Méthodes de traitement de surface et plans d'essai pour les pièces métalliques automobiles

Merci de lire le blog de Shaoyi. Nous spécialisons dans la fourniture d'analyses du secteur et des tendances actuelles en matière de fabrication de pièces en métal. Shaoyi se concentre sur la production de composants métalliques automobiles à travers divers processus de fabrication. Aujourd'hui, nous explorerons une pratique courante dans l'industrie automobile : le traitement de surface.

Résumé de l'article

La technologie de traitement de surface conserve les propriétés originales du matériau de base tout en améliorant les performances de surface — en optimisant les caractéristiques physiques et mécaniques. Cet article présente les traitements de surface adaptés aux pièces métalliques produites par usinage, estampage, fonderie, forgeage, etc. Il analyse les plans de tests de traitement (par ex., électrodeposition, sablage, grenaillage, projection thermique), offrant des références pour développer et valider les pièces métalliques automobiles traitées pour garantir leur qualité et efficacité.

Traitement de surface de Pièces métalliques automobiles

Dans la fabrication automobile, les pièces en métal représentent 60 %-70 % des composants totaux, pendant que la plupart d'entre elles nécessitant un traitement de surface.  fabricants de pièces automobiles par le biais de son procédé préserve l'intégrité du matériau de base tout en ajoutant de nouvelles propriétés de surface, modifiant les conditions de surface pour améliorer les performances. Les traitements de surface couramment utilisés se divisent en deux catégories :

• Traitements chimiques (électrolyse, électrophorèse, passivation).
• Traitements mécaniques (lancer de billes, sablage, projection) [1].

Les différentes techniques ont des finalités et processus distincts, nécessitant des plans d'essai variés pour la vérification des pièces. Des plans insuffisants affectent directement la qualité et les délais de développement des nouvelles pièces.

Plaquage Suspension Plaquage

1.  Fonctions du traitement de surface

Le traitement de surface crée une couche superficielle ayant des propriétés distinctes de celles du matériau de base par des méthodes physiques/chimiques. Les objectifs principaux incluent :

• Amélioration décorative
  Polit les surfaces pour un attrait esthétique (p. ex., logos de voiture, pare-chocs, jantes). Le chromage/zincage améliore l'attrait visuel, augmentant ainsi la préférence des consommateurs.

• Améliorations de performance

• Résistance à la corrosion/usure : Le carburation/nitruration durcit les surfaces des pièces moteur soumises à haute charge (pistons, bielles) tout en conservant la ductilité du cœur.
• Anti-corrosion : Les traitements par galvanisation au zinc/nickel ou oxydation protègent les fixations (boulons, écrous).

• Affinage de surface
  Le sablage/polissage élimine les bavures et les oxydes des pièces brutes coulées/forgées, améliorant la planéité.

• Modification des propriétés thermiques
  Revêtements à haute conductivité pour les pièces de transfert de chaleur ; matériaux isolants pour l'isolation thermique.

• Ajustement des propriétés électriques
  Electrodéposition avec du cuivre/argent pour la conductivité ; peintures/films isolants pour les surfaces non conductrices.

• Amélioration de l'adhérence
  Le sablage/phosphatation prépare les surfaces pour la peinture, en améliorant l'adhérence du revêtement.

Pièces électroplaquées

2.  Méthodes de traitement de surface et plans d'essai

Fabrication de métaux pour l'automobile concerne principalement l'usinage, le découpage, la fonderie sous pression, le forgeage et la métallurgie poudre. Les composants métalliques produits par différents procédés présentent des propriétés physiques et mécaniques distinctes, ce qui entraîne des objectifs variés pour le traitement de surface. Par conséquent, les méthodes de traitement de surface applicables et les plans d'essai de vérification des composants correspondants diffèrent en conséquence. Les méthodes de traitement de surface les plus couramment utilisées pour métal auto  parties inclure l'électrodeposition, le sablage à billes, le sablage, le martelage à billes et le revêtement par projection, comme analysé en détail ci-dessous.

2.1 Électrodeposition

L'électrodeposition dépose des ions métalliques sur des substrats conducteurs à partir d'une solution électrolytique [3], largement utilisée pour les panneaux de carrosserie et les fixations afin d'améliorer la résistance à la corrosion et l'esthétique. Les revêtements (zinc, chrome, cuivre, etc.) varient en fonction de l'objectif (Tableau 1).

