Technique Tutoriel anodisation aluminium

[DidierV]

Je pense effectivement que je vais tester une "petite " anodisation à 18°C 1h30 à 2 h00 histoire de voir l'effet sur la prise de teinte (gris moyen voire gris foncé ?) et d'évaluer la prise de dureté associée à l'augmentation de l'épaisseur de la couche. ça tombe bien car j'ai des pièces un peu techniques en cours de production au boulot.

Si ton alim est capable de travailler en CC et monte à 30V, test en baissant ta T° à 12°C et pour le temps, laisse courir tant que ton alim a assez de tension pour maintenir le courant... Effet garanti : gris anthracite, dureté et épaisseur

 

[Bat74]

Mon alim est capable de 30A sous 30V... et gère les modes CC ou CV à la demande donc ça devrait le faire.
Si tu parles d'utiliser le mode CC, c'est qu'il faut alors travailler à 1,5 A/dm² et pas en tension. Il va donc falloir prendre en compte la surface réelle de la pièce... Heureusement elle a été dessinée en CAO donc la surface ne sera pas trop compliquée à retrouver.

 

[DidierV]

Tu a tous compris, c'est juste pour la 1ere pièce afin d'en profiter pour valider la tension de ton bain à 12°C. Bien sur, après, tu peut travailler à nouveau en tension constante

 

[Alpazen]

Va falloir que je tente aussi l'expérience pour voir.. merci Didier..

 

[Alpazen]

Coucou les amis,

Bon, c'est la cata de mon côté, hier mes collages époxy des raccords en L sur les tubes de 10mm ont lâchés , du coup mes 2 bains se sont mélangés (refroidissement et acide) et ce matin j'ai du me coltiner un immense nettoyage complet avec rinçage de tous les éléments et passivation du bain d'acide, j'avais un peu peur pour ma pompe d'aquarium qui est restée la nuit dans le bain mixte, mais après de multiples rinçages tout semble parfaitement fonctionner.. ouff..


Par contre mon bain était devenu d'une extrême noirceur, au point de ne plus rien voir au fond du bain.. je soupçonne quelques éléments, mais peut être que @DidierV aura d'autres pistes :

1) que les tubes inox 316 commandés en Chine ne soient finalement que du vulgaire 304, je vais faire un test sur 2 morceaux qu'il me reste pour voir

2) les tiges filetées titane sont celles qui avaient le plus noirci au tout départ de mon bain, est ce que la qualité du titane peut jouer en ce sens ?

3) la colle époxy qui s'est dissoute petit à petit dans le bain ..

4) ... ???


Comme j'avais déjà prévu un autre bain plus grand, j'ai déjà en ma possession des beaux tubes de 12 en inox poli 316L (provenance France cette fois), par contre je vais devoir attendre les nouveaux embouts en L avant de pouvoir refaire mon bain.. donc wait and see..

Devant l'urgence j'ai pas pris le temps de faire des photos tellement c'était la cata à gérer sur le moment, mais voici le bain une bonne quinzaine de jours avant :

Et il est clair qu'à partir de maintenant je vais prévoir de vider mes cuves régulièrement..

@+++

 

[Bat74]

Perso, je vidange le bain dès la fin de l'utilisation car j'ai aussi remarqué qu'il prend une petite teinte grise si je le laisse une journée complète...
J'ai testé la matière des tubes inox "316" chinois identique à celle de @Alpazen en immersion prolongée bain acide sulfurique : RAS Ce n'est donc pas ça...
Je penche nettement plus sur l'implication des cathodes "titane chinois"...
Je vais tester cette hypothèse le weekend prochain en enlevant tout du bain sauf les électrodes et zouuuu trempette sur quelques jours en surveillant. On en aura le cœur net.
Et si c'est bien ça... on passe alors en cathodes PLOMB... on gagnera en prime 1 volt de potentiel sur la tension d'alim à température de travail équivalente.

