Technique Tutoriel anodisation aluminium

D

DidierV

Ouvrier
Bonjour à tous,

J'ai décidé de faire ce post à l'occasion de la ré-anodisation de 2 tambours de moulinets de pêche, confiés par un passionné :
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Le cahier des charges :

Comme pour une pièce à usiner, Il est important de se donner un cahier des charges ! Pour les pièces en question, voici la demande de l'utilisateur :

« Je veux que ces pièces soient « Jaune or » ». Simple, mais peu précis. Un exemple sous forme d'image est donné, que je ne publie pas ici comme je ne dispose pas des droits de la photo en question.

Ces pièce sont anodisées. Donc, il faudra les dé-anodiser avant de les ré-anodiser. Nous parlerons de cette étape en détail plus tard, mais sachez que la dé-anodisation implique un satinage de la pièce qui lui donnera un ton plus mat. La seconde question à se poser est donc « La pièce doit être mate ou brillante ?»

« Mate ou brillant » n'est pas un niveau de qualité, c'est un choix ! Certains voudront un violet bien flashy, d'autre un bleu mat et discret... C'est une simple histoire de goût.

La question fut posée au propriétaire des pièces qui me répondit « Un peu brillant, mais pas trop ». Je garde cet option, nous verrons plus tard comment je la traduirai.

3ème question, quel est l'alliage ? Bien sur, je ne m'attendais pas à une réponse claire ! Mais une chose est sur, à une question non posée, il n'y a aucune réponse... donc, autant tenter le coup. La réponse fut simple : « Pfffffff ?!? ». Gardons aussi ce point en tête, nous y reviendrons plus tard !

4ème question, « Quelles sont les tolérances de la pièce ? ». Réponse : « Rien de bien spécial ». Ok, je note !

5ème question, « Quelles zones seront invisibles ?». Réponse : « La partie intérieure et la face avant qui reçoit un carter »

Voila, nous avons de quoi créer notre mini cahier des charges : La pièce est anodisée, donc, il est très probable que la ré-anodiser ne sera pas un problème. Anodisation brillante, mais pas trop, alliage inconnu, pas de tolérances « dangereuses » et prise de pièce en intérieur.

Étape 1 : La dé-anodisation :

NB : Ceci est valable pour tout ce qui suit : Lunette de protection, gants et travail en zone aérée.

On achète en supermarché un litre de lessive de soude (environ 3€) :

On met, dans un bac plastique de 10 litres, 6 litres d'eau du robinet. On verse dedans le litre de lessive de soude. Voila, on obtient un bain de dé-anodisation de 7 litres.

On attache la pièce avec un fil de pêche ou un crochet en inox et on la trempe dans ce bain de décapage à température ambiante (20°C).
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Voici ce qui se passe :

Au début, rien, c'est normal.
Au bout de 3 minutes, on constate de légères bulles : On commence à attaquer la couche anodique.
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A 3 mn, on ne voit plus rien, il faut ressortir la pièce de temps en temps pour voir où on en est...
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Il faut savoir que la plupart des anodisations « industrielles » font de 15 à 20µ. Pour être sur de parfaitement dé-anodiser, laissez tremper entre 18 et 30 mn. En dessous, il risque de rester des traces d'alumine. Au dessus, vous attaquez inutilement la matière. Surtout, ne vous fiez pas à la coloration ! Ne vous dites pas « la couleur est partie, donc ma pièce n'est plus anodisée ». C'est faux, car les pigments ne sont que dans les 2/3 supérieurs de la couche : c'est la zone poreuse. Le dernier tiers est la couche massive, qui n'est pas pigmentable car non poreuse. De plus, une fois la barrière du colmatage passée, la soude va détruire plus vite les pigments que l'alumine...

Au bout de 30 mn, dans mon cas, la pièce est totalement décapée :
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Rincez abondamment sous le jet du robinet.

Notez que les gravures laser sont encore apparentes.

