La galvanisation à chaud consiste à recouvrir de zinc des objets en fer ou en acier en immergeant le produit en acier fabriqué dans un bain de zinc en fusion à une température d’environ 450°C. Au cours du processus, une couche métallurgique se forme et protège l’acier. La plupart des usines de galvanisation peuvent traiter une grande variété de formes et de poids de produits en acier.
Les étapes du processus
Dans les pays du Benelux, la galvanisation à chaud fonctionne comme un prestataire de services qui applique un revêtement galvanisé sur les pièces fournies par ses clients. Les différentes étapes du processus sont décrites ci-dessous, bien qu’il puisse y avoir de légères différences entre les différentes usines de galvanisation. Au début du processus, les pièces fabriquées ou moulées livrées à l’usine de galvanisation font l’objet d’un premier examen et d’un tri afin que l’usine de galvanisation puisse organiser son programme de travail de la manière la plus efficace possible et optimiser la sécurité de ses employés.
Dégraissage
Si l’acier livré à l’usine de galvanisation présente des traces de graisse légère ou d’huile, celles-ci sont éliminées dans un bain de dégraissage. Après le dégraissage, l’acier peut être rincé dans un bain de rinçage afin d’éviter que l’agent de dégraissage ne soit transporté (= transféré) à l’étape suivante du processus.
Nettoyage chimique
Le nettoyage à sec permet d’éliminer la rouille et la calamine, les produits de corrosion les plus courants qui contaminent la surface de l’acier. Le processus de nettoyage est généralement effectué avec une solution acide contenant du chlorure ferrique à température ambiante, l’objectif étant d’obtenir une surface d’acier chimiquement propre avant de l’immerger dans du zinc en fusion. Le temps de nettoyage dépend du degré de rouille de l’article. Après le nettoyage, la pièce est rincée dans un bain de rinçage afin d’empêcher les produits chimiques de pénétrer dans le flux.
Traitement des flux
Le flux permet d’éliminer les dernières traces d’oxydes et d’effectuer un nettoyage final intensif de la surface de l’acier. Le flux augmente l’irradiation de la surface de l’acier par le zinc fondu, favorisant ainsi la réaction entre le fer et le zinc. Le flux consiste généralement en une solution aqueuse de chlorures, principalement un mélange de chlorure de zinc et de chlorure d’ammonium. Le flux est appliqué aux matériaux à galvaniser de différentes manières. Dans la plupart des usines de galvanisation, par exemple, le flux se présente sous la forme d’une solution aqueuse dans un bain dans lequel la pièce à galvaniser est plongée. Cette méthode est également connue sous le nom de galvanisation à sec.
Séchage
Dans la galvanisation à sec, après immersion dans le bain de flux, les objets en acier à galvaniser sont séchés dans un four de séchage et sont ensuite recouverts d’une fine couche protectrice de flux.
Galvanisé
La galvanisation s’effectue dans un bain de zinc en fusion, dont la température se situe dans la plupart des usines entre 445 et 455°C (le zinc a un point de fusion de 419°C et est une substance solide en dessous de ce point). Dans les usines de galvanisation utilisant le procédé à haute température, la température du zinc est de 540°C ou plus. L’analyse du métal dans le bain doit être conforme aux normes internationales en vigueur et contenir au moins 98 % de zinc. Le processus de galvanisation entraîne la formation d’un revêtement sur les objets, composé de plusieurs couches d’alliages zinc-fer formés par la réaction du zinc avec le fer de l’acier. Lorsque les objets galvanisés sont retirés du zinc en fusion, une couche de zinc presque pur se forme sur les couches d’alliage, également appelée couche de solidification. La durée d’immersion des objets en acier dépend du poids et de l’épaisseur des profilés en acier. Au cours du processus de galvanisation, la surface du zinc fondu dans le bain de galvanisation est recouverte d’une fine couche d’oxydes et de résidus de flux. La surface du bain de zinc est nettoyée manuellement (« écaillage ») afin de garantir que l’objet galvanisé n’entre pas en contact avec les résidus d’oxyde et de flux lorsqu’il est retiré du bain de zinc.
Refroidissement et contrôle
L’acier galvanisé est refroidi à l’air ou immergé dans un bain de refroidissement. Les dernières étapes du processus sont le contrôle de la qualité et le pesage. La galvanisation conforme à la norme EN ISO 1461 doit consister en un revêtement continu, relativement lisse, ne présentant pas de taches non galvanisées et exempt de taches de flux, et doit par ailleurs satisfaire aux critères d’épaisseur du revêtement. Les accumulations indésirables de résidus de flux ou de cendres de zinc doivent également être éliminées dans la mesure du possible. Enfin, l’acier galvanisé à chaud est pesé, car le poids de la galvanisation sert normalement de base à la fixation du prix. Les documents de livraison sont également utilisés pour vérifier si le nombre d’objets galvanisés correspond aux documents de livraison.
Résultats
L’épaisseur de la couche de zinc est un critère fondamental pour la qualité d’un revêtement galvanisé à chaud. Habituellement, l’épaisseur est mesurée en microns (1 micron = 0,001 mm), bien que l’épaisseur du revêtement puisse parfois être exprimée en termes de poids du revêtement de zinc mesuré en g/m2 .
L’épaisseur minimale acceptable pour les revêtements finis est indiquée dans les tableaux 3 et/ou 4 de la norme EN ISO 1461 « Revêtements appliqués par galvanisation à chaud sur des objets en fer et en acier » et figure également dans la fiche d’information technique n° 9 (tableaux 1 et 2).
Si un client a des exigences particulières concernant l’aspect ou l’épaisseur du revêtement, le client et l’usine de galvanisation doivent en convenir avant que la commande ne soit acceptée.
Considérations avant la galvanisation à chaud
Pour garantir un produit final de haute qualité, il est bon de créer une chaîne de communication entre le prescripteur, le concepteur, l’entreprise de construction (ou le fabricant) et l’usine de galvanisation afin que les questions puissent être abordées dès la phase de conception. Il convient également de tenir compte des dimensions maximales du bain utile du ou des galvaniseurs, ainsi que des poids maximaux des équipements de levage et de manutention utilisés pour le transport et la manipulation pendant le processus de galvanisation. La qualité de l’acier, sa composition chimique et l’état de surface jouent tous un rôle dans la création du revêtement galvanisé. Le fabricant ou l’entreprise de construction doit être conscient de l’importance d’éliminer les contaminants tels que la peinture, le laitier de soudure, le spray de soudure et les taches de graisse, entre autres, avant de livrer les pièces à l’usine de galvanisation.
