Comment la teneur en silicium des alliages influence-t-elle les performances du MAO ?
L’impact de la teneur en silicium sur la formation et les propriétés du revêtement MAO
La teneur en silicium dans un alliage d’aluminium est un facteur critique déterminant la qualité, les performances et l’apparence d’un revêtement obtenu par Oxydation Micro-Arc (MAO). Les particules de silicium modifient fondamentalement le procédé électrochimique ainsi que la microstructure de la couche céramique formée.
Perturbation de l’uniformité et de la croissance du revêtement
Lors du procédé MAO, les décharges plasma à haute tension favorisent la croissance d’une couche céramique d’alumine (Al₂O₃) à partir du substrat en aluminium. Le silicium, présent dans l’alliage sous forme de phase séparée, n’est pas oxydé anodiquement dans ces conditions. Au lieu de cela, ces particules de silicium restent largement inertes et s’intègrent dans la matrice d’oxyde en croissance. Cela crée une structure composite discontinue où l’alumine dure et isolante se développe autour des îlots de silicium non oxydés. Ce phénomène perturbe la formation d’une couche céramique uniforme et homogène, entraînant un revêtement plus hétérogène et mécaniquement fragilisé.
Dégradation des performances fonctionnelles
Cette perturbation microstructurale impacte directement les propriétés clés du revêtement :
Réduction de la résistance à la corrosion : Les interfaces entre la matrice d’alumine et les particules de silicium intégrées peuvent créer des micro-piles galvanique et des chemins de pénétration pour les agents corrosifs. Cela compromet la fonction principale du revêtement, entraînant une résistance au brouillard salin inférieure à celle d’un revêtement appliqué sur un alliage pauvre en silicium.
Résistance à l’usure compromise : Bien que la phase d’alumine soit extrêmement dure, les particules de silicium agissent comme des discontinuités susceptibles d’initier des microfissures sous contrainte mécanique. La cohésion globale et la résistance à l’abrasion du revêtement peuvent ainsi être inférieures à celles d’une couche d’alumine monolithique formée sur un alliage plus pur.
Apparence et propriétés diélectriques altérées : Les particules de silicium intégrées diffusent la lumière, donnant au revêtement une apparence caractéristique gris foncé à noire et marbrée. Cela peut être indésirable pour des applications esthétiques. Les propriétés d’isolation électrique peuvent également devenir moins homogènes en raison des chemins conducteurs créés par le réseau de silicium.
Implications pratiques pour le choix des alliages
C’est pourquoi la sélection de l’alliage est primordiale dans notre service de conception pour moulage sous pression. Pour les composants nécessitant des performances maximales du revêtement MAO — tels que ceux exigeant une résistance élevée à l’usure et une protection anticorrosion supérieure — nous recommandons fortement de spécifier un alliage à faible teneur en silicium comme A360. Bien que les alliages courants de moulage sous pression comme A380 et ADC12 (contenant 7,5 à 9,5 % de Si) puissent être traités, le revêtement MAO obtenu n’atteindra pas son plein potentiel en termes de durabilité et de qualité protectrice. La forte teneur en silicium favorise la coulabilité mais nuit à l’intégrité du revêtement céramique avancé.