Voila, dans le post suivant, nous allons pouvoir attaquer la première étape du processus d'anodisation : La préparation.

:wink:
 
P

Pinocchio

Ouvrier
J'ai de la pièce à faire, ce post tombe nickel ! merci !
 
S

silky

Ouvrier
bonjour
cela m'intéresse également car j'ai aussi quelques projets dans ce domaine que je n'ai pas encore abordé!

merci d'avance
silky
 
S

serge 91

Lexique
Et moi qui m' apprêtais à faire une recherche, cool, ça vient tout seul :wink:
 
D

DidierV

Ouvrier
Bonjour et merci pour vos encouragements :wink: Voila la suite...

2/ La préparation :

C'est le moment de réaliser l'attachement de la pièce pour ne plus avoir à la toucher. Pour ma part, j'ai abandonné l'aluminium pour faire les attachements : Trop contraignant pour une raison bien simple, le support va s'anodiser avec la pièce, modifier le besoin en courant et se détruire vitesse grand V. Le titane est bien plus performant, durable et neutre dans les bains. J'ai choisi une prise par l’intérieur :

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La préparation se fait en trois bains : Lavage, décapage et désoxydation. Pour ma part, je fais souvent 4 bains pour une raison très simple : Augmenter la durée de vie du bain de lavage ! En effet, les bains de préparation sont permanents, c'est à dire qu'avec un peu d'entretien, ils ont une durée de vie très longue. Et le bain qui prend « le plus cher », c'est le bain de lavage. Je fais donc un prélavage.

Si je fais un carter moteur, je vais faire ce prélavage avec un solvant. Si je l'ai polie en utilisant des pâtes ou si c'est une pièce usinée (huile de coupe), je fais un bain alcalin très simple : Une bassine d'eau très chaude et du liquide vaisselle.

Ce bain va encaisser le plus gros des salissures et ainsi préserver mon « vrai » bain de lavage.

2.1 Le lavage

Un bain de lavage ne doit pas attaquer l'aluminium ! Cela élimine tout produit qui contient de la soude... Le bain de lavage doit même permettre de sauter le bain de décapage pour les pièces avec un poli-miroir. Il doit être capable de nettoyer/dégraisser parfaitement un carburateur ou une tôle brossée par simple immersion sans aucun enlèvement de matière.

J'utilise une poudre qui, diluée dans de l'eau déminéralisée à raison de 40 gr/litre, permet de créer un bain alcalin. Ce bain est chauffé à 70° et l’immersion dure 15 mn.
Vous trouverez ce type de produits avec les recherches « aluminum degreaser powder » ou « agent lavant anodisation »

Ce bain peut réagir avec les éléments d'alliage et/ou des polluants de surface et donner à la pièce des reflets violacés. C'est normal et sans impact, la désoxydation va régler le problème.

En sortant de ce bain, il est conseillé de réaliser un rinçage à l'eau déminéralisée. Pour ma part, je considère que le bain suivant (le décapage) va « annuler » cette précaution. Je fais donc un rinçage à l'eau du robinet.

Voici le résultat :
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2.2 Le décapage

On reprend le bain de dé-anodisation. Pas grand chose à en dire, si ce n'est pour la durée d’immersion : 2 à 3 minutes suffisent. Le but du décapage est d'éliminer la couche d'alumine qui se forme naturellement au simple contact de l'aluminium avec l'oxygène de l'air.

Les amateurs d'anodisation me demandent souvent pourquoi réaliser un bain de lavage avant ce bain de décapage. La raison est simple : Comme c'est un bain très court pour ne pas satiner la pièce, il faut qu'elle soit parfaitement dégraissée, car s'il reste une auréole de graisse, la soude devra la dissoudre avant d'attaquer l'aluminium. Il y a aura donc des zones plus satinées que d'autres.

