Zingage et nickelage : Lequel choisir ?

Le zingage et le nickelage constituent une référence fréquente en matière de finition des métaux. Ces deux méthodes sont appliquées pour protéger les métaux, améliorer leurs performances et prolonger la durée de vie de leurs produits. Les différences entre ces deux types de traitement dépendent du coût, de la durabilité et de l'apparence. La finition de surface n'est pas qu'une question d'apparence. Il s'agit de la précision avec laquelle un produit peut résister à la rouille, à l'usure et aux dommages. Même les métaux les plus résistants peuvent être mis à mal s'ils ne sont pas recouverts d'un revêtement approprié. C'est la raison pour laquelle le placage est un processus important dans les secteurs de l'automobile, de l'aérospatiale, de la construction et de l'électronique.

Le zingage est connu pour être bon marché et efficace. Il forme une fine couche protectrice qui résiste aux dommages causés par la rouille sur le métal sous-jacent. C'est pourquoi il est privilégié pour les attaches, les écrous, les boulons et de nombreux autres petits éléments de produits utilisés dans la vie quotidienne. En revanche, le nickelage est plus solide et durable. Il ne s'use pas facilement et résiste aux acides. Le nickelage est également une finition brillante et attrayante, idéale pour les pièces décoratives ou visibles telles que les garnitures de voiture et les accessoires d'appareils électroménagers ou les boîtiers d'appareils électroniques.

Si l'on compare le zingage et le nickelage, la question qui se pose est la suivante : qu'est-ce qui fonctionne le mieux dans votre situation ? La réponse dépend de l'endroit où la pièce sera utilisée, du degré de protection dont elle a besoin et de la quantité dont vous êtes prêt à vous séparer.

Dans ce blog, nous allons analyser les deux processus, leurs avantages, leurs limites et les principaux domaines dans lesquels ils peuvent être utilisés au mieux, afin de vous aider à prendre la décision la plus appropriée.

Qu'est-ce que le zingage ?

Le zingage est une technique de revêtement largement utilisée et rentable. Elle consiste à déposer une fine couche de zinc sur la surface d'un métal, le plus souvent de l'acier ou du fer, par un procédé connu sous le nom de galvanoplastie. Dans ce processus, une solution de sel de zinc est utilisée pour immerger le métal de base, et un courant électrique est appliqué. Les solutions de zinc se déplacent vers la surface de la pièce, laissant une couche fine et uniforme.

Avantages de la galvanisation

• Résistance à la corrosion : Le zinc pourrait être utilisé comme revêtement sacrificiel, se corrodant ainsi en premier avant que l'autre métal sous-jacent ne subisse la corrosion. Cela augmente considérablement la durée de vie de la pièce.
• Faible coût : Le zingage est une méthode de revêtement peu coûteuse par rapport à d'autres.
• Bonne apparence : Donne une finition brillante qui peut être traitée avec des chromates pour prendre d'autres couleurs (jaunes ou claires).
• Flexibilité : Utilisable pour les écrous, les boulons, les fixations et les pièces automobiles.

Limites du zingage

• Sa durée de vie est plus courte que celle du nickel : Le zinc offre une protection élevée même dans les environnements les plus difficiles, mais sa durée de vie est réduite.
• Résistance à l'usure plus faible : Ce matériau n'est pas adapté aux applications à fort coefficient de frottement.
• Résistance aux basses températures : Le revêtement de zinc est affecté par les températures élevées.

Qu'est-ce que le nickelage ?

Le nickelage est également une technique de finition courante, mais comparé au zinc, il offre une surface plus dure, plus durable et plus esthétique. Le processus est réalisé de deux manières principales :

Nickelage électrolytique (galvanoplastie) - Comme pour le zingage, le métal brut est placé dans une solution de sel de nickel, et le nickel est déposé sur la surface en appliquant un courant électrique au métal.

Le nickelage chimique est une méthode qui ne nécessite pas d'électricité. Elle utilise plutôt un processus chimique pour déposer du nickel de manière à couvrir uniformément la surface, y compris dans des structures complexes ou des endroits autrement inaccessibles.

Avantages du nickelage

• Protection supérieure contre la corrosion : Le nickel forme une couche protectrice qui empêche l'humidité de pénétrer ou de se développer. Le nickel chimique est particulièrement efficace pour lutter contre la rouille.
• Dureté et résistance à l'usure plus élevées : Les revêtements en nickel sont plus durs que le zinc et plus résistants au frottement, à l'abrasion et à l'usage intensif.
• Meilleure apparence : Les finitions en nickel sont lisses, brillantes et professionnelles. Elles sont appliquées à des fins décoratives.
• Universalité de l'épaisseur : Le nickel peut être ajouté dans les revêtements plus épais pour améliorer la protection.

Limites du nickelage

• Dépenses excessives : Le nickelage est plus coûteux que le zingage, à la fois en termes de matériaux et de processus.
• Fragilité potentielle : Dans certains cas, les revêtements de nickel épais ont tendance à se fissurer en raison de leur fragilité.
• Poursuites environnementales : Le nickelage est considéré comme plus complexe en termes de traitement des déchets que le zinc.
• Processus de production plus lent : Le nickelage est généralement plus lent que le zinc, ce qui peut affecter la production à grande échelle.

Le processus de placage

Processus de zingage

La préparation de la surface est très méticuleuse dans le cas du zingage. Avant qu'une plaque puisse être réalisée, la surface, qui est dans la plupart des cas du métal, normalement de l'acier ou du fer, doit être débarrassée de l'huile, de la saleté, de la rouille et des oxydes. Pour ce faire, les composants sont nettoyés dans des liquides acides ou alcalins, puis rincés de manière à ce qu'aucun résidu ne subsiste. Après le nettoyage, le composant est inséré dans un bain électrolytique contenant une solution de sel de zinc, principalement du sulfate de zinc ou du chlorure de zinc. L'électricité est alors chargée à travers le bain. Ce mouvement entraîne le déplacement des ions de zinc présents dans le milieu et leur dépôt à la surface du métal de base. L'effet obtenu est une couche de zinc très fine et régulière qui recouvre le zinc qui se trouve en dessous. Un traitement ultérieur du composant plaqué est souvent effectué, ce qui peut donner un effet plus résistant à la corrosion, et permet également de modifier l'aspect du revêtement, en lui donnant une finition jaune, noire ou transparente. Le zingage est relativement rapide, son prix est bas et il est très utile pour la production de masse de matériel et de pièces automobiles.

Processus de nickelage

Le nickelage est préparé de manière presque similaire, l'étape initiale étant le nettoyage. Les surfaces des pièces sont bien traitées et rendues propres pour garantir que l'adhérence n'est pas compromise par des résidus. Nickelage électrolytique : La pièce entre dans un bain de solutions de sels de nickel, par exemple le sulfate de nickel, et un courant électrique est appliqué. Les ions de nickel se déposent alors sur la surface, formant une couche dure et protectrice. Une autre approche, qui est le nickelage et ne nécessite pas d'énergie, est le nickelage sans électrolyse. La pièce est immergée dans des produits chimiques sous forme de sels de nickel et d'une solution réductrice telle que l'hypophosphite de sodium. Une réaction chimique de placage se produit également, le nickel se déposant uniformément sur la pièce. Ce procédé présente l'avantage, par rapport au dépôt électrolytique, de recouvrir uniformément les pièces, même dans les creux, les rainures et autres géométries complexes. Les dépôts de nickel chