Leçon 11.6RevêtirChapitre 11 · Revêtements et finition de surface

Anodisation

Le courant fait croître une couche d'oxyde dure à partir de l'aluminium lui-même

L'anodisation fait croître une peau d'oxyde dure et protectrice sur l'aluminium en y faisant passer un courant électrique dans un bain acide. Le métal coloré d'un boîtier d'ordinateur portable, d'un mousqueton ou d'une lampe de poche est de l'aluminium anodisé. Contrairement à la peinture ou au dépôt électrolytique, rien n'est ajouté par-dessus : la surface du métal se transforme elle-même en une couche proche d'une céramique.

Photo : Polyparadigm, Public domain, via Wikimedia Commons

Anodisation · la cuve, puis la couche d'oxyde formée, colorée et colmatéeLes numéros cerclés correspondent aux étapes ci-dessous. Les trois vignettes du bas zooment sur la couche d'oxyde, bien plus fine que sur le dessin.

Comment ça marche

Nettoyer et décaper. La pièce est dégraissée, puis décapée dans un bain caustique (fortement alcalin) et désoxydée (trempée dans un acide pour retirer les résidus qui restent). Le décapage donne l'aspect mat ; le polissage chimique donne un aspect brillant.
La monter en anode. La pièce est fixée solidement sur un montage en aluminium ou en titane, puis plongée dans l'acide, généralement de l'acide sulfurique maintenu à environ 20 °C. Ici, la pièce est l'anode (électrode positive), à l'inverse du dépôt électrolytique.
Mettre le courant. Une alimentation en courant continu, généralement autour de 15–20 V pour l'anodisation sulfurique standard, envoie le courant de la pièce vers des plaques cathodes dans la cuve.
L'oxyde se forme. L'oxygène de l'eau réagit avec la surface de l'aluminium pour former de l'oxyde d'aluminium. La couche croît en partie dans le métal et en partie vers l'extérieur, pleine de minuscules pores rectilignes, en général pendant 20–60 minutes.
Coloration (facultative). Les pores ouverts absorbent les colorants organiques comme une éponge, ce qui donne du noir, du rouge, du bleu, de l'or et d'autres couleurs. L'anodisation incolore saute cette étape.
Colmatage. De l'eau chaude proche de l'ébullition, ou un bain de nickel ou d'un autre produit de colmatage, fait gonfler l'oxyde et ferme les pores. Cela fixe la couleur et améliore fortement la résistance à la corrosion.

L'anodisation dure se fait plus à froid, près de 0 °C, et sous une tension plus élevée pour faire croître une couche bien plus épaisse et plus dure pour les pièces d'usure. Le titane et le magnésium peuvent aussi être anodisés ; sur le titane, l'oxyde mince donne des couleurs vives par interférence lumineuse, sans colorant.

Chiffres clés

Matériaux: Surtout les alliages d'aluminium ; aussi le titane et le magnésium. Les alliages riches en cuivre ou en silicium s'anodisent moins bien
Pièces typiques: Boîtiers d'ordinateurs et de téléphones, cadres de fenêtres extrudés, ustensiles de cuisine, matériel d'escalade, pièces de vélo, pièces d'avion
Taille de pièce: Des petites vis aux profilés de plusieurs mètres de long ; la cuve fixe la limite
Précision: Mince et régulière : couches standard typiquement de 5–25 µm, anodisation dure d'environ 25–100 µm ; environ la moitié de l'épaisseur s'ajoute à chaque surface
État de surface: Reprend la surface dessous (mate si elle est décapée ou sablée, brillante si elle est polie), avec un aspect satiné ou brillant régulier
Taille de série adaptée: De la pièce unique à la production continue de profilés et de produits grand public
Coût d'outillage et de machine: Les montages coûtent peu ; une ligne d'anodisation complète avec cuves, redresseurs, groupes froids et traitement des effluents coûte des centaines de milliers de dollars, voire plus
Vitesse: Environ 20–60 minutes dans la cuve d'anodisation, plus le nettoyage, la coloration et le colmatage ; un cycle complet dure environ 1–2 heures

Atouts et limites

Atouts

Elle fait partie du métal : elle ne peut donc pas s'écailler ni se décoller comme une peinture
Dure et résistante à l'usure, surtout l'anodisation dure
Fine et prévisible, ce qui préserve les ajustements serrés
De nombreuses couleurs durables, avec l'éclat métallique qui transparaît

Limites

Ne fonctionne que sur l'aluminium, le titane, le magnésium et quelques autres métaux
L'oxyde est fragile et peut se fissurer si la pièce se plie
Isolante électriquement : les points de contact doivent être masqués ou usinés
Certaines couleurs, surtout les rouges et les bleus, passent à la lumière forte du soleil

Où on l'utilise

Électronique grand publicBoîtiers d'ordinateurs, de téléphones et de tablettes, pièces de casques audio, boîtiers de PC
ArchitectureCadres de fenêtres, murs-rideaux, panneaux de façade, rampes
Aéronautique et défensePièces de cellule, pièces d'actionneurs et carters à anodisation dure
Sports et plein airMousquetons, composants de vélo, lampes de poche, moulinets de pêche
CuisineUstensiles de cuisson à anodisation dure, couverts et ustensiles, pièces de machines à expresso
MachinesVérins pneumatiques, pistons, poulies, corps de vannes

Comment le reconnaître

Un métal coloré ou argenté à l'éclat satiné, légèrement profond, où la texture du métal transparaît sous la couleur.
Pas de couche que l'on puisse rayer jusqu'à une autre couleur ; une rayure profonde laisse voir l'aluminium nu et brillant.
De petites marques non colorées là où la pièce était fixée à son montage, souvent sur une arête ou dans un trou.
Une surface qu'un simple testeur montre comme non conductrice, alors que la pièce est en métal.

À comparer avec

Dépôt électrolytique11.5la pièce est la cathode et reçoit du métal neuf du bain ; en anodisation, elle est l'anode et sa propre surface devient de l'oxyde.Thermolaquage11.2ajoute une couche de plastique plus épaisse et est courant aussi sur l'aluminium, mais elle reste en surface et peut s'écailler.Revêtement PVD11.8dépose sous vide des couches métalliques très minces et dures, par exemple sur des outils et des montres.

À regarder

Yijin Solution · Une explication pour débutants de l'oxyde formé dans un bain acide

Captain Corrosion · Nettoyer, décaper, anodiser, colorer et colmater, étape par étape

RAPID DIRECT · Visite d'une ligne d'anodisation, cuve par cuve

Gamers Nexus · Des montages de pièces de boîtiers de PC anodisées et colorées dans une vraie usine

Voir de vraies photos

Wikipédia : Anodisation — photos de pièces anodisées colorées et schéma de la structure poreuse de l'oxyde
Recherche de photos sur Wikimedia Commons

À retenir

L'anodisation transforme la surface de l'aluminium en oxyde ; rien n'est ajouté par-dessus.
La pièce est l'électrode positive, et l'oxyde croît plein de pores qui peuvent absorber un colorant.
Le colmatage ferme les pores et fixe la couleur et la résistance à la corrosion.