Vous avez probablement rencontré du métal recouvert de oxyde noir fréquemment, sans y prêter beaucoup d’attention, car son apparence est plutôt anodine. Mais en réalité, c’est une méthode ancienne, simple, mais très efficace pour protéger l’acier contre la rouille, prolongeant la durée esthétique et fonctionnelle des pièces en acier pour environnements secs pendant de nombreuses années.
L’Oxyde Noir, également appelé noircissement, est un type de revêtement par conversion chimique, réalisé par oxydation délibérée et contrôlée, appliqué sur les métaux ferreux pour la résistance à la corrosion et l’attrait esthétique. Il est souvent associé à un film d’huile pour améliorer la résistance à l’oxydation. En plus de ces caractéristiques, les revêtements en oxyde noir offrent une bonne résistance à l’abrasion grâce à la dureté du film d’oxyde, et ils améliorent également la stabilité thermique des pièces. Cela est généralement réalisé de manière plus économique que d’autres techniques de revêtement, comme l’électrodéposition ou la peinture.
Le revêtement en oxyde noir est souvent privilégié pour les composants en acier qui ne seront pas exposés à l’humidité ou aux produits chimiques. Il devient rapidement un oxyde brun sous les conditions humides et sera gravement affecté par les marquages à l’acide lors de la manipulation.
Cet article vous offrira une bonne base sur le revêtement en oxyde noir, son importance, son objectif, ses applications et ses avantages.
Qu’est-ce que l’Oxyde Noir
Les revêtements en oxyde noir sont un type de revêtement par conversion chimique, créés à travers une réaction chimique entre les atomes de fer à la surface du substrat et les sels oxydants contenus dans un bain chimique. Cela forme une couche modérément intégrée et bien attachée de Fe₃O₄ (magnetite) ou d’oxyde de fer noir. Le revêtement en oxyde noir est typiquement appliqué sur les matériaux ferreux comme l’acier ou le fer pour améliorer la résistance à la corrosion et à l’usure du substrat. De plus, ce revêtement ajoute une finition noire mate esthétiquement attrayante aux pièces, d’où son autre appellation parfois utilisée : « noircissement ». Cette classe de revêtement est utilisée depuis des siècles par les métallurgistes et les forgerons. Le processus de trempe de l’acier et du fer, qui signifie le chauffer à l’air pour induire la couleur bleu-cobalt résultante, est chimiquement similaire au revêtement en oxyde noir et a été utilisé depuis l’Âge du Fer à des fins esthétiques et de résistance à la corrosion, tout en imposant un revêtement Fe₂O₃ moins robuste mais plus facile à obtenir sur le métal.
De nos jours, le oxyde noir est utilisé dans divers secteurs et applications grâce à sa combinaison unique de propriétés. Nos clients dans l’aérospatiale, l’automobile, l’électronique et les armes à feu utilisent fréquemment cette finition pour leurs pièces sur mesure.
L’Oxyde Noir Comparé à d’autres revêtements métalliques
Le revêtement en oxyde noir se distingue des autres revêtements métalliques par son application spécifique aux pièces. Les revêtements en oxyde noir sont créés à travers une réaction chimique directe des atomes de la surface, formant un film étroitement lié. L’oxyde noir est présent sous forme de couche distincte à la surface, mais il se transforme en métal en progressant à travers l’épaisseur. En conséquence, il est bien intégré au substrat métallique, offrant une finition plus robuste et uniforme.
Bien que les revêtements en oxyde noir soient généralement l’option la plus respectueuse de l’environnement par rapport à d’autres types de revêtements, tels que la peinture ou l’électrodéposition, le processus de revêtement en oxyde noir utilise des produits chimiques qui sont nocifs pour l’environnement. Des produits chimiques comme les nitrates, l’hydroxyde de sodium et d’autres sont dangereux, mais en général moins nocifs que ceux utilisés dans d’autres revêtements. L’impact environnemental du processus dépend de l’élimination des déchets et des fluides contaminés. Si cela est géré conformément aux meilleures pratiques, aucun produit chimique toxique n’est libéré.
Comment fonctionne l’Oxyde Noir étape par étape
Comme mentionné précédemment, l‘oxyde noir fonctionne par un processus de conversion chimique appliqué à la surface des métaux ferreux. Les étapes pour l’application des revêtements en black oxide sont les suivantes :
Nettoyage des contaminants : Les impuretés telles que la saleté, la graisse, la rouille préexistante, la poussière et les huiles sont éliminées des pièces par un nettoyage approfondi des surfaces. Un détergent alcalin ou un nettoyage par trempage acide peuvent être utilisés, en fonction du matériau et de son état.
Préparation : Une fois nettoyées, les pièces sont immergées dans une solution de noircissement contenant les sels oxydants requis. La composition de la solution peut inclure de l’hydroxyde de sodium, des nitrates, des nitrites, et une variété d’autres produits chimiques. Le bain est maintenu à une température contrôlée, généralement entre 285 et 305°F.
Réaction chimique : Les produits chimiques dans la solution réagissent avec le fer à la surface des pièces et créent de la magnétite (Fe₃O₄). Le degré de noircissement dépend du temps d’immersion des pièces dans la solution, de la température opérative du bain et de l’efficacité/concentration de la solution. En général, les pièces sont traitées pendant 5 à 40 minutes.
Rinçage : Les pièces sont retirées des sels et rincées abondamment à l’eau.
Application de la finition : Un composé de scellage ou de l’huile est appliqué sur le métal recouvert de black oxide. C’est une étape cruciale pour améliorer la résistance à la corrosion et la durabilité du revêtement.
Résultat final : Le revêtement en oxyde noir offre une résistance modérée à la corrosion, un albédo de surface (réflexion, lustre, etc.) et une esthétique améliorée. Ce processus est également utilisé pour maintenir l’exactitude dimensionnelle et la conductivité tout en renforçant la durabilité et la résistance aux éraflures.