Composants principaux des couches de conversion chimique sur le marché, les composés à base de chrome hexavalent vont être interdits par la réglementation européenne REACh à partir de l’année 2024. Depuis plusieurs années, les industriels du secteur aéronautique développent donc des solutions de substitution basées sur le chrome trivalent, moins toxique et moins néfaste pour l’environnement que le chrome hexavalent, tout en conférant des propriétés anticorrosion prometteuses aux alliages d’aluminium. Le déploiement des solutions de conversion chimique à base de CrIII à l’échelle industrielle a mis en évidence une sensibilité forte de ces procédés aux propriétés de surface des alliages d’aluminium. Ce projet de thèse vise à améliorer la robustesse du procédé de conversion au chrome trivalent en identifiant les paramètres de premier ordre contrôlant les performances anticorrosion des couches. Pour cela, des éléments de compréhension concernant les modifications de surface causées par la préparation de surface et les mécanismes de croissance de la couche ont été apportés. Les travaux de thèse ont été réalisés sur l’alliage d’aluminium 2024 largement employé dans le domaine aéronautique. Différents lots d’alliage, états de surface et états métallurgiques ont été considérés afin de déterminer l’impact de la microstructure de l’alliage sur les propriétés de surface après préparation de surface ainsi que sur les propriétés anticorrosion de la couche formée. L’étude de la réactivité de l’alliage dans le bain de conversion chimique a ensuite permis de mettre en évidence les mécanismes de nucléation et croissance de la couche de conversion. Un modèle de formation de la couche en surface de l’alliage 2024-T3 a ainsi été proposé. |
Hexavalent chromium, one of the main components of the chemical conversion coatings on the market, will be banned by European REACh regulations from 2024. From several years, manufacturers in the aeronautical sector have been developing substitution solutions based on trivalent chromium. These solutions with promising anti-corrosion properties as compared to hexavalent chromium are less toxic and less harmful to the environment than hexavalent chromium. However, the deployment of the CrIII conversion coatings to the industrial scale highlighted a higher sensitivity of these processes, as compared to the CrVI solutions, to the surface properties of the aluminium alloys. This work aims at improving the robustness of the trivalent chromium conversion process of the aluminium alloys by identifying the first order parameters controlling the anticorrosion performances of the conversion coatings. For that purpose, elements of understanding concerning the surface modifications caused by the surface preparation as well as data on the mechanisms of growth of the coating were brought. The thesis work was carried out on aluminium alloy 2024, which is widely used in the aeronautical field. Various alloy batches, surface states and metallurgical states were considered in order to determine the impact of alloy metallurgy on the surface properties after surface preparation as well as on the anticorrosive properties of the coating. The study of the reactivity of the alloy in the chemical conversion bath gave relevant data on the mechanisms of nucleation and growth of the conversion layer. As a result, a model for the formation of the conversion coating for 2024-T3 alloy was proposed. |