8 µm de zinc : 200 heures en électrolytique, 120 en mécanique

La source est Deposition processes and properties of coatings on steel fasteners – A review, dans Friction, volume 7, numéro 5, pages 389–416, 2019, par trois auteurs de la Swinburne University of Technology. L’article est en libre accès sous licence Creative Commons et compare le dépôt électrolytique, la galvanisation à chaud, le dépôt ionique en phase vapeur (IVD) et le zingage mécanique.

L’alliage déplace le chiffre davantage que l’épaisseur

Le premier tableau présente des alliages de zinc électrolytiques à épaisseur fixe de 8 µm avec chromatation jaune irisée : seule change la composition du revêtement.

Huit micromètres partout. Huit dixièmes de pour cent de cobalt doublent les heures, et huit pour cent de nickel les portent à quatre ou cinq fois la valeur du zinc pur. Si vous traitiez jusqu’ici la spécification d’un revêtement comme une affaire d’épaisseur, ce tableau montre que l’alliage est le levier le plus puissant.

La ligne Zn–Ni appartient à la même famille que les vis de l’étude sur le dégazage, où le revêtement était un zinc-nickel alcalin à environ 14 % de nickel. C’est sa tenue à la corrosion qui justifie de l’appliquer sur une vis 12.9 ; l’hydrogène en est le prix.

Le tableau du zingage mécanique, et un désaccord en son sein

Le second tableau porte sur des rondelles en acier zinguées mécaniquement, soumises au brouillard salin neutre à 5 % selon l’ASTM B-117.

Le zinc apparaît deux fois à 20 µm, d’après deux références différentes, avec 180 et 212 heures. Même métal, même épaisseur nominale, deux sources, dix-huit pour cent d’écart. Le tableau n’a rien d’anormal ; c’est la dispersion ordinaire entre laboratoires, et c’est le meilleur argument court que ce site ait trouvé jusqu’ici pour ne pas inscrire d’heures sur un plan.

La ligne à 75 µm mérite un second regard pour la raison inverse. Elle dépasse six cents heures sans passivation chromatée : c’est la seule ligne où le revêtement travaille seul.

Pourquoi on ne peut pas simplement soustraire 200 et 120

Les deux lignes disent zinc, huit micromètres, chromatation jaune. Quatre choses derrière elles ne sont pas identiques.

Il ne s’agit donc pas d’une expérience contrôlée dont le procédé de dépôt serait la seule variable. Ce sont deux compilations de résultats d’autres équipes, imprimées à quelques pages d’intervalle par des auteurs qui ne prétendaient pas les avoir confrontées.

Ce que cela permet d’affirmer, c’est une tendance, pas un rapport : à épaisseur nominale et post-traitement égaux, le zinc déposé mécaniquement ressort plus bas que le zinc électrolytique dans les chiffres réunis par cette revue. C’est cohérent avec ce que l’ISO 12683 dit d’elle-même, qui a sa propre page ici : un revêtement déposé mécaniquement tend à être plus mince sur les arêtes exposées et les saillies vives, et plus épais sur les surfaces planes et abritées. Une épaisseur nominale sur une rondelle et une épaisseur nominale sur un filetage ne se répartissent pas de la même façon, et la rouille rouge commence là où le revêtement est le plus mince.

Que faire d’un tel tableau

Pas le reporter sur un plan. La position de ce site à ce sujet n’a pas changé, et la dispersion de dix-huit pour cent ci-dessus en est la raison : les heures sont le résultat d’une enceinte, d’une éprouvette et d’un laboratoire, et personne ne les convertira en durée de vie en service. Le tableau sert à choisir le levier à actionner avant d’écrire la spécification.

• Si l’on demande plus de protection à épaisseur égale, changer d’alliage. Le premier tableau passe de 200 à 1000 heures sans ajouter un micromètre.
• Si l’épaisseur doit rester faible à cause du filetage, l’alliage est le seul levier restant. Aux petits diamètres, le revêtement est une cote avant d’être une finition.
• Si l’on change de procédé, ne pas reporter les heures. La même épaisseur nominale déposée autrement n’est pas la même répartition de métal sur la pièce.
• Demander l’essai sur l’élément de fixation fini, et non sur une rondelle ou une plaque : c’est la raison habituelle pour laquelle une valeur de catalogue et un contrôle de réception ne concordent pas.

