Thèse soutenue

Électrodéposition de nouveaux revêtements à base de Zn pour la protection contre la corrosion de pièces de carrosserie embouties à froid
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Auteur / Autrice : Florian Claudel
Direction : Nicolas SteinNathalie Bonasso
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences des matériaux
Date : Soutenance le 16/10/2019
Etablissement(s) : Université de Lorraine
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale C2MP - Chimie mécanique matériaux physique (Lorraine)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Jean Lamour (Nancy ; Vandoeuvre-lès-Nancy ; Metz)
Jury : Président / Présidente : Juan Creus
Examinateurs / Examinatrices : Nicolas Stein, Nathalie Bonasso, Catherine Savall, László Péter, Albert Tidu, Angéline Poulon
Rapporteurs / Rapporteuses : Catherine Savall, László Péter

Résumé

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De nombreux revêtements sont utilisés par les constructeurs automobiles pour la protection contre la corrosion de pièces de carrosserie embouties à froid. D’après la littérature, diverses solutions et approches ont été suggérées au cours des dernières décennies. Cependant, seulement quelques systèmes ont pu aboutir à une production en série. L’objectif de la thèse de doctorat présentée ici est de développer et caractériser de nouveaux revêtements anticorrosifs à base d’alliages de zinc pour la protection contre la corrosion de composants en acier mis en forme à froid. Sur la base d’une revue de la littérature détaillée, deux approches d’intérêt ont été considérées, consistant en l’électrodéposition impulsionnelle de dépôts de ZnMn et de ZnMn-Al2O3. Les revêtements ont été caractérisés en termes de composition chimique, microstructure et cristallographie. L’aptitude des revêtements à une application dans l’industrie a été évaluée sur la base du comportement en corrosion, de la formabilité à froid et l’aptitude aux opérations de peintures. L’utilisation de l’électrodéposition impulsionnelle a permis d’obtenir des revêtements de ZnMn monophasés, absent de porosités et compacts, présentant une teneur en Mn avoisinant les 15 m.% avec un fort rendement. L’électrodéposition sur des substrats variés a révélé un procédé de déposition stable et reproductible. Des mesures électrochimiques et des tests de corrosion accélérés ont révélé une performance anticorrosive des alliages de ZnMn intéressante. Une amélioration du temps d’apparition de la rouille rouge et qu’une diminution de la vitesse de corrosion ont été observées en comparaison avec les revêtements traditionnels. Des analyses de la mise en forme à froid ont montré un comportement prometteur des dépôts de ZnMn. Des premiers tests de phosphatation et peinture ont démontré la bonne aptitude des revêtements pour ces procédés. Cependant, certaines limitations ont été identifiées avec notamment des propriétés insatisfaisantes des revêtements lors d’une immersion en milieu chloré. De plus, des porosités ont pu être observées à proximité de l’interface entre le dépôt et le substrat. Dans le but de résoudre ces problèmes, l’électrodéposition de revêtements composites ZnMn-Al2O3 a été considérée. L’impact des particules et des paramètres électriques sur la distribution des particules dans la matrice métallique a été étudié. Avec des paramètres optimisés, des dépôts composites homogènes, compacts et monophasiques contenant jusqu’à 15 m.% de Mn ont pu être obtenus avec de forts rendements. Des analyses poussées ont aussi révélé la présence de particules sur la surface ainsi qu’à l’interface substrat - film. Des premiers essais mécaniques ont montré une augmentation de la dureté des dépôts composites. Des mesures électrochimiques ont également donné un aperçu très prometteur sur le comportement anticorrosif des revêtements ZnMn-Al2O3.