Thermolaquage de l'aluminium : prétraitement et procédé

L'aluminium est l'un des métaux les plus fréquemment thermolaqués, des profilés de fenêtres et panneaux de façade aux jantes, coffrets et protecteurs de machines. Il ne rouille pas comme l'acier, et l'on suppose donc facilement qu'il demande peu de préparation. En pratique, c'est l'inverse : la plupart des défauts d'adhérence et de corrosion sur l'aluminium thermolaqué sont imputables au prétraitement, et non à la poudre.

Cet article explique pourquoi l'aluminium nécessite un prétraitement, détaille le procédé industriel étape par étape, compare les options de couche de conversion, indique quand la préparation mécanique est appropriée et quels outils évitent de contaminer la surface, et énumère les défauts à surveiller.

Pourquoi l'aluminium nécessite-t-il un prétraitement avant thermolaquage ?

Trois propriétés de l'aluminium rendent le prétraitement indispensable :

• Une couche d'oxyde naturelle. L'aluminium forme un mince film d'oxyde quelques instants après son exposition à l'air. Un oxyde ancien ou altéré est irrégulier, mal mouillable et faiblement lié au métal sous-jacent. Un revêtement appliqué dessus adhère à l'oxyde, et non à l'aluminium ; l'oxyde est donc retiré et remplacé par une couche de conversion maîtrisée.
• La contamination de surface. Les lubrifiants d'extrusion, les fluides d'usinage, les lubrifiants de tréfilage, les traces de doigts et les poussières d'atelier nuisent tous à l'adhérence. Les recommandations du secteur considèrent qu'une surface propre et exempte d'huile est la première exigence d'une bonne adhérence de la peinture.
• La corrosion filiforme. Sur l'aluminium revêtu, la corrosion peut progresser sous le film en filaments fins à partir des bords découpés, des rayures ou des fixations, en particulier en milieu côtier et humide. Un prétraitement sain est la principale défense contre ce phénomène.

Pour les principes généraux applicables à tout métal, voir comment préparer le métal avant peinture.

Le procédé de prétraitement de l'aluminium, étape par étape

Les lignes industrielles pour l'aluminium architectural et général suivent la même séquence de base, que ce soit par tunnel d'aspersion ou par bains d'immersion. En Europe, les travaux architecturaux sont couramment réalisés selon les spécifications Qualicoat pour les revêtements organiques liquides et en poudre sur aluminium ; en Amérique du Nord, les spécifications de performance AAMA jouent un rôle similaire.

1. Inspecter et dégraisser

Éliminez les huiles, les graisses et les salissures avec un nettoyant alcalin ou neutre adapté à l'aluminium. Les pièces moulées en aluminium, en particulier, sont sensibles aux produits chimiques fortement alcalins ou acides ; le choix du nettoyant est donc important. Vérifiez l'absence de rupture du film d'eau : après rinçage, une surface propre retient un film d'eau continu au lieu de former des perles.

2. Décaper ou désoxyder

Un décapant ou désoxydant alcalin ou acide élimine l'oxyde naturel et une quantité maîtrisée de métal de surface, ainsi que les contaminants incrustés. Cela crée une surface uniforme et réactive pour la couche de conversion. Un décapage excessif gaspille du métal et peut laisser un voile noir ; un décapage insuffisant laisse de l'oxyde en place.

3. Rincer soigneusement

Rincez entre les étapes et terminez avec de l'eau déminéralisée ou osmosée de haute qualité. Les sels d'eau dure laissés à la surface affaiblissent la couche de conversion et peuvent provoquer des cloques par la suite.

4. Appliquer une couche de conversion

La couche de conversion se lie chimiquement à l'oxyde fraîchement formé et assure à la fois l'adhérence et la résistance à la corrosion. Les options sont comparées dans la section suivante.

5. Sécher et, pour les pièces moulées, pré-cuire

Séchez complètement les pièces avant l'application de la poudre. Les pièces moulées poreuses peuvent piéger de l'air et de l'humidité qui s'échappent pendant la cuisson et laissent des piqûres dans le film (dégazage) ; une précuisson à une température supérieure à celle de cuisson avant poudrage, ou une poudre tolérante au dégazage, atténue le problème.

Quelle couche de conversion utiliser sur l'aluminium ?

Le trioxyde de chrome et plusieurs dichromates et chromates ont été ajoutés à la liste d'autorisation de l'annexe XIV de REACH par le règlement (UE) n° 348/2013 de la Commission, ce qui explique en grande partie pourquoi les lignes européennes sont passées aux procédés sans chrome et à la pré-anodisation. Si vous décapez ou reprenez d'anciennes pièces traitées au chromate ou revêtues d'un primaire au chromate, prenez la poussière au sérieux ; voir retrait sécurisé des revêtements au chrome 6.

Quand utilise-t-on la préparation mécanique sur l'aluminium ?

Le prétraitement chimique est la norme pour les lignes de production. La préparation mécanique a sa place lorsque :

• les pièces sont trop grandes ou déjà installées pour passer dans une ligne de prétraitement, comme les éléments de façade, la signalétique ou les carrosseries de véhicules ;
• une corrosion importante, d'anciens revêtements ou du mastic doivent être retirés avant un nouveau revêtement ;
• la spécification du revêtement exige une surface rendue rugueuse pour un système de revêtement plus épais ;
• des réparations locales sont nécessaires sur des pièces revêtues.

