Phosphatation

[garwar]

Bonjour, après mesure de différente couche de Phosphatation sur différent matériaux. Les résultats me laisse penser que une des propriétés qui influe la Phosphatation serait le taux Carbone dans la pièce. Cela est il possible?
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[40CDV20]

Bjr,
C'est du même ordre que le post précédent, la demande est trop imprécise.
De quel type de phosphatation parle t-on, car les mécanismes sont différents ?
Quelle est l'identification de l'acier ?

De façon générale et ceci vaut pour tous les traitements de surface, moins les aciers sont alliés mieux ça fonctionne. Se rappeler également que les fontes pourtant "gavées" de carbone ne posent pas de problèmes particuliers en TS
Cdt

[garwar]

J'ai effectuer une phosphatation zinc-fer et une phosphatation manganèse sur des échantillons différents de :
16MnCrS5
C45
100Cr6
FT-EN-GJS-500-7
FT-EN-GJS-400-15
FT-EN-GJL-250

[garwar]

Voici le tableau de résultat que je retrouve.

[A voir en vidéo sur Futura]

[40CDV20]

Bjr,
En l'état des informations je ne vois pas très bien ce qu'il est possible de dégager quant à l'influence du taux de carbone. Je m'autorise quelques remarques.
A moins qu'il ne s'agisse de développer quelques process commerciaux de phosphatation, c'est un mix d'aciers dont le mélange apparaît "curieux". Il se situe globalement dans ce que l'on nome les "aciers fins de construction" (ce qui ne veut pas dire grand chose), avec un ratio C de 0.05 à 1.5 %.
le 100 Cr6 acier usuel à roulements à 1% C, le 16 Mn Cr S 5 ou 16 Mn Cr 5, acier pour cémentation à 0.15% C, le C 45E XM acier pour mécanique générale (en gros un XC48) à 0.5% C, le X37Cr Mo V 5-1 à 0.4% de C acier type pour outillage,.....
D’emblée, ce que je reproche est rien quant à la caractérisation des éprouvettes (plate, cylindrique, état de surface,..), aucune indication sur le cycle métallurgique des éprouvettes. Prenons par ex. le 16 MN Cr 5, on peut supposer si on veut se placer en conditions réelles que la cémentation a été faite ? mais qu'en est il du TTh (durcissement par trempe) post cémentation, mais aussi d'un revenu de détente. Et je ne parle pas des conditions opératoires (sans précaution particulières, sous atmosphère contrôlée,...)
Ceci est important car les traitements thermiques conduisent généralement à des surfaces métalliques peu actives voire passives qui vont compliquer sérieusement la conduite des traitements de surface
"Non visible" on suppose que c'est zéro dépôt ?, l'observation en microscopie optique a telle été précédée d'une attaque chimique de révélation ?
Pour les procédés, sauf erreur on en distingue 3, or le cas de l'X 37 Cr Mo V 5-1 où l'échec apparaît total, les dépôts de phosphatation au manganèse et fer double s'effectuent bien.
Ce bain de phosphatation "fer" (commercial ou maison) est il de type faiblement acide (pH 4.5-5.5) et formulé à partir de phosphate d'ammonium et/ou de métaux alcalins, et in fine conduit il pour l'essentiel à la formation de Fe3(PO4)2, 8 H2O ? cette réaction n'étant jamais totale la couche est un mélange contenant de l'oxyde de fer. Point important, la formulation intègre t-elle des oxydant pour suppléer l'action de l'oxygène dissout
Quant au bain "fer double" c'est quoi ? un cristallin à deux cations ou un "fer" dopé, intègre t-il un accélérateur ?
Cdt

[garwar]

Bonjour pour que le sujet soit clair, Un client nous a retourné des pièces que nous avons phosphaté pour eux. Malheureusement, une trop "grande" couche de Phosphatation c'est formé et aurait modifié les cotes des pièces. La question est: Est-il possible de prévoir la couche de Phosphate qui va se former? Cette couche dépend-elle des différent types de matériaux?

Pour la phosphatation Fer, la composition du bain est:
- Sulfate de bis(hydroxylammonium)
- oxyde de zinc
- acide Phosphorique
- acide Nitrique
- Calciumhydroxid.
Le PH est de 2.

