TriparTech: Acier galvanisé & « Galvanneal »101

L’acier galvanisé à chaud est un acier au carbone revêtu de zinc des deux côtés par le processus continu d’immersion à chaud. Il est généralement disponible dans une variété d’épaisseurs sous forme de feuille ou bobine. Le processus résulte d’une couche de zinc de chaque côté de l’acier qui adhère étroitement à l’acier grâce à la formation d’une couche de liaison en alliage fer-zinc, qui est formée par un processus de diffusion tandis que la bande d’acier chauffée est en contact avec le zinc fondu.

Le revêtement est fourni en différentes épaisseurs, classées en onces de revêtement de zinc par pied carré. Conformément à la norme ASTM A 653 / A 653M, les épaisseurs minimales peuvent varier d’aucun minimum, G01, à 3,60 onces / pied carré, G360. L’épaisseur de zinc la plus couramment disponible dans les entrepôts en acier est la désignation G90 ou 0,90 once / pied carré.

D’autres désignations plus légères telles que G30, G40 et G60 ne sont généralement disponibles qu’avec une commande de l’aciérie. Une commande de l’aciérie porte une quantité minimale d’au moins 50 000 livres et peut avoir un délai de livraison de 12 semaines ou plus, en plus d’entraîner un prix plus élevé que le marché actuel. Puisque les épaisseurs de revêtement sont spécifiées à titre de minimums, lorsque le G30 est spécifié, cela équivaut à G30 ou plus épais. Bien qu’il soit rare de fournir un G90 à la place d’un G30 (car le G90 coûte plus cher à produire), la fourniture d’un revêtement plus épais est à la discrétion du fournisseur, sauf autrement indiqué … ce qui peut réduire la disponibilité.

Les revêtements plus épais que le G90 peuvent poser des problèmes au cours de divers processus de fabrication de pièces, y compris l’estampage, l’étirage ou le soudage par points. La raison est car ils ont tendance à s’écailler et à provoquer une accumulation dans les outils ou les matrices. Pendant le soudage par points, le revêtement doit être brûlé entre les faces des pièces à souder par points pour obtenir un bon joint. Cela nécessite plus de puissance et de temps, ainsi qu’un habillage fréquent des électrodes.

L’acier galvanisé est souvent utilisé partout où il existe un risque de corrosion pour l’acier non revêtu. Les exemples comprennent:

• Les jupes inférieures et les panneaux de laveuses qui peuvent être éclaboussés par l’eau. La présence de détergents et d’agents de blanchiment dans l’eau peut accélérer sensiblement la réaction de corrosion.

• Les toitures de bâtiments métalliques peuvent être soumises à des pluies acides qui contiennent des composés sulfureux qui accélèrent la corrosion.

• Bien entendu, la réaction corrosive très familière sur les véhicules due aux éclaboussures de route contenant du sel est bien documentée.

• Composants métalliques intégrés dans les résidences, tels que les boîtes de jonction ou les composants d’éclairage cachés.

L’acier galvanisé à chaud se prête à la plupart des processus de fabrication; il peut être formé au rouleau et à la plieuse, serti, embouti en profondeur et étiré. Il peut être joint par diverses méthodes, y compris le rivetage, la jonction par pincement et le soudage par points. En général, la tôle galvanisée peut être manipulée et traitée de la même manière que la tôle laminée plate non revêtue, bien que différentes configurations pour l’emboutissage, le soudage par points, etc. doivent être développées. En conséquence, le concepteur et le spécificateur de matériaux ont une bonne gamme de choix pratiques – la rigidité de l’acier, sa formabilité, sa résistance à la corrosion et le processus de fabrication et d’assemblage – pour faire correspondre le matériau galvanisé à l’utilisation finale.

En plus de la barrière de protection, le zinc et les alliages de zinc ont la capacité de réagir aux rayures et autres dommages tels qu’un bord coupé par une action électrochimique (galvanique) entre l’acier et le zinc. Cette action galvanique permet au zinc de protéger les ruptures du revêtement et d’éviter d’autres dommages.

La photo montre à quoi ressemblait une finition galvanisée typique il y a plus de 30 ans. C’est typiquement ce à quoi ressembleraient les conduits d’une maison de 30 ans. Alors, qu’est-ce qui lui est arrivé? Selon le centre GalvInfo:

“Les paillettes sur la tôle d’acier galvanisée à chaud était sa principale caractéristique d’identification depuis de nombreuses années. La demande d’un revêtement sans plomb et de produits très lisses a conduit de nombreux producteurs à réduire la taille des paillettes jusqu’à ce qu’elle ne soit plus visible à l’œil nu. Cela préoccupait, et préoccupe encore dans une certaine mesure, certains segments du marché, mais la plupart des utilisateurs de tôle galvanisée se sont habitués à un produit qui n’a pas de grandes paillettes faciles à voir.”