Deux règles s'appliquent. Premièrement, n'utilisez jamais de médias ou d'outils en acier au carbone sur l'aluminium : les particules de fer incrustées provoquent des taches et une corrosion galvanique sous le revêtement. Deuxièmement, la préparation mécanique ne remplace pas la couche de conversion lorsqu'une couche est spécifiée ; elle prépare la surface à la recevoir, ou à recevoir un primaire approuvé pour une application directe sur aluminium.

Le sablage abrasif avec des médias propres non métalliques ou en oxyde d'aluminium est courant en atelier. Sur site, ou lorsque le sablage n'est pas souhaité, des outils rotatifs portatifs peuvent faire le travail sans abrasif volant :

• Le Bristle Blaster® avec des bandes en acier inoxydable et la barre accélératrice en acier inoxydable correspondante est utilisé pour préparer les métaux non ferreux tels que l'aluminium et l'acier inoxydable. MontiPower utilise ici des bandes inox précisément pour empêcher la contamination de la surface et la corrosion de contact qui en résulterait. L'outil élimine la corrosion et les revêtements et laisse une surface profilée en un seul passage. Voir la gamme de bandes Bristle Blaster®.
• Le système MBX®, avec des bandes bleues en acier inoxydable, élimine la peinture, le mastic et la corrosion sur les panneaux d'aluminium minces sans chaleur ni déformation. Il est utilisé sur les carrosseries de véhicules et, comme décrit sur notre page aérospatiale, sur l'aluminium des aéronefs.

Après la préparation mécanique, soufflez ou aspirez la poussière, évitez de toucher la surface et appliquez sans délai la couche de conversion ou le primaire : l'aluminium fraîchement exposé commence immédiatement à se réoxyder. Si vous avez besoin d'une rugosité précise, mesurez-la plutôt que de la supposer ; voir profil d'ancrage.

Le procédé de thermolaquage sur aluminium

1. Masquage. Protégez les filetages, les faces de contact et les zones qui doivent rester conductrices, à l'aide de ruban haute température et de bouchons.
2. Application. La poudre est projetée avec un pistolet électrostatique afin que les particules chargées soient attirées par la pièce mise à la terre. Une bonne mise à la terre par des crochets propres est essentielle pour une épaisseur de film régulière.
3. Cuisson. Les pièces sont cuites au four selon la durée et la température du métal indiquées sur la fiche technique de la poudre. Les sections minces d'aluminium chauffent vite, les sections épaisses et les pièces moulées plus lentement ; c'est donc la température du métal, et non celle de l'air, qui détermine si la poudre est cuite.
4. Refroidissement et inspection. Après refroidissement, contrôlez l'aspect, l'épaisseur du film, l'adhérence (par exemple par quadrillage) et la cuisson (par exemple par frottement au solvant), comme l'exige la spécification.

Défauts courants et leurs causes

Réparation et remise en peinture de l'aluminium thermolaqué

Les revêtements en poudre endommagés sur de l'aluminium installé — façades, signalétique, véhicules — ne peuvent généralement pas repasser par une ligne de prétraitement. La voie de réparation consiste à retirer localement le revêtement endommagé et la corrosion, à raccorder en biseau les bords sur le revêtement sain, à nettoyer la zone et à appliquer un système de réparation approuvé par le fabricant du revêtement, souvent un revêtement liquide plutôt qu'en poudre. Les outils sans abrasif avec bandes inox rendent cela praticable sur site sans confinement de sablage, mais le revêtement retiré devient néanmoins de la poussière ; utilisez donc une aspiration et une protection respiratoire adaptées au revêtement.

Si des autocollants ou du vinyle doivent être retirés avant la remise en peinture, le Vinyl Zapper® enlève le vinyle et les résidus d'adhésif sur l'aluminium peint et nu sans endommager la finition dessous.

Foire aux questions

Peut-on thermolaquer l'aluminium sans prétraitement ?

La poudre adhérera au départ, mais l'adhérence et la résistance à la corrosion seront médiocres. La couche d'oxyde naturelle et toute contamination se trouvent entre le revêtement et le métal, et des défaillances telles que l'écaillage et la corrosion filiforme s'ensuivent. Au minimum, l'aluminium doit être dégraissé, désoxydé et recevoir une couche de conversion ou un primaire approuvé.

Sabler l'aluminium avant thermolaquage est-il une bonne idée ?

Le sablage avec des médias propres non métalliques ou en oxyde d'aluminium peut rendre la surface rugueuse et éliminer les anciens revêtements. N'utilisez jamais de grenaille d'acier ni de médias déjà utilisés sur de l'acier, qui incrustent du fer. Le sablage ne remplace pas une couche de conversion spécifiée, et la pièce doit être revêtue peu après, car l'aluminium frais se réoxyde rapidement.

Quelle est la meilleure couche de conversion pour l'aluminium ?

Cela dépend de la spécification et de l'exposition. Les traitements au zirconium ou au titane sans chrome sont désormais largement utilisés et évitent le chrome hexavalent. La pré-anodisation est choisie pour les conditions côtières exigeantes. Le chrome trivalent est un remplacement courant du chromate jaune traditionnel. Suivez la spécification du revêtement et du système, comme Qualicoat ou AAMA.

Puis-je utiliser un Bristle Blaster® sur l'aluminium ?

Oui, avec des bandes en acier inoxydable et la barre accélératrice en acier inoxydable correspondante, que MontiPower spécifie pour les métaux non ferreux tels que l'aluminium et l'acier inoxydable. Elles empêchent la contamination de la surface par le fer. Les bandes standard en acier au carbone ne doivent pas être utilisées sur l'aluminium.