Le fer double correspond au temps ou j'ai laissé plonger les pièces dans le bain. Donc au lieu de 6min je l'ai laissé 12 min pour vérifier l'hypothèse ou les pièces sont resté trop longtemps dans le bain de phosphatation.
Cdlt

[40CDV20]

Bjr,
Hélas non, la composition du bain ne peut pas être maintenue à son nominal analytique, par ailleurs les conditions opératoires ne sont jamais strictement superposables
Les phases préparatoires supposées avoir été conduites dans les règles, le bilan analytique du bain fait et situé dans sa plage opérationnelle (avec un soin particulier pour les acidités libre et totale), la phosphatation résulte de processus simultanés, en résumant :
1-attaque acide uniforme de l'acier (dont il doit être tenu compte si on opère dans un dimensionnel serré). la cinétique de cette dissolution est en relation avec la présence d'agents oxydants (tel ici l'anion oxydant NO3- venant d'HNO3)
2-déplacement des équilibres et formation de phosphates insolubles.

Dans la pratique, pour les aciers faiblement alliés (le fer étant ultra-majoritaire, les éléments d'addition peu significatifs), on peut constater effectivement des différences de comportement à l'engagement de la phase 1, hors tout est dans le départ (pour les aciers alliés et fortement alliés c'est une autre problématique). Majoritairement ceci est en relation avec une surface passive qui peut résulter de techniques particulières d'usinage (par ex. l'électroérosion), d'opérations de traitements superficiels (cémentation, nitruration, sulfo-nitruration,....), de la technique employée (nitruration ionique, liquide,..), et bien entendu des traitements thermiques (trempe, revenu,...).
On aura bien évidemment un "comportement de surface" très différent entre deux pièces cémentées en phase gazeuse, l'une dont le traitement de durcissement de la couche cémentée par trempe et revenu de détente par "chauffe à l'air" et la seconde "sous atmosphère protectrice". Ceci vaut également pour tout TT.

Je ne suis pas très intéressé par les techniques de phosphatations (elles s'appliquent rarement aux aciers à très haute résistance), donc je suis ça d'assez loin. Il existe quantité de littérature traitant de ces phénomènes de passivation et des façons de les traiter. Des améliorations sont également rapportées par une simple liaison conductrice in situ, à un "martyr" de surface active,....

Ce qui suit est en relation avec la finalité de la pièce, son coût et le coût du TS. Dans la sous-traitance aéronautique/armement il peut être appliquée la phosphatation manganèse avec une exigence e réduite à 6-8 microns car associée à la post application d'un vernis de glissement époxy-MoS2), et il est d'usage de fournir au sous traitant une éprouvette représentative (souvent un barreau cylindrique plein ou creux, lequel permet aisément de suivre la croissance cristalline et son épaisseur avec un simple palmer). Tout comme il est usuel (en cas de tolérances très serrées) de pouvoir disposer des calibres de contrôle après TS (fourches, tampons lisses ou filetés, voire un outillage de réception,...)
De façon générale en TS il faut éviter de traiter ensemble des pièces réputées faciles et d'autres pouvant poser problème.
Que fait on quand ça ne fonctionne pas ? s'il s'agit d'un bain commercial il faut remonter l'information au fournisseur en lui fournissant des éprouvettes types, lequel s'assurera d'optimiser la phase 1 (modification du taux d'oxydant, ajout d'un accélérateur,...). Si c'est un bain maison, c'est au labo de contrôle interne de se bouger.
Dans les situations où un film passif serait réfractaire, et plus particulièrement s'il s'agit d'acier à HR (sensible à l'hydrogénation) il est souvent retenu une élimination de la couche passive par un ragréage mécanique localisé (avec épargnes) suivant une technique humide ou sèche avec des abrasifs autour de G 220/325, où le risque d'altérer le dimensionnel est quasi nul.
Cdt

[JeanYves56]

Bjr ,

" Est-il possible de prévoir la couche de Phosphate qui va se former? Cette couche dépend-elle des différent types de matériaux? "

Generalement on fait des essais, suivant les parametres concernés , AVANT de lancer une production en serie , ceci est valable aussi en traitement de surface .

[garwar]

Merci de vos réponses