Quelle finition de surface faut-il au PVD ?
La réponse courte tient en deux valeurs, pas une : Ra 0,5 µm et Rz 2–4 µm. Un Ra seul peut passer alors que la surface porte encore des crêtes que le film ne couvre pas. Le revêtement PVD recopie le profil qu’il reçoit : la finition avant revêtement se décrit donc par la moyenne et par la distance crête-creux.
Réponse courte
Le PVD demande une surface propre, dense et plane à l’échelle du film. En pratique : Ra 0,5 µm avec Rz 2–4 µm, aucune porosité ouverte sur la face visible, et une arête que la meule n’a pas arrondie.
Le film mesure 0,5–3 µm d’épaisseur. Tout relief plus grand que cela est reproduit, pas caché. Ce seul rapport explique la plupart des exigences de finition qui suivent.
Ce que le PVD recopie
Le PVD est un procédé en ligne de vue. La vapeur métallique atteint la pièce, se condense en surface et construit un film qui épouse la géométrie en place. Pas d’écoulement, pas de nivellement, pas de remplissage.
C’est pourquoi une surface polie et une surface revêtue se ressemblent sans être identiques. Le revêtement ajoute de la couleur, de la résistance à l’usure, et du contraste. Une rayure peu visible avant revêtement se lit plus sombre après : le film occupe la gorge et réfléchit autrement que la face qui l’entoure.
Ra et Rz, un couple
Ra est la moyenne arithmétique du profil. Une surface peut tenir Ra 0,5 et garder des crêtes isolées de 6 µm, car les vallées dominent la moyenne. Rz donne la hauteur crête-creux, c’est-à-dire la valeur que le film doit franchir.
Avec un film de 0,5–3 µm, un Rz de 2–4 µm garde les crêtes dans le revêtement. À Rz 6, les crêtes les plus hautes dépassent le film et restent à découvert. Elles se lisent comme des rayures ou comme une zone mate en lumière directe, et aucune épaisseur de couche supérieure ne corrige cela sans changer la couleur.
Finition avant revêtement | Film de 0,5–3 µm | Résultat après revêtement |
|---|---|---|
Ra 0,5, Rz 2–4 | Crêtes dans le film | Couleur régulière, pas de rayure apparente |
Ra 0,5, Rz 6 | Crêtes au-dessus du film | Rayures et zones mates |
Ra 0,8, Rz 8 | Profil plus grand que le film | Texture visible, dérive de couleur |
Pore ouvert de 20 µm | Très au-delà du film | Point sombre, le film tapisse le pore |
Séquence de polissage
La finition se fait en deux étapes : une meule d’ébauche enlève l’essentiel de la matière, une meule de finition fait descendre le Ra. C’est aussi à la finition que le bord de contact s’arrondit, et ce bord compte autant que la face.
Une meule en feutre dur, à faible angle de contact, garde l’arête plus vive qu’une meule souple. Un montage qui soutient la face de contact empêche la meule de passer par-dessus. Là où l’arête est déjà usinée, le polissage doit rester à distance ; là où elle ne l’est pas, le rayon se pilote et se contrôle.
Défauts que le film ne peut pas cacher
Porosité ouverte, jointures froides, traces d’arrachement et arêtes arrondies relèvent de la géométrie, pas de la tache. Chacun survit à l’étape de revêtement. Un pore de 20 µm fait six à quarante fois l’épaisseur du film : le film tapisse la paroi du pore, et le pore reste visible.
La spécification de finition doit nommer ces défauts comme motifs de rebut avant revêtement, pas après. Une fois la pièce revêtue, le seul remède est le décapage et la reprise, ce qui coûte plus cher que de tenir le moulage et le polissage au plan.
Spécifications sur le plan
Un plan utilisable porte quatre lignes : substrat et état, les deux valeurs de rugosité ensemble, l’empilement avec ses épaisseurs, et les faces masquées. Ajoutez les essais de réception : adhérence selon ASTM D3359 à 4B–5B, et brouillard salin neutre selon ASTM B117 pendant 48 h.
Pour l’étape de revêtement elle-même, voir l’usinage CNC de reprise et le PVD sur les pièces moulées sous pression en zinc. La question du substrat est traitée dans Le Zamak 5 peut-il recevoir un revêtement PVD, et le versant moulage dans le moulage sous pression de zinc.