Aujourd’hui, il existe principalement trois finitions tels que définies dans ASTM A653/ A653M.

• Paillettes Régulières – tôle d’acier zinguée avec une structure en cristal de zinc à multiples facettes visible. La vitesse de refroidissement est incontrôlée, ce qui produit une granulométrie variable.

• Paillettes minimisées – tôle d’acier zinguée dans laquelle le motif du grain est visible à l’œil nu et est généralement plus petit et moins distinct que le motif visible sur les paillettes régulières. La croissance des cristaux de zinc est arrêtée par des techniques de production spéciales, ou est inhibée par une combinaison de la chimie du bain de revêtement et du refroidissement.

• Sans paillettes – tôle d’acier zinguée avec une finition uniforme dans laquelle les irrégularités de surface créées par la formation de paillettes ne sont pas visibles à l’œil nu. La finition est produite par une combinaison de la chimie du bain de revêtement, ou par refroidissement, ou les deux.

Comme il n’y a pas de spécifications pour la taille des paillettes en tôle/rouleau galvanisée, la photo ci-dessus montre à quoi pourrait ressembler des paillettes régulières aujourd’hui.

En raison des pratiques variées de différentes aciéries et des galvaniseurs de tôles et de bobines sous contrat, il est impossible de garantir la « correspondance des couleurs », la teinte et la granulométrie des tôles et des bobines trempées à chaud. ASTM A653 / A653M n’a pas de spécification d’apparence autre que la taille de paillettes lors de la commande.

Il s’agit d’une bobine galvanisée dont le revêtement de zinc est immédiatement soumis à un traitement thermique en ligne à la sortie du bain de revêtement. Cela convertit l’ensemble du revêtement en un alliage zinc-fer, grâce auquel le fer diffuse de l’acier dans le revêtement. La surface galvanisée a une finition mate non pailletée; une finition très différente de l’aspect hautement métallique du revêtement galvanisé. Parfois, le revêtement du « galvanneal » peut sembler similaire à de l’acier laminé à froid non revêtu.

L’un des principaux attributs du « galvanneal » est que la surface accepte très facilement la peinture. Il peut être peint sans l’application d’un prétraitement, bien qu’un prétraitement améliore les performances après la peinture.

Les autres attributs du « galvanneal » par rapport à un revêtement galvanisé comprennent:

• Le revêtement en alliage zinc-fer peut être soudé plus facilement que le galvanisé.

• Le revêtement est plus dur qu’un revêtement galvanisé. Il est donc plus résistant aux rayures et aux dommages de fabrication.

• Étant donné que le produit du « galvanneal » est destiné à être peint, un revêtement de zinc plus fin peut être appliqué avec succès pour prolonger la durée de vie du produit. De plus, lorsqu’il est exposé à l’atmosphère, le revêtement est moins réactif. Par conséquent, la dissolution qui se produit pendant la corrosion se produit plus lentement que pour un revêtement galvanisé. Ainsi, le revêtement n’a pas besoin d’être aussi épais qu’un revêtement galvanisé pour offrir le même niveau de protection.

L’inconvénient du « galvanneal » est qu’en raison du processus de traitement thermique supplémentaire. Il est plus coûteux que la tôle galvanisée par immersion à chaud. Pendant la fabrication, il y a presque toujours un certain degré de poudrage du revêtement. Les revêtements plus lourds présenteront plus de poudre. Pour cette raison, les revêtements recuits par « galvanneal » typiques sont plus minces que la plupart des revêtements galvanisés. Cependant, du fait que le revêtement contient du fer, typiquement de 8 à 11%, il a tendance à présenter un léger aspect orange rougeâtre lorsqu’il est exposé à l’humidité à l’état non peint.

Par conséquent, à moins que le produit ne soit à peindre, le recuit du galvanisé ne doit pas être spécifié sauf en cas d’absolue nécessité.

Généralement, en raison de leur protection intrinsèque, ni les aciers galvanisés ou acier « galvanneal » ne requière un plastique ou film. Certains processus de fabrication (tels que l’estampage, le formage et l’emboutissage) nécessitent un lubrifiant. Il s’agit typiquement d’un lubrifiant de type “évanescent” soluble dans l’eau qui s’évaporera, laissant seulement un film légèrement cireux, mais sinon sec.

De plus amples informations peuvent être obtenues auprès du site web du Centre Galvinfo.