Cet article traite de l’étape 5 : finition. L’ordre complet est support, filetage, tête, empreinte, finition et documentation. L’article anglais Specifying a screw explique pourquoi le modifier entraîne une reprise.

Questions fréquentes

Combien d’heures de brouillard salin donnent 8 µm de zinc ?

Cela dépend de la façon dont le zinc a été déposé et de ce qui le recouvre, et les valeurs publiées pour une même épaisseur nominale diffèrent. Une revue de 2019 sur les revêtements des éléments de fixation donne le zinc électrolytique à 8 µm avec chromatation jaune irisée à 200 à 250 heures jusqu’à la rouille rouge, et le zinc mécanique à 8 µm avec chromatation jaune à 120 heures, dans deux tableaux distincts issus de sources différentes avec des éprouvettes différentes. Ce sont des valeurs compilées et non une seule expérience ; il faut donc lire l’écart comme une tendance et non comme un rapport.

Allier le zinc aide-t-il davantage que l’épaissir ?

Dans le tableau électrolytique, oui. À 8 µm fixes et même chromatation, le zinc pur donne 200 à 250 heures, le zinc à 1 % de fer 350, le zinc à 0,8 % de cobalt 500 et le zinc à 8 % de nickel 1000. Quatre à cinq fois plus d’heures sans épaisseur supplémentaire, ce qui compte sur les petits filetages, où l’épaisseur est limitée d’abord par la tolérance.

Pourquoi deux sources donnent-elles des heures différentes pour le même revêtement ?

Parce que le chiffre est le résultat d’une éprouvette, d’une enceinte et d’un laboratoire, et non une propriété du revêtement. Dans le tableau du zingage mécanique, le zinc à 20 µm apparaît deux fois d’après deux références, à 180 et 212 heures, soit dix-huit pour cent d’écart. C’est ordinaire, et c’est pourquoi un plan devrait spécifier la norme de revêtement et la classe d’épaisseur plutôt qu’un nombre d’heures.

Le zingage mécanique est-il moins bon que le zingage électrolytique ?

Les chiffres réunis par cette revue sont plus bas pour le zingage mécanique à épaisseur nominale égale, mais ils proviennent de sources différentes avec des éprouvettes différentes et n’établissent donc pas de rapport. Un mécanisme cadre avec la tendance : l’ISO 12683 note que les revêtements déposés mécaniquement tendent à être plus minces sur les arêtes exposées et les saillies vives et plus épais sur les surfaces planes et abritées, et la rouille rouge commence là où le revêtement est le plus mince. Le zingage mécanique est en outre choisi pour une raison que l’électrolytique ne peut offrir : aucun courant n’intervient.

Références

• Chung P. P., Wang J., Durandet Y. — Deposition processes and properties of coatings on steel fasteners: a review. Friction 7(5) 389–416, 2019. Tableaux 5 et 6, et les sections sur la tenue à la corrosion
• ISO 12683 — revêtements de zinc déposés mécaniquement ; la note sur l’épaisseur aux arêtes et dans les zones abritées

La revue a été lue en entier dans sa version publiée en libre accès, et non à partir de son résumé. C’est une revue : les deux tableaux cités ici sont donc des compilations de résultats d’autres équipes, et non des mesures réalisées par les auteurs. Le tableau 5 est reproduit dans la revue à partir d’une source d’ASM International datée de 1994, et le tableau 6 s’appuie sur trois références distinctes ; aucun de ces originaux n’a été lu pour cette page et aucun n’est cité. Les deux tableaux utilisent des éprouvettes différentes, l’une non précisée et l’autre des rondelles en acier, et décrivent leurs essais différemment, l’un comme brouillard salin neutre et l’autre comme brouillard salin neutre à 5 % selon l’ASTM B-117. C’est pourquoi l’écart entre 200–250 et 120 heures est présenté ici comme une tendance et jamais comme un rapport ou un facteur de conversion. Les chiffres de galvanisation à chaud et de dépôt ionique en phase vapeur qui figurent aussi dans la revue ne sont pas reproduits, car ils se trouvent dans le corps du texte dans des conditions variables, et les réunir dans un tableau reviendrait pour cette page à inventer une comparaison. Les coefficients de frottement de la section 5 de la revue sont des valeurs de glissement et ne sont pas utilisés ici, car ce ne sont pas les frottements sous tête et dans le filetage dont dépend un couple de serrage. Cette page ne recommande aucune épaisseur, aucun alliage et aucun nombre d’heures.