Quels facteurs déterminent l’aptitude d’un substrat au MAO ?

Facteurs clés déterminant l’adéquation du substrat pour le MAO

L’adéquation d’un substrat métallique pour l’Oxydation Micro-Arc (MAO) est déterminée par une combinaison de ses propriétés électrochimiques fondamentales, de sa composition d’alliage spécifique et de l’intégrité de sa surface. Tous les métaux ne peuvent pas supporter la formation d’un revêtement céramique fonctionnel via ce procédé.

1. Comportement électrochimique fondamental : caractéristique des métaux valvés

La principale exigence est que le métal de base soit un « métal valvé », tel que l’aluminium, le magnésium, le titane ou leurs alliages. Ces métaux ont la capacité de former une couche d’oxyde dense, stable, adhérente et passive lorsqu’ils sont polarisés anodiquement dans un électrolyte approprié. Cette couche d’oxyde naturelle est le précurseur qui, sous l’effet du champ électrique intense du procédé MAO, subit une rupture diélectrique et se transforme en un revêtement céramique épais et cristallin. Des métaux comme le zinc, le cuivre et le fer ne forment pas ce type de film protecteur et sont donc incompatibles avec le MAO.

2. Composition de l’alliage et microstructure

Même parmi les métaux valvés compatibles, la composition spécifique de l’alliage est critique. La présence et la concentration des éléments d’alliage influencent directement la croissance, la structure et les propriétés du revêtement.

• Alliages d’aluminium : Comme détaillé dans notre gamme d’alliages d’aluminium moulés sous pression, des éléments comme le silicium et le cuivre sont des facteurs majeurs. Une teneur élevée en silicium (ex. dans A380) crée des particules inertes perturbant l’uniformité du revêtement, réduisant sa résistance à la corrosion et à l’usure. Pour des résultats optimaux, un alliage à faible teneur en silicium tel que A360 est préférable.

• Alliages de magnésium : Des éléments comme l’aluminium et les terres rares peuvent améliorer la coulabilité et les propriétés du revêtement, tandis qu’une forte teneur en impuretés peut favoriser la corrosion localisée.

• Alliages de titane : Ils présentent généralement une excellente compatibilité, la plupart des alliages courants comme le Ti-6Al-4V produisant des revêtements de haute qualité.

3. Procédé de fabrication et intégrité de surface

La méthode utilisée pour fabriquer la pièce a un impact significatif sur l’adéquation au MAO. Le substrat doit présenter une surface saine, exempte de défauts significatifs.

• Porosité et inclusions : Les composants fabriqués par moulage sous pression d’aluminium doivent être traités pour minimiser la porosité de surface. Les pores sous la surface peuvent provoquer un arc localisé et des défauts de revêtement. C’est une considération essentielle dans notre phase d’ingénierie du moulage sous pression.

• État de surface et prétraitement : Une finition de surface uniforme est bénéfique. Bien que le post-usinage puisse créer une surface idéale, il doit être effectué avant le MAO. Le procédé revêt la topographie existante, de sorte que les rayures ou traces d’usinage peuvent rester visibles.

4. Exigences de performance et spécifications de revêtement

Enfin, l’application prévue détermine si un substrat est « adapté ». Une pièce nécessitant une protection anticorrosion maximale (ex. 1000+ heures de brouillard salin) exige un alliage compatible comme A360. Un composant pour lequel une apparence foncée et marbrée est acceptable peut tolérer un alliage riche en silicium, bien que ses performances fonctionnelles soient réduites. Définir ces exigences dès les premières étapes du service de conception pour moulage sous pression est essentiel pour sélectionner la bonne combinaison substrat-revêtement.