Ce bain est le premier à donner une vrai indication sur l'alliage et le résultat que vous pouvez attendre de l'anodisation :
  • La pièce reste blanche : C'est probablement un alliage des séries 1000, 6000 ou 4000. Il devrait bien s'anodiser avec une coloration facile, car il ne contient que peu d'éléments d'alliage problématiques dans le processus d'anodisation.
  • La pièce devient de gris clair à gris foncé : Ce peut être un alliage des séries 4000 ou 5000. Ce qui devient gris, ce n'est pas l'aluminium, c'est les éléments d'alliage : Zing, cuivre, fer, manganèse,... La coloration peut être problématique, car il est possible que la couche anodique de la pièce ne soit pas transparente...
  • La pièce devient franchement noire : C'est sûrement un alliage des séries 2000, 7000 ou encore, votre pièce n'est pas de l'aluminium (cas du Zamak) ! Ici aussi, il est possible que la couche anodique de la pièce ne soit pas transparente (7000), voir que la pièce ne soit pas anodisable (Zamak)... Le 2017 sortira noir, mais aura une couche anodique parfaitement transparente.
Sur ma pièce, il y a un léger voile gris, mais qui part très facilement en essuyant pour laisser apparaître un aluminium bien blanc, il est donc probable que ce ne soit ni un 2000, ni un 7000, ni un 5000. Un 4000 ? non, industriellement, aucun intérêt à mouler puis reprendre en usinage une telle pièce... Un 1000 ? ça m'étonnerait : à l’intérieur, il y a un engrenage usiné pour l’entraînement mécanique.

Pour moi, c'est un 6000 : Le décapage est en phase avec cet alliage, il s'usine bien, résiste bien à la corrosion et s'anodise bien, un 6060 serait donc un bon candidat. On devrait obtenir un très beau résultat à l'anodisation et à la coloration !

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( photos ci-dessus après dé-anodisation pour illustration, ne vous fiez pas au crochet en inox)

Le bain de désoxydation nous donnera encore des indications.

En sortant du bain de décapage à la soude, un bon rinçage au robinet. Insistez bien, car la soude se rince très mal ! Puis un second rinçage dans de l'eau déminéralisée pour préserver le dernier bain, le désoxydant.

Surtout, n'essayez pas d'enlever cette couche noir ou grise en brossant, frottant ou essuyant, le désoxydant fera le job sans trace de doigts ( je l'ai fait ici pour illustrer mes propos).

2.3 La désoxydation

C'est sans doute le bain le plus important du processus de préparation. Il va enlever de la surface de la pièce les éléments d'alliage oxydés par le bain de soude. Ça va permettre d'obtenir une préparation parfaite de la pièce pour le bain d'anodisation. Plus l'alliage est compliqué à anodiser (2000, 4000, 5000, 7000), plus le désoxydant est indispensable ! On pourrait se passer de désoxydant pour la série 1000 et 6000, mais même si ces alliages n’ont pas de cuivre, de zing, de fer ou de manganèse en tant qu'éléments d'alliage principaux, ils peuvent en avoir en tant que traces, ce qui aura un impact sur le résultat en particulier sur la brillance.

Historiquement, l'acide nitrique était employé. Mais il est maintenant difficile d'en trouver par un non professionnel. De plus, l'acide nitrique est très dangereux à manipuler et je déconseille fortement à ceux qui n’ont pas appris à s'en servir de l'utiliser !

Je vous recommande d'utiliser un produit dédié, achetable par un amateur que vous trouverez à la vente avec la recherche « desmut anodizing» ou « désoxydant anodisation ».

Trempez votre pièce dans ce bain pendant 2 à 3 minutes à température ambiante. Agitez un peu, sortez votre pièce et rincez la immédiatement dans un bain d'eau déminéralisée. Répétez l'opération de rinçage dans un autre bain d'eau déminéralisée propre.

Votre pièce doit ressortir parfaitement blanche ! Si ce n'est pas le cas, n'essayez même pas d'anodiser la pièce... Un 2017 ressortira noir foncé du bain de soude, un zamak aussi. Mais le 2017 redeviendra blanc dans le bain de désoxydant, ce qui n'est pas le cas du zamak qui restera noir.