2. Le dépôt de la demande. 2 - Je suis désolé. Plaquage au zinc (40-50 % des applications) : La résistance à la corrosion est corrélée à l'épaisseur (Tableau 2). Les risques d'embrittlement hydrogène dans les fixations haute résistance (> grade 10.9) nécessitent un traitement de déshydrogénation après dépôt et une conformité avec la norme GB/T 3098.17.

Tableau 1 Comparaison des Revêtements par Électrodeposition

Normes de l'essai au brouillard salin des fixations galvanisées au zinc

2.3Détonation par tir

En utilisant la force centrifuge, des billes de 0,2 à 3,0 mm (acier inoxydable/acier coulé) éliminent les contaminants, les chocs et les contraintes tout en roughénissant les surfaces pour une meilleure adhérence du revêtement [5]. Les essais post-traitement incluent :

 Inspection visuelle : Pas de rouille/écailles.

 Niveau de nettoyage : Classé par le rapport d'aire d'ombre/différence de couleur.

 Roughness de surface/couverture : Mesurée conformément aux normes spécifiées (Tableau 3).

Tableau3  Test de sablage  Critères

2. 3 Sablage au sable

L'air comprimé propulse un abrasif (sable de fer/émeri) pour nettoyer les surfaces, améliorer la propreté et ajuster la rugosité. Idéal pour des applications exigeantes. Les tests incluent :

l Inspection visuelle : Assurez-vous qu'aucun angle n'est manqué.

l Propreté/rugosité : Mesuré sous une lumière adéquate.

2. 4 Shot Peening

Similaire au sablage, mais en utilisant des billes métalliques de 0,2 à 2,5 mm, principalement pour les pièces brutes complexes en fonte/forgé afin d'éliminer l'oxyde/rouille. Les tests reflètent le sablage en raison d'effets de surface comparables.

2,5 Pulvérisation

La pulvérisation par air/électrostatique applique des revêtements atomisés. La pulvérisation électrostatique offre une efficacité accrue mais nécessite des substrats conducteurs [6].

Pour les pièces revêtues par pulvérisation, les inspections impliquent généralement des vérifications visuelles, des mesures d'épaisseur de revêtement/dureté de surface, ainsi que des tests d'adhérence, de résistance à la corrosion et de durabilité environnementale. Les défauts de surface courants - tels que la formation de particules, le coulage, l'effet peau d'orange, le blanchiment et le rides - sont détectés par inspection visuelle ou en comparaison avec des échantillons standards.

Le test de dureté de surface utilise la méthode du crayon HB : un crayon HB non taillé est traîné à 45° sur la surface avec une pression normale d'écriture. Après essuyage avec un chiffon sans poussière humide, seuls de légers rayures (sans exposition du substrat) sont acceptables.

Le test d'adhérence suit les normes ISO 2409 de découpe croisée : une grille de 10×10 (espacement de 1 mm) est découpée à travers le revêtement à l'aide d'une lame. Un ruban adhésif 3M est appliqué, laissé pendant 1 minute, puis retiré rapidement à 45°. Les grades d'adhérence sont déterminés en fonction de la surface de détachement du revêtement (voir Tableau 4). Des tests supplémentaires — y compris les cycles thermiques, la résistance aux solvants et la résistance à l'abrasion — sont effectués en fonction des exigences d'application pour valider la résistance aux intempéries, aux solvants et au frottement.

Différent processus des composants métalliques automobiles et les spécifications dictent les choix de traitement de surface, nécessitant des protocoles de vérification adaptés pour chaque méthode. Des tests rigoureux assurent que la qualité du traitement de surface répond aux besoins des clients. Comme les composants représentent 60 % à 70 % des coûts totaux d'un véhicule, les fabricants développent continuellement des traitements de surface économes en énergie, respectueux de l'environnement et performants pour réduire les coûts et améliorer la technologie.

Références
[1] Normes industrielles pour la classification des traitements de surface.
[3] Principes fondamentaux du processus de galvanoplastie.
[4] Corrélation entre l'épaisseur du revêtement en zinc et la résistance à la corrosion.
[5] Mécanisme et applications du sablage.
[6] Lignes directrices en matière de technologie de pulvérisation pour les pièces automobiles.