La variété des traitements de surface de l'acier inoxydable élargit son champ d'application ; différents traitements de surface rendent la surface de l'acier inoxydable différente, ce qui le rend unique dans son application.
Finition de surface detuyau en acier inoxydableest important pour de nombreuses raisons dans les applications architecturales.
Dans les environnements corrosifs, les surfaces lisses sont indispensables car elles retiennent moins les salissures. Le dépôt de saletés peut entraîner la rouille, voire la corrosion de l'acier inoxydable. Dans les grands halls, l'acier inoxydable est le matériau le plus couramment utilisé pour les panneaux décoratifs des ascenseurs. Bien que les traces de doigts puissent être effacées, elles altèrent l'esthétique ; il est donc préférable de choisir une surface adaptée pour les éviter. L'hygiène est primordiale dans de nombreux secteurs, tels que l'agroalimentaire, la restauration, la brasserie et la chimie. Dans ces domaines, les surfaces doivent être faciles à nettoyer au quotidien, et des produits chimiques sont souvent utilisés. L'acier inoxydable est le matériau idéal pour cela. Dans les lieux publics, les surfaces en acier inoxydable sont souvent couvertes de graffitis. Cependant, l'une de ses propriétés importantes est leur facilité de nettoyage. C'est un avantage considérable par rapport à l'aluminium. Les surfaces en aluminium ont tendance à laisser des marques souvent difficiles à enlever. Lors du nettoyage d'une surface en acier inoxydable, il est conseillé de suivre le sens du grain, car certaines lignes de finition sont unidirectionnelles. L'acier inoxydable est particulièrement adapté aux hôpitaux et autres lieux où l'hygiène est primordiale, comme l'agroalimentaire, la restauration, la brasserie et l'industrie chimique. En effet, il est facile à nettoyer au quotidien, même avec des produits chimiques, et il empêche la prolifération bactérienne. Des tests ont démontré que l'acier inoxydable offre des performances équivalentes à celles du verre et de la céramique à cet égard.
1. L'aspect naturel de l'acier inoxydable lui confère une apparence solide et naturelle, avec des couleurs naturelles qui reflètent doucement les couleurs de son environnement.
2. Principaux types de traitement de surface. Il existe cinq types de traitement de surface applicables à l'acier inoxydable, qui peuvent être combinés pour obtenir une plus grande variété de produits finis. Ces cinq types sont le laminage, le traitement mécanique, le traitement chimique, le texturage et la coloration. Il existe également des finitions spéciales. Quelle que soit la finition choisie, les étapes suivantes doivent être respectées :
① En accord avec le fabricant sur le traitement de surface requis, il est préférable de préparer un échantillon comme norme pour la future production en série.
② Lorsqu'il est utilisé sur une grande surface (comme les panneaux composites), il faut s'assurer que les bobines de base ou les bobines utilisées proviennent du même lot.
③ Dans de nombreuses applications architecturales, comme à l'intérieur d'un ascenseur, même si les traces de doigts s'effacent, elles restent très inesthétiques. Avec une surface texturée, elles sont beaucoup moins visibles. L'acier inoxydable poli miroir est à proscrire dans ces endroits sensibles.
④ Lors du choix du traitement de surface, il convient de tenir compte du processus de production. Par exemple, pour éliminer les cordons de soudure, le cordon peut être meulé et le traitement de surface d'origine doit être rétabli. Les tôles à damier sont difficiles, voire impossibles, à traiter selon cette exigence.
⑤ Pour certains traitements de surface, les lignes de meulage ou de polissage sont directionnelles, on parle alors de traitement unidirectionnel. Si la texture est verticale plutôt qu'horizontale, la saleté n'y adhérera pas facilement et le nettoyage sera aisé.
⑥ Quel que soit le procédé de finition utilisé, il implique une augmentation du nombre d'étapes et donc des coûts. Il convient donc d'être vigilant lors du choix du traitement de surface. Par conséquent, les personnes concernées, telles que les architectes, les concepteurs et les fabricants, doivent maîtriser le traitement de surface de l'acier inoxydable. Une collaboration étroite et une communication transparente permettront d'atteindre l'objectif visé.
⑦ D’après notre expérience, nous déconseillons l’utilisation de l’oxyde d’aluminium comme abrasif, sauf en cas de manipulation extrêmement prudente. Il est préférable d’utiliser des abrasifs en carbure de silicium.
3. Finition de surface normalisée De nombreux types de finition de surface ont été représentés par des numéros ou d'autres méthodes de classification, et ils ont été intégrés dans les normes pertinentes, telles que : « British Standard BS1449 » et « American Iron and Steel Institute Stainless Steel Producers Committee Standard ».
4. Finitions de surface laminées Il existe trois finitions de surface laminées de base pour les plaques et les bandes, qui sont représentées par le processus de production du village des plaques et des bandes.
N° 1 : Après laminage à chaud, recuit, décapage et décalaminage, la surface de la tôle d’acier traitée est mate et légèrement rugueuse.
N° 2D : Meilleur état de surface que le N° 1, mais surface mate. Après laminage à froid, recuit, décalaminage et enfin léger laminage avec des rouleaux à surface rugueuse.
N° 2B : C’est le type le plus couramment utilisé en architecture. Hormis le laminage à froid final avec polissage après recuit et décalaminage, les autres étapes sont identiques à celles du type 2D. La surface est légèrement brillante et peut être polie.
N° 2B Recuit brillant : Il s’agit d’une finition réfléchissante obtenue par laminage poli puis recuit sous atmosphère contrôlée. Le recuit brillant préserve la réflectivité de la surface et évite la formation de calamine. L’absence de réaction d’oxydation lors de ce procédé dispense de tout décapage ou passivation.
5. Traitement de surface polie
N° 3 : représenté par 3A et 3B. 3A : La surface est meulée uniformément et la taille des particules abrasives est de 80 à 100. 3B : La surface rugueuse est polie et présente des lignes droites uniformes.
N° 4 : Finition de surface unidirectionnelle, peu réfléchissante, probablement la plus polyvalente pour les applications architecturales. Le procédé comprend d’abord un polissage avec des abrasifs grossiers, puis un meulage avec des abrasifs d’une granulométrie de 180.
N° 6 : Il s’agit d’une amélioration du n° 4, qui consiste à polir les surfaces avec une brosse à polir Tampico dans un milieu abrasif et huileux. Cette finition de surface n’est pas incluse dans la norme britannique BS 1449, mais se trouve dans la norme américaine. N° 7 : Appelé polissage brillant, il consiste à polir la surface qui a été rectifiée très finement mais qui présente encore des marques d’usure. Généralement, on utilise des disques 2A ou 2B, avec des disques à polir en fibre ou en tissu et des pâtes à polir appropriées.
N° 8 : Surface polie miroir à haute réflectivité, généralement appelée finition miroir, car l’image réfléchie est très nette. Polissage continu de l’acier inoxydable avec des abrasifs fins, suivi de pâtes à polir très fines. En architecture, il convient de noter que cette surface, utilisée dans des lieux à fort passage ou fréquemment touchés, est susceptible de retenir les empreintes digitales. Bien que celles-ci puissent être effacées, elles peuvent parfois altérer l’aspect esthétique. Les finitions de surface décrites dans les normes et la documentation officielles ne sont que des descriptions générales ; les échantillons constituent la représentation la plus fidèle du type de finition. Les fabricants de produits de polissage ou de finition des métaux proposent des échantillons de différentes finitions ; il est conseillé aux utilisateurs de les consulter.
6. Rugosité de surface. La classification des traitements de surface par laminage et polissage vise à indiquer le degré de finition atteignable. La mesure de la rugosité de surface constitue un autre moyen efficace d'exprimer cette finition. La méthode de mesure standard est appelée CLA (Center Line Average). Un appareil de mesure est déplacé sur la surface de la tôle d'acier, et l'amplitude des pics et des creux est enregistrée. Plus la valeur CLA est faible, plus la surface est lisse. Les résultats des différentes qualités sont présentés dans le tableau ci-dessous, qui décrit les états de surface et les valeurs CLA.
7. Polissage mécanique
Attention : il est important de rappeler que le ponçage au papier de verre ou à la bande abrasive est essentiellement un polissage, laissant de très fines rayures à la surface de la tôle d'acier. Nous avons rencontré des difficultés avec l'alumine comme abrasif, notamment en raison de problèmes de pression. Les pièces de ponçage de l'équipement, telles que les bandes abrasives et les meules, ne doivent pas être utilisées sur d'autres matériaux que l'acier inoxydable avant leur mise en service. Cela contaminerait la surface de l'acier inoxydable. Pour garantir l'homogénéité de la finition, il est conseillé de tester la nouvelle meule ou bande abrasive sur une chute de même composition, afin de pouvoir comparer des échantillons identiques.
8. Électropolissage. Ce procédé d'enlèvement de matière utilise l'acier inoxydable comme anode dans une solution électrolytique. Le métal est alors éliminé de la surface par un courant électrique. Il est fréquemment employé sur des pièces aux formes difficiles à polir par les méthodes traditionnelles. Ce procédé est souvent utilisé sur les tôles d'acier laminées à froid, car leur surface est plus lisse que celle des tôles laminées à chaud. Cependant, l'électropolissage accentue les impuretés de surface, notamment celles présentes dans les matériaux stabilisés au titane et au niobium, qui peuvent engendrer des différences dans la zone de soudure en raison de leurs impuretés granulaires. Ce procédé permet d'éliminer les petites marques de soudure et les arêtes vives. Il cible les parties saillantes de la surface, en les dissolvant de préférence. L'électropolissage consiste à immerger l'acier inoxydable dans un liquide chauffé, dont la composition fait intervenir de nombreuses technologies propriétaires et brevetées. Ce procédé est particulièrement efficace pour l'acier inoxydable austénitique.
9. Traitement de surface texturé : de nombreux types de motifs peuvent être appliqués à l’acier inoxydable. Les avantages de l’ajout d’un motif ou d’une surface texturée à la plaque d’acier sont les suivants :
① Réduire le phénomène de « tôlage », terme désignant la surface non plane des matériaux brillants. Par exemple, pour les panneaux décoratifs de grande surface, même après tension ou redressage, il est difficile d'obtenir une surface parfaitement droite, ce qui entraîne un retrait des matériaux de toiture métalliques.
② Le motif en maille peut réduire l'éblouissement émis par le soleil.
③ Si la plaque à damier présente de légères rayures et de petites indentations, cela n’est pas évident.
④ Augmenter la résistance de la plaque d'acier.
⑤ Nous offrons aux architectes un large choix de motifs. Parmi les motifs brevetés, on trouve le tissu (utilisé pour le bâtiment Ed à Londres), la mosaïque, la perle et le cuir. Des motifs moirés et linéaires sont également disponibles. La surface texturée est particulièrement adaptée à la décoration intérieure, notamment pour les panneaux d'ascenseur, les comptoirs, les panneaux muraux et les entrées. En extérieur, il est important de noter que l'acier inoxydable peut être nettoyé à l'eau de pluie et à la main. Il convient d'éviter les recoins où la saleté et les impuretés peuvent s'accumuler, afin de prévenir la corrosion et de préserver l'esthétique.
10. Traitement de surface rugueuse
Le dégrossissage est l'un des procédés de traitement de surface les plus courants. Il consiste à polir, à l'aide d'une bande abrasive en nylon ou d'une brosse, la surface d'une plaque d'acier polie ou recuite brillante.
11. Projection de billes de verre ou de grenaille
Pour les applications intérieures, comme les ascenseurs, les finitions de surface mixtes sont courantes. Ce procédé hybride consiste à former une surface mate par projection de billes de verre, puis à la recouvrir d'un film plastique pour obtenir une surface polie, et enfin une surface mixte polie et mate. Des billes d'acier inoxydable peuvent également être utilisées selon un procédé similaire. Les sphères ou pastilles de verre utilisées ne doivent jamais avoir été utilisées auparavant sur d'autres matériaux, et surtout pas sur de l'acier au carbone. En effet, les particules de poudre d'acier au carbone s'incrustent dans la surface de l'acier inoxydable et risquent de provoquer de la corrosion. Des billes de céramique peuvent également être utilisées comme matériau de projection.
12. Acier inoxydable coloré. Le procédé de coloration de l'acier inoxydable a été développé avec succès par International Nickel Corporation (INCO) dans les années 1970, et de nombreuses entreprises détiennent des licences pour son utilisation. Comme expliqué précédemment, l'acier inoxydable ne rouille pas grâce à la couche inerte d'oxyde de chrome présente à sa surface. Le procédé de coloration exploite cette couche pour obtenir une teinte spécifique. Grâce à cette couche toujours présente, l'acier inoxydable ne se décolore pas et ne nécessite pas d'entretien fréquent comme la peinture. L'acier inoxydable coloré peut être travaillé avec précision, même en cas de pliages brusques, sans que sa couleur ne soit altérée. Concernant l'impact sur la résistance à la corrosion, les tests montrent qu'elle est améliorée après application de ce procédé. La couleur évolue avec le temps, passant successivement par le brun, l'or, le rouge, le violet et le vert. Une particularité de ce procédé est que l'aspect final peut refléter la surface d'origine du matériau : une surface polie ou miroir présentera un brillant métallique intense, tandis qu'une surface brute aura un aspect mat. Procédé : Ce procédé consiste à immerger l’acier inoxydable dans un bain de solution. La solution contient de préférence 250 g de Cr₂O₃ par litre, mais une concentration de 490 g d’acide sulfurique par litre est également acceptable. La température se situe entre 80 et 85 °C, et la durée d’immersion dépend de la couleur souhaitée, sans excéder 25 minutes. Après rinçage de la plaque d’acier à l’eau froide, celle-ci est plongée à température ambiante dans une solution contenant 250 g/L d’acide chlorhydrique et 2,5 g/L d’acide phosphorique pour un traitement cathodique. Ce traitement dure environ 10 minutes, avec une densité de courant de 0,2 à 0,4 A/dm². Afin d’éviter tout dommage, la plaque est durcie immédiatement après la coloration, rincée à l’eau chaude et séchée.
13. Finition de surface mixte : L’acier inoxydable coloré peut être texturé. La technologie exclusive développée consiste à éliminer les surépaisseurs à l’aide d’une bande abrasive en corindon, ce qui permet d’allier la beauté naturelle de la plaque d’acier à la couleur du motif. Cette surface, résistante aux traces de doigts, est particulièrement adaptée à la décoration intérieure. Les fabricants de produits de polissage peuvent fournir des échantillons de traitement de surface.
14. Traitement de surface par gravure Le motif est marqué sur la surface de la plaque d'acier par le processus de revêtement, puis la plaque d'acier est immergée dans une solution d'acide chlorhydrique ferrique (qualité o) pour graver la partie non revêtue, formant un beau motif sur la surface de l'acier inoxydable.
Date de publication : 21 juin 2023