Affaire à suivre

 

[Alpazen]

Alors mes plaques titanes de chaque côté sont nickels, ma tige filetée M4 titane est un peu noircie mais sans plus, mes gueuses en plomb qui servent de lest sont parfaites.. mais alors la (très sale) gueule des tubes de 10mm en soi disant inox 316, alors là je vous dit pas !!

 

[Bat74]

CQFD... C'est pas joli...
inox 3 SANS 16... mais AVEC quoi ? De la merdasse ça c'est sûr !
Bon, j'ai pas dû laisser tremper assez longtemps le bout de tube qui me restait.

Bref, j'ai plus qu'à faire comme toi et préparer un nouveau jeu de coudes pour les nouveaux tubes ; ce sera plus sûr.

 

[Alpazen]

inox 3 SANS 16...

.. ils sont bouffés jusqu'à la moelle les cochonium !!!! .. du coup, pas très étonnant la couleur de mon bain..

Et encore merci au gentil vendeur de mes deux.................................

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[Alpazen]

Alors voilà des nouvelles..


Après avoir acheté de nouveaux tubes inox 316L chez un revendeur français j'ai tenté une nouvelle expérience extrême, à savoir en faire tremper un bout dans de l'acide à 37,5%.. et il en est ressorti d'un très beau noir brillant au bout de 24H :

Une fois bien nettoyé et brossé à la stotch brite il est réapparu bien grisé, et toujours en suivant mon intuition je l'ai fait retremper dans la même solution à 37.5%.. plus aucune réactions de visible en 3 jours de trempette !!

Il y a donc bien eu une passivation qui s'est opérée, et du coup j'ai réitéré la même opération pour mes 4 tubes définitifs de refroidissement, je pense que je vais être tranquille maintenant..


Voici donc le nouveau système avec le bullage et le refroidissement réunis avec des ligatures en lames de plombs, le fait d'avoir tout d'un bloc sera sûrement très pratique pour l'entretien.. et le lestage obtenu permet que tout ce beau monde reste bien au fond du bain durant le processus..

@+++ pour des news

 

[DidierV]

Quand tu aura fini de t'amuser avec tes tubes inox, tu pourra reprendre l'anodisation ?

 

[Alpazen]

@DidierV : d'abord c'est à cause de toi que mon bain a noirci.. t'avais qu'à m'envoyer mes produits avant... NA !!!!

Et au fait, l'antifongique il faut le mettre dans quels produits ou bains (et quels dosages).. j'ai oublié ce que m'avait dit Philou..

 

[DidierV]

(J'ai bien fais de l'ouvrir moi.... )
L'antifongique, c'est 10 gouttes/litres dans les colorants pour aider à les conserver si tu les ranges au frigo. Sinon, juste dans un endroit sec et frais, 20 gouttes/litres. Pas d’intérêt pour les petits bains de rinçage, mais à partir de 20 litres, de 5 à 10 gouttes par litres.

 

[Bat74]

Et au fait, l'antifongique il faut le mettre dans quels produits ou bains (et quels dosages).. j'ai oublié ce que m'avait dit Philou..

Je t'ai juste dit qu'il ne fallait pas le boire ...

Moi j'en mets dans les colorants, et dans le bain de colmatage; c'est tout. (ha... coiffé sur le poteau par Didier )

 

[DidierV]

Moi j'en mets dans les colorants, et dans le bain de colmatage

Oui, mais pour le colmatage, c'est pour les pro qui respectent à la ligne le protocole de rinçage et les PH, donc qui gardent un bain de colmatage propre très longtemps... Dans ce cas, pareil : 10 gouttes/litre.

 

[Bat74]

Bon... alors je suis passé chez les Pros ...

 

[tourniquet]

Bonjour,

Mes questions portent sur l'anodisation dure.
Peut-elle être réalisé sur des aluminiums de fonderies contenant un fort taux de silicium ? De l'ordre de 12 à 24 %

Je suppose qu'en masquant certaines parties de la pièces, il est possible de n'obtenir le traitement que dans des zones très localisés.

