications où une protection légère et fiable est requise.

Anodisation dure

L'anodisation dure permet d'obtenir des couches d'oxyde beaucoup plus épaisses, généralement comprises entre 30 et 60 µm, caractérisées par une structure plus compacte et dense. Cela se traduit par une résistance à la corrosion excellente, même dans des environnements hautement agressifs comme ceux marins, industriels, offshore ou sous-marins.

Tant la MIL-PRF-8625F Type III que l'ISO 10074 fixent comme exigence minimale une résistance à la corrosion de 336 heures NSS sans preuves d'attaque corrosive.

Les traitements OX-W et OX-HS, tous deux basés sur l'anodisation dure, garantissent des performances égales ou supérieures à cette limite sur les alliages de la série 6000. En particulier, OX-W est optimisé pour maximiser la résistance à la corrosion, avec une couche plus compacte par rapport à une anodisation dure traditionnelle et la possibilité, avec un colmatage optimal, de dépasser les 1000 heures NSS. Il offre également d'excellents résultats même sur des alliages difficiles, comme les séries 2000 ou à haute teneur en silicium.

Le traitement OX-HS privilégie en revanche l'épaisseur et la robustesse de la couche, atteignant jusqu'à 50 µm, et est conçu pour des applications extrêmement sévères. Avec un colmatage à chaud, il permet également de dépasser les 1000 heures NSS, le rendant adapté aux secteurs militaires, aérospatiaux, offshore et pour les composants critiques avec des exigences élevées de durabilité dans le temps.

Rôle des pores de l'anodisation et du colmatage

La couche d'anodisation, avant le colmatage, présente une structure micro-poreuse qui constitue une voie potentielle d'amorçage de la corrosion : les agents agressifs peuvent pénétrer à travers les pores et atteindre le matériau de base, donnant origine à des phénomènes corrosifs localisés.

Le colmatage représente une étape fondamentale pour maximiser la résistance à la corrosion du revêtement anodique. Ce processus agit à travers l'hydratation de la couche d'oxyde, qui provoque la fermeture mécanique des pores présents dans la structure micro-poreuse. La fermeture des pores empêche efficacement la pénétration de substances agressives vers le matériau de base, éliminant les voies préférentielles d'amorçage de la corrosion.

Pour plus de détails sur le colmatage, consulter la section dédiée Traitements de Colmatage.

Influence de l'alliage sur la résistance à la corrosion

L'alliage d'aluminium a un impact significatif sur la résistance à la corrosion finale du composant anodisé.

Les alliages série 6000 offrent une excellente résistance à la corrosion, grâce à la formation d'une couche d'oxyde très compacte qui permet d'atteindre les performances maximales. Pour cette raison, ces alliages sont fortement recommandés pour les applications critiques où la résistance à la corrosion est une exigence fondamentale.

Les alliages série 5000 et 7000 garantissent néanmoins une très bonne résistance à la corrosion, avec des performances légèrement inférieures par rapport à la série 6000 mais néanmoins adéquates pour la plupart des applications industrielles.

Les alliages série 2000 (à haute teneur en cuivre) présentent en revanche une résistance à la corrosion réduite lorsqu'ils sont traités avec un processus standard. Pour ces alliages, il est nécessaire d'utiliser le traitement OX-W pour obtenir des performances optimales, et il faut évaluer attentivement leur aptitude pour des applications dans des environnements particulièrement agressifs.

Enfin, les alliages de fonderie à haute teneur en silicium montrent une résistance à la corrosion compromise et devraient être évités pour les applications critiques. Pour ces alliages, il est toujours nécessaire de demander une évaluation de faisabilité spécifique avant de procéder au traitement.

Applications dans des environnements agressifs

Environnement Marin et Sous-marin

Les environnements marins et sous-marins représentent l'une des conditions les plus critiques pour les matériaux métalliques, caractérisés par une exposition continue ou périodique à l'eau de mer avec une haute teneur en chlorures (NaCl, MgCl₂), la présence possible de micro-organismes et des cycles d'humidification/séchage particulièrement agressifs dans la zone de marée.

Pour ces applications, le traitement OX-HS ou OX-W avec colmatage à chaud est recommandé, qui garantit une protection efficace même en immersion prolongée et continue. Ces traitements sont particulièrement adaptés aux composants navals, offshore et sous-marins, trouvant une application typique dans les composants d'embarcations, les équipements de plongée, les plateformes offshore et les composants portuaires.

Automobile et Sels Routiers

Le secteur automobile présente des défis spécifiques liés à l'exposition aux sels antigel (NaCl, CaCl₂), aux cycles thermiques intenses (chaud/froid), à la présence de boues et de débris abrasifs, ainsi qu'à la présence possible d'huiles et d'hydrocarbures.

Le traitement recommandé OX-HS ou OX-W avec colmatage offre une excellente résistance aux sels routiers, une résistance aux cycles thermiques typiques du secteur automobile et une compatibilité avec les huiles et les fluides. Les applications typiques incluent les cloches de frein, les corps de vannes, les composants moteur et transmission, et toutes les pièces exposées aux sels routiers.

Véhicules à Hydrogène

Les applications dans les véhicules à hydrogène nécessitent une attention particulière pour l'exposition à des pressions élevées d'hydrogène, le besoin critique de prévenir les fuites pour des raisons de sécurité, la présence possible d'humidité et l'exigence de fiabilité à long terme.

Le traitement OX-W ou OX-HS avec colmatage offre des avantages spécifiques : protection contre la corrosion pour maintenir l'intégrité des joints, prévention des fuites d'hydrogène (aspect fondamental pour la sécurité), combinaison de résistance mécanique et chimique, et durabilité à long terme. Ces traitements trouvent application dans les bouteilles de stockage d'hydrogène, les corps de vannes et réducteurs, la robinetterie et les composants du circuit H₂.

Pour des approfondissements, consulter l'article dédié aux traitements pour véhicules à hydrogène.

Militaire et Aérospatial

Le secteur militaire et aérospatial présente les conditions opérationnelles les plus extrêmes et exigeantes, caractérisées par des environnements opérationnels critiques avec exposition à des substances agressives de diverses natures, des exigences de fiabilité absolue et la nécessité de se conformer à des réglementations militaires particulièrement strictes (spécifications MIL).

Pour ces applications, le traitement OX-HS Type III selon MIL-PRF-8625 est recommandé, qui garantit une conformité certifiée aux réglementations militaires, une résistance exceptionnelle dans des conditions extrêmes et une fiabilité éprouvée dans le temps. Ces traitements trouvent application dans les composants aéronautiques, les équipements militaires, les véhicules terrestres militaires et les composants destinés aux applications spatiales.