La technologie d'anodisation est née dans les années 1920 et constitue une technique traditionnelle de modification de surface. Il s'agit d'une méthode d'oxydation électrochimique dans laquelle, sous l'action d'un courant externe et dans des conditions de traitement spécifiques utilisant un électrolyte approprié, un mince film d'oxyde se forme à la surface d'un métal ou d'un alliage (l'anode).Anodisation du titaneest un processus dans lequel le titane sert d'anode et des métaux tels que l'acier inoxydable servent de cathode. En utilisant des solutions aqueuses, non-aqueuses ou de sels fondus comme électrolytes, les réactions électrochimiques provoquent une oxydation à la surface de l'anode pour former un film d'oxyde de titane. Le processus est simple à utiliser et à contrôler, et est largement appliqué aux métaux tels que l’Al, le Mg et le Ti, ainsi qu’à leurs alliages. Les films d'oxydation anodique possèdent non seulement d'excellentes propriétés mécaniques et une excellente résistance à la corrosion, mais également, en raison de leur nature poreuse, présentent de fortes capacités d'adsorption. Ils sont facilement teints pour répondre à diverses exigences et sont donc considérés comme un revêtement de protection de surface polyvalent.
Étant donné que les alliages de titane forment un film d'oxyde lorsqu'ils sont exposés à l'air, un prétraitement des échantillons d'alliage de titane est nécessaire avant l'anodisation pour éviter les problèmes de qualité et les défauts microstructuraux associés au processus, et pour répondre à des exigences de production plus respectueuses de l'environnement et-plus rentables. Pour garantir que le film d'oxyde résultant présente de bonnes performances, un post-traitement des échantillons est nécessaire après l'anodisation pour garantir que le film est dense, uniforme et continu.
1. Prétraitement
Les processus d'anodisation typiques impliquent une étape de prétraitement, qui comprend principalement le meulage, le polissage, le dégraissage, le lavage à l'acide et le rinçage. La surface de l'échantillon en alliage de titane est meulée à l'aide de papier de verre de granulométrie progressivement plus grossière pour garantir qu'elle est lisse et exempte de rayures visibles. L'échantillon est ensuite poli mécaniquement à l'aide d'une machine à polir pour obtenir une finition brillante et sans rayures-.
2. Préparation de la solution et anodisation
Une fois le prétraitement terminé, l'électrolyte nécessaire à l'anodisation doit être préparé. Il existe de nombreux types d'électrolytes utilisés pour l'anodisation des alliages de titane, qui peuvent être globalement classés dans les quatre catégories suivantes : solutions acides, solutions alcalines, solutions de sels fondus et solutions mixtes. L'électrolyte approprié doit être sélectionné en fonction des exigences expérimentales. Les sources d'énergie utilisées pour l'anodisation des alliages de titane peuvent être divisées en quatre grandes catégories : les sources d'alimentation CC, les sources d'alimentation CA, les sources d'énergie pulsées et les sources d'énergie superposées. Les méthodes les plus couramment utilisées sont l’anodisation DC et l’anodisation pulsée. Le premier produit un film d'oxyde avec une variation de couleur minimale et une couleur uniforme, et il empêche également efficacement la corrosion par contact ; ce dernier est un procédé développé à partir du premier, qui améliore considérablement la dureté du film et sa résistance au frottement et à l'usure. Cependant, sa tension est bien supérieure à la tension de sécurité spécifiée, il est donc strictement interdit de toucher l'équipement d'anodisation ou les électrodes à mains nues pendant le processus d'anodisation.
3. Post-traitement
Après anodisation des échantillons en alliage de titane, un film d'oxyde constitué d'une couche barrière et d'une couche poreuse est formé. La couche poreuse externe est très sensible à la contamination, ce qui peut nuire à la coloration et aux performances du film d'oxyde. Les échantillons doivent donc subir un traitement de scellement. Généralement, immédiatement après la formation du film d'oxyde, les échantillons sont immergés dans l'eau chaude. La chaleur provoque l'expansion de la structure interne du film vers l'extérieur, scellant les pores et obtenant l'effet d'étanchéité souhaité. Ces dernières années, un processus de post-traitement basé sur un système d'acétate de calcium a également été adopté pour sceller les films d'oxyde d'alliage de titane après oxydation. Les échantillons sont immergés dans de l'acétate de calcium et scellés à une température spécifique ; ce processus scelle efficacement les pores et les crevasses à la surface du film d'oxyde d'alliage de titane grâce à une combinaison de mécanismes physiques et chimiques.
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