Je souhaite anodiser dure les gorges des segments sur des pistons de moteur.
Et peut être aussi la calotte, si l'anodisation peut m'offrir facilement une barrière thermique supérieure à la réflexion de l'aluminium polit

 

[DidierV]

Bonjour Tourniquet,

Désolé pour le temps à te répondre.

Déjà, il faut savoir que l'anodisation dure (OAD Oxydation Anodique Dure) se réalise avec un bain électrolytique plus acide que l'anodisation "Standard" (OAS Oxydation Anodique Sulfurique). La température de travail est de l'ordre de 0 à 3°C et le bain doit être très bien agité : Bullage + brassage mécanique. J'insiste sur ce point, car il est capital !!! La dernière ligne que j'ai monté en OAD, faisait 60 litres et les meilleurs résultats ont été obtenu avec une pompe de brassage qui pompait l'électrolyte en cycle fermé à raison de 40 litres /mn, soit un renouvèlement de plus de la moitié du bain par minute. La raison est simple, les tensions sont de l'ordre de 60 V et la densité de courant de 3 à 5A/dm2. Avec un courant de 4A on obtient donc 240W en OAD contre 24W en OAS. Donc, si tu n'a pas un très bon brassage, tu va avoir des défauts sur les points de contacts. En parlant de point de contact, il doivent êtres très fermes et multiples. Pour les pistons, la meilleur méthode et d'ajuster un cylindre en alu (6xxx ou 5xxx) qui sera monté à la place de l'axe. Tu perce de part en part et tu taraude. Tu monte ton axe sur le piston puis une vis (titane) qui va prendre appuie sous la calotte du piston. Tu aura un bon serrage avec 3 gros point de contact.
Bien sur, anodisation en tension constante obligatoire, donc calibrage du bain avant toute chose...

Pour protéger les zone à ne pas anodiser, c'est simple : de la peinture ! Une fois ta pièce anodisée, tu peut y aller au décapant peinture, acétone,... Bref, tous sauf de la soude

Si tu a besoin d'aide, promis, je serais plus réactif

Bon courage

 

[DidierV]

Ha, pour le silicium, j'oubliais...
J'ai déjà anodisé des pistons avec de très bon résultats, mais impossible de te préciser le taux de silicium...
En effet, la couche anodique va t'apporter une excellente barrière thermique. Mais revers de la médaille, il y a barrière donc rayonnement... Je me rappelle que sur le 350 RDLC, le résultat était top, mais le préparateur m'avait dit qu'il consommait de la bougie... Je pense que ça vient de la. Maintenant, c'était pour de la compétition et le moteur était plus tapé qu'un islamiste à Guantánamo... alors impossible d'être formel.

 

[tourniquet]

Merci de ta réponse.
Ne t'inquiètes pas s'il elle t'a prit quelques jours, tu me répond de façon précise et gratuitement. Je ne vais pas en plus me plaindre.

A la lecture de tes différents posts sur le sujet, suivant les éléments d'additions qui composes l'alliage. Il est plus ou moins compliqué d'anodiser.
Visiblement le silicium à forte concentration ne pose pas de problèmes particuliers.

24% de silicium n'est pas quelque chose de courant. Ça reste très spécifique pour contenir les dilatations et le respect des jeux en fonctionnement.
Malgré que la gorge pour le segment est usinè avec un léger angle pour se redresser sous la charge et améliorer son travail. C'est une zone qui travaille beaucoup (marque sur les faces du segment après utilisation). L'anodisation dure est dans le but d'apporter une meilleure tenue au segment.

La barrière thermique de la calotte et pour conserver le maximum de chaleur dans la chambre. Pour m'approcher d'une combustion adiabatique et jouer sur la température des gaz dans l'échappement pour accroître la plage de fonctionnement de l'échappement.

Bouffer de la bougie se n'est pas grave. Elles sont systématiquement remplacé après chaque épreuves. Ainsi que le piston, une partie des roulements et les clapets.

Jouer au dessus de 400 cv/l le moindre paramètre peut faire la différence en mieux ou en casse.

Y a plus qu'à approvisionner le matériel et expérimenté. Je te tiens au courant de l'avancée et des résultats.

 

[DidierV]

@tourniquet
Si tu a besoin, je te fais les ratios d'acides pour l'électrolyte et je me renseigne pour la densité de courant avec un alliage à +20% de silicium.
(J'ai encore quelques copains ingé vivant ). Je te recommande fortement d'utiliser un additif d'anodisation : Tu aura un résultat (dureté, microstructure,...) en moyenne de -10°C. En gros à 10°C avec l'additif tu aura le même résultat qu'a 0°C sans additif... et c'est pas rien, ces 10°C sont très chiants pour maitriser une température de bain stable du début à la fin, surtout si l'air ambiant est à 30°C ^^
Bref, si tu a besoin d'un coup de main, je suis a ta dispo

A bientôt

 

[tourniquet]

J'ai trouvé un brevet traitant de l'anodisation dure des pistons

Qu'est-ce qu'ils entendes par "compression de la couche" ?

"

• pour que la couche d'oxyde joue son rôle de barrière thermique avec suffisamment d'efficacité, il faut que son épaisseur soit au moins égale à 50 µm d'où la nécessité de mener l'anodisation jusqu'à l'établissement de fortes tensions anode-cathode. Dans ces conditions, on risque de détériorer la couche par le phénomène de brûlures qui est une dissolution accélérée et localisée de ladite couche sous l'effet d'une concentration élevée des densités de courant en certains points et qui entraîne de fortes élévations locales de température . Pour supprimer ce risque, on doit se limiter à l'utilisation de densités de courants inférieurs à 10 A/dm² et à prolonger de ce fait la durée d'anodisation au-delà d'une demi-heure pour obtenir une épaisseur convenable d' oxyder.
• [0008]
  Il faut encore que cette couche présente une bonne tenue à la fatigue thermique et qu'elle soit suffisamment dure afin de ne pas se disloquer lors du fonctionnement du piston. Pour parvenir à ce résultat, il est connu de procéder après l'anodisation à certains traitements tels qu'une compression de la couche

"

 

[DidierV]

Salut Tourniquet,

La littérature que tu a trouvé doit dater non ? A ma connaissance, c'est une technique ancienne, abandonnée aux profits de solutions chimiques, en particulier des additifs aux bains d'anodisation qui visent à une meilleur orientation de la micro-structure de la couche anodique, ce qui permet d'augmenter sa densité.
Le problème évoqué est très connu et visible avec du 2017 : La ou un 6060 supportera 40µ sans problème, un 2017 verra sa couche commencer à devenir anarchique à partir de 15µ.
La compression de la couche je ne connais pas... Une technique qui va, par pression mécanique, augmenter la densité de l'alumine sans pulvériser la pièce, je vois pas... Mais je suis un humble technicien, loin d'avoir fait le tour du sujet

Ce qui est sur, c'est que pour sortir 50µ d'un alliage surchargé en silicium, en produisant une couche dense, c'est un laboratoire qu'il faut... Déjà en CC, ça va pas le faire, c'est un courant HF qui est certainement utilisé et certainement pas de l'acide sulfurique...

Je ne pense pas que ce soit faisable hors d'un vrai projet industriel...

A bientôt

 

[tourniquet]

Effectivement c'est un peu ancien et cela porte sur un traitement industriel visant à accélérer le processus pour de la série.

EP0402287B1 - Dispositif de traitement par anodisation de pistons en alliage d'aluminium utilisés dans les moteurs à combustion interne - Google Patents

 

[DidierV]

Effectivement c'est un peu ancien et cela porte sur un traitement industriel visant à accélérer le processus pour de la série.

EP0402287B1 - Dispositif de traitement par anodisation de pistons en alliage d'aluminium utilisés dans les moteurs à combustion interne - Google Patents

Salut Tourniquet,

Ok, alors en gros, le truc c'est de faire un outillage qui vient se monter sur le piston et forme une cuve dont la calotte du piston devient le fond. L’électrolyte est constamment renouvelé, certainement en cycle fermé.

En effet, le but de ce brevet est de faire de la série ou de la petite série, car ce montage permet d'épargner tous ce qui n'est pas la calotte sans se prendre la tète. Mais du coup, pour moi, dans ton cas, aucun intérêt ! La peinture ou le vernis fera le taff avec l'avantage de disposer d'un volume de bain suffisant et facile à refroidir. Je crois pas que ce brevet t'aide... Il y a des solutions, assez simple et pas cher pour un piston avec un bain de 8 litres. Si tu veux, je peux regarder comment organiser le truc...

A bientôt

 

[tourniquet]

Effectivement je ne vais pas mettre en œuvre un procédé industriel.

C'était de la pure curiosité. Parfois un dessin ou une phrase peuvent donner une idée où une solution.

La température de travail est de l'ordre de 0 à 3°C

Pour l'instant je ne vois pas vraiment comment gérer cette température.
Le bac d'anodisation au frigo ou aux congèle ?

 

[DidierV]

Tous dépend de la taille de ton piston... Tu a des chiffres ? Cela va déterminer le volume du bain et la puissance nécessaire....

 

[tourniquet]

Oui bien sûr.

Ils ne sont pas bien gros, c'est un bicylindre avec 125 cc unitaire.

Diamètre piston 54 mm
Hauteur totale 60 mm

 

[DidierV]

Ok, alors voici ce que je ferais :
Déjà, trouve un récipient pour anodiser. Un bac de 5 litres utile devrait faire l'affaire. Utilise des cathodes en alu. Si tu n'a pas de tôle, des plats alu (6060) relié entre eux feront l'affaire... Prévoit un bullage avec une petite pompe à air d'aquarium qui tournera en permanence.

-Pour l'électrolyte, prévoit un volume de 10 litres. Il te faut :
8 litres d'acide de batterie
2 litres d'eau déminéralisée
500 grammes d'additif d'anodisation (50gr/litre).

Ce volume de 10 litres sera divisé en 2 :
3 litres pour faire le bain
7 litres pour le refroidissement

Comme un crobart fait souvent le job d'un long discourt :

Pour les paramètres d'anodisation :

Début à 0°C, fin à 0°C avec +/- 0,5°C max de variation sur le cycle (attention à ces températures, chaque °C se paye cher en volt ^^,
Je trouve une surface pour les 2 calottes de piston de 4580 mm2, car bien sur, le mieux est les traiter ensemble,
Je part sur une densité de courant de 3A/dm2, ce qui donne un courant à régler de 1,5A et avec un cycle de 60 mn, tu devrais atteindre 55µ
Attention, à mon avis, il va falloir monter à 60, voir 80V en fin de cycle !

Si tu vois que tu ne dispose pas de la tension nécessaire, passe ton bain à 10°C.
Dilue ton acide en rajoutant 3 litres d'eau déminéralisée.
Anodise à 1A pendant 90 mn.

Bien sur pièces bien préparée ! Lavage, décapage et désoxydation.
Bien isolé hors calottes, sinon bien sur les valeurs que je te donne sont fausses
Il peut toujours y avoir besoin d'ajustement... A ta place, je ferais des tests avec des pistons HS avant de me lancer sur ceux que tu va monter sur la machine...

 

[mataf01]

Bonjour, et merci pour toutes ces explications et videos. L'alim de ta dernière vidéo, c'est un chargeur de modélisme ultra duo (de graupner)? Si oui tu le règle sur quelle type de chimie, NiCad, Pb?
Merci.