le chrome et un traitement de surface
Le chromage est un procédé de revêtement par électrolyse permettant de déposer du chrome métallique sur les surfaces à traiter pour leur conférer les propriétés de ce métal. Ce traitement bien connu est effectué pour deux applications importantes : le chromage décoratif et le chromage dur, pour lesquelles, la couche déposée ne diffère essentiellement que par son épaisseur.
Le chromage décoratif s’effectue sur des surfaces généralement revêtues au préalable d’une couche de nickel (ou éventuellement de couches de cuivre et de nickel) et il a pour but essentiel de donner au revêtement les caractéristiques de brillance du chrome. La résistance au ternissement de ce métal, associée à sa dureté, font que cette couche décorative de l’ordre du micromètre permet de donner un aspect brillant qui peut être entretenu pendant de longues années. Les chromes brillants des automobiles d’antan (toujours visibles à l’heure actuelle) et des motos de maintenant en sont un témoignage.
Le chromage dur se distingue du précédent par le fait que son épaisseur est plus importante (de quelques micromètres à quelques dixièmes de millimètres). Ce revêtement procure au matériau sur lequel il est effectué un bon coefficient de frottement et lui assure de bonnes propriétés de résistance à l’usure et à la corrosion. Il est très visible par exemple sur les vérins des appareillages mécaniques (appareils de levage ou engins de travaux publics...). Ce type de traitement est le revêtement privilégié dans le domaine de la mécanique pour les pièces en rotation ou en translation qui ont à résister à l’usure et à avoir de bonnes qualités de frottement, et pour les domaines où l’adhérence pourrait être un handicap (plasturgie, cylindres de laminoir...).
L'opération de chromage consiste à recouvrir une pièce d'une épaisseur plus ou moins grande, de 0.5 µm (chrome décoratif) à 1/10 mm rectifié (chromage dur). Ne pas confondre avec la « finition chromique » ou « chromatation », qui est un traitement de conversion chimique dans un bain à base chrome +VI ou +III après zingage ou cadmiage.
On distingue habituellement deux sortes de chromage, les qualités demandées à la couche superficielle n'étant pas les mêmes selon les applications envisagées.
* le chromage décoratif a pour but de donner aux pièces l'aspect brillant caractéristique des surfaces de chrome polies. On l'utilise par exemple pour des pare-chocs et des poignées de porte.
* le chromage dur est utilisé dans les applications mécaniques où les conditions de frottement sont sévères comme revêtement anti-usure. On l'utilise par exemple pour des trains d'atterrissage, des systèmes de portes d'avions, etc.
Procédés galvaniques
Depuis les travaux de Bunsen (1854) et de Genther (1856), l'utilisation des dépôts électrochimiques de chrome s'est largement répandue dans tous les domaines de la mécanique. La dureté, la résistance à l'usure et à la corrosion du chrome ont permis de recouvrir de ce métal des segments de piston, des guide-fils, des tiges d'amortisseurs ou de vérins, des glaces de distribution de pompes, des outillages de toutes sortes.
Les dépôts galvaniques présentent cependant de nombreux inconvénients :
* les bains de chromage sont à base d'acide chromique et d'acide sulfurique avec un rapport de 1/100. Le bain est à base de Cr+6 qui se réduit en Cr+3, et en final le chrome métal se dépose sur la pièce.
* le dépôt de chrome peut être déposé directement sur la pièce si la gamme de traitement est bien appliquée. Pour les vérins il est conseillé de réaliser une sous-couche de nickel de 20 µm pour limiter la corrosion.
* Il faut savoir que le dépôt de chrome à un faible rendement cathodique (15 %) et à la cathode se produit un dégagement d'hydrogène qui fragilise l'acier et diminue sa résistance à la fatigue. Un traitement de dégazage est à faire pour retrouver les caractéristiques mécaniques de la pièce.
Pour augmenter la résistance à la fatigue, un grenaillage de précontrainte peut également être réalisé avant chromage.
Des améliorations ont été apportées au procédé, pour éviter l'apparition de microfissures dans les dépôts, pour obtenir une certaine micro-porosité favorable à la rétention de lubrifiants, pour remplacer le chrome hexavalent par le chrome trivalent moins toxique, etc.
L'électrodéposition sous courants pulsés améliore considérablement la vitesse de déposition et le rendement cathodique.
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