Voici le résultat :

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La désoxydation est le dernier bain du processus de préparation à l'anodisation. Une fois la pièce rincée, anodisez la immédiatement, ce qui sera le sujet du post suivant :wink:
 
D

DidierV

Ouvrier
3/ L'anodisation :

Je vais réaliser cette anodisation à 23°C. Normalement, on ne dépasse pas 19°C avec une solution «OAS » acide de batterie + eau déminéralisée à 1 pour 1. J'utilise un additif d'anodisation qui permet de monter cette limite à 27°C. L’intérêt est qu'à cette température, les pores seront plus large, donc la pigmentation plus intense. En outre, le besoin en tension est moindre à cette température : on gagne entre 2 et 3 V, ce qui permet de travailler aux environs de 14 V au lieu de 16V. L’intérêt ? Il est très simple de trouver des alimentations, car 14V, c'est en gros la tension de charge d'une batterie au plomb.

Je vais faire une anodisation d'une heure en courant constant : Je vais calculer la surface de la pièce et multiplier cette surface par 1,5. En théorie, cela donnera une couche anodique de 27µ. En pratique, grâce à l'additif d'anodisation, je devrais atteindre 35µ.

Le calcul de la surface donne 33 000 mm² , soit 3,3 dm², qui multiplié par 1,5 donne 5A par pièce.

Je vais donc anodiser à 10A (j'ai 2 pièces identiques à faire) en limitant le courant à cette valeur et en laissant la tension au maximum.
Notez que je fais rarement cela ! Comme je connais mon bain, je travail habituellement en tension constante, ce qui permet de pas s’embêter avec le calcul de surface.

Pour réguler la température, j'utilise un échangeur en tube inox (316L), plongé dans le bain. La température est mesurée avec un contrôleur numérique qui pilote une pompe. Cette pompe va aspirer de l'eau glacée (de l'eau et des glaçons) et la faire passer dans les tubes de l'échangeur au fond du bac d'anodisation.

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(Cette illustration, c'est l'anodisation d'un support de pièce. En rouge l'échangeur, en bleu l'agitateur)

L'agitateur va créer un courant dans le bain pour maintenir une bonne homogénéisation de la température de l’électrolyte.

Je ne le fais pas tout le temps, mais je vais relever le courant, la tension et la température, ainsi que les cycles de mise en route de la pompe, pour que ce tuto soit complet.

Lançons l'anodisation avec les « vraies » pièces. La première étape est de monter la température du bain à + de 23°C. Ainsi, l'échangeur va la ramener à la valeur exacte d'anodisation. Ceci fait, on règle la tension à 16V. Le courant est limité à 10A. Voila, c'est parti pour 1h.

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Voici le relevé tension, courant, température et cycle de pompe :

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Au bout d'une heure, les pièces sont sorties, rincez 2 fois dans de l'eau déminéralisée puis dans le colorant :

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Le colorant a été dosé à 6 gr/litre, PH à 5,2 et 50°C. La trempe a duré 4 mn.

On contrôle la couleur... :

1583254286152.png


C'est bon, rinçage immédiat à l'eau déminéralisée :

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Très peu de dégorgement, la couleur du bain de rinçage vient des gouttes de colorant sur la pièce. Je sature un peu plus que nécessaire pour compenser le colmatage qui va toujours un peu atténuer la saturation...

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Maintenant, colmatage avec un bain eau déminéralisée + additif de colmatage. L'additif va durcir la surface, créer un filtre UV et protéger les pigments des agressions chimiques. Immersion de 1h à ébullition. Notez que toute l'anodisation a été réalisée avec le même support de pièce, ce qui évite les démontages et les marques de doigts...

Après 1h de colmatage, rinçage immédiat sous le jet du robinet. Voila le résultat avec différents éclairages :

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Voila, j'espère que ce tuto vous aura plu. Si vous avez des questions, je suis à votre disposition :wink:

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R

remi30132

Compagnon
merci pour ce tuto
tu utilise quoi comme pigment ?
 
J

jeandupont

Compagnon
Superbe , vraiment du grand Art :tumbsupe: c'est quand-même beaucoup plus compliqué qu'il n'y parait en fait :mrgreen:

Merci beaucoup pour ces explications :smt023
 
D

DidierV

Ouvrier
c'est quand-même beaucoup plus compliqué qu'il n'y parait en fait :mrgreen:

Hello Jean,

Disons que la, je laisse rien au hasard, car c'est pas mes pièces :wink: C'est un peut comme l'usinage : Tu travail en fonction du niveau de qualité que tu désire. Mais qui peu le plus... :wink: Le but du tuto est de donner la version complète et optimale.

A+
 
J

jeandupont

Compagnon
Oui forcément quand on fait pour soit une pièce de temps en temps il n'y à pas les mêmes contraintes de qualité que pour des pièces " Clients " mais ton explication est parfaite pour celui qui voudrait se lancer en amateur à pratiquer ce genre de finitions :smt023

Quelques part ce " Tuto " mériterais d'être " épinglé " un peu comme celui du Bronzage à Chaud de" jean XIII " , perso je pense attaquer bientôt avec le bronzage à chaud , pour l'anodisation j'adore mais pour le moment je bricole pas trop l'Alu , n'empêche que si un jour , :smt017 il y à cet excellent " Tuto " pour s'y mettre :smt003
 
R

rabotnuc

Compagnon
bonsoir,
merci pour ces infos. Peux tu donner des détails sur ton installation (alil, regul t°, etc..) son coût et les coûts des produits?
super post.
 
P

Papygraines

Compagnon
Bonsoir,
Si j'ai bien compris toutes tes pièces de tenue de la pièce à anodiser sont en titane ? ou juste les touches ?
1583275706334.png

Merci pour ce cours très intéressant Professeur Didier !
A+
PG
 
D

DidierV

Ouvrier
Peux tu donner des détails sur ton installation (alil, regul t°, etc..) son coût et les coûts des produits?
super post.

Bonjour Rabotnuc,

J'ai plusieurs alims : Soit je dois être très précis (un client qui demande 30µ +ou - 3µ par exemple), j'utilise l'alim en photo en courant constant (16 V et 60 A CC/CV). Soit je fais un travail "courant" de coloration et j'utilise une alim fixe 14V 20A (je travail alors obligatoirement à 23/24°C). Soit je fais une anodisation non colorée qui optimise la dureté et la protection de la corrosion (anodisation entre 3 et 15°C suivant les cas) et là, j'utilise une alim 60V 30A CC/CV.

Le coût de la partie technique dépend de ce que tu fais ou achète... Entre 50 et 500 € pour la ligne du tuto de 20 litres par exemple. Si tu te procure du plomb pour les cathodes, que tu as une petite pompe et du tube inox en 316L pour l'échangeur, si tu peux bricoler un agitateur, si tu es aquariophile ou que tu as une piscine et donc un PH-mètre, si tu as des bacs,... La T° est gérée par un contrôleur numérique qui pilote une pompe à eau et pousse de l'eau froide dans l'échangeur. Tu peux d’ailleurs te passer d'échangeur si tu anodises occasionnellement et que tu acceptes la contrainte de surveiller la température du bain pendant le temps d'anodisation.

Pour les produits, sur une ligne de 20 litres, compte une centaine d'euros pour être large (lavage, décapage, désoxydation, anodisation, coloration, colmatage), sachant que les bains durent très longtemps et que tu fais des dizaines d'anodisations sans rien rajouter à part de l'eau.

Le poste le plus cher est l'alim : De 20 € pour une alim fixe 14V 10A, à 300 € pour une alim 16V 60A CC/CV. Une alim 30V 10A CC/CV à 60/80 € sur amazon te permet déjà de belles pièces et de travailler entre 10°C et 27°C.

A+
 
D

DidierV

Ouvrier
Si j'ai bien compris toutes tes pièces de tenue de la pièce à anodiser sont en titane ? ou juste les touches ?

Tout est en titane. Ce n'est pas une obligation, tu peux travailler avec de l'alu. Le titane, c'est surtout une histoire de confort et de sécurité pour le résultat...
 
S

serge 91

Lexique
Bonjour,
J'ai deux questions,
Qu'en est-il des points de contact ?
Comment faire du bicolore (ou plus, mais ça doit être pareil)
 
D

DidierV

Ouvrier
Bonjour,
J'ai deux questions,
Qu'en est-il des points de contact ?
Comment faire du bicolore (ou plus, mais ça doit être pareil)

Bonjour Serge,

Là ou il y a contact, il n'y a pas d'anodisation. Les points de contact doivent donc être les plus petits possible ou cachés. C'est en fonction de la géométrie de la pièce. Le point de contact peut être quasi invisible ou plus important (en fonction de l'ampérage). Pour te donner un ordre d'idée, disons que pour ce moulinet à 5A/pièce les marques feraient 1mm². On peut par exemple utiliser un taraudage ou un pincement sur une zone non visible comme dans le tuto.

Le multicouleur consiste à anodiser, faire la couleur de fond, recouvrir avec du vernis (à ongles, ça va très bien), enlever ce qui n'est pas vernis avec un bain d'eau de javel, rincer puis recolorer avec la seconde couleur. Tu enlèves ensuite le vernis avec de l'acétone et tu obtiens tes 2 couleurs, reste plus qu'à colmater. Je te mets une vidéo en privé sur ce genre de réalisation (Tu noteras que les photos, c'est pas mon truc :wink: ) :

1583309702569.png

1583309823911.png
 
S

serge 91

Lexique
Re,
avec un bain d'eau de javel, rincer puis recolorer avec la seconde couleur. Tu enlèves ensuite le vernis avec de l'acétone
Il faut donc un colorant qui "s’enlève" à l'eau de javel et pas à l'acétone, si je comprends bien, (le colmatage n'étant pas encore fait)
Donc question, quel genre de colorant (pigment) utiliser ?
 
D

DidierV

Ouvrier
Il faut donc un colorant qui "s’enlève" à l'eau de javel et pas à l'acétone, si je comprends bien, (le colmatage n'étant pas encore fait)
Donc question, quel genre de colorant (pigment) utiliser ?

C'est ça ! Les colorants organiques pour anodisation résistent bien : l'acétone attaque les pigments, mais beaucoup moins vite que le vernis. En allant vite, ça passe sans problème :wink:
 
Dernière édition:
O

osiver

Compagnon
Au final, ça fait pas mal de surface anodisée qui ne se verra pas : l'intérieur et le tambour recouvert par le fil ... :twisted:
 
D

DidierV

Ouvrier
Bonjour Osiver,

C'est pas faux :wink: Mais il est parfois plus compliqué d'épargner des zones que de faire la pièce au complet. Et puis, même si ça ne se voit pas, je respecte toujours le propriétaire de la pièce : Souvent des passionnés qui aiment le bel objet, même les zones cachées. Il y a aussi parfois de bonnes raisons de tout anodiser : Dans ce cas, le mécanisme qui sera bien mieux protégé de l'usure mécanique, la protection contre la corrosion "normale" (en mer, le moulinet prend cher sans protection) et la corrosion galvanique (la couche anodique est isolante). La résistance des filetages est aussi sans commune mesure. Enfin, la couche anodique a un coef de friction très bas, ce qui donne un fonctionnement plus fluide.

A+
 
O

osiver

Compagnon
Pour la partie anodisation, on ne voit pas bien comment fonctionne l'agitateur, il y a un moteur ?
Et l'autre électrode c'est en quoi et où est-elle dans votre montage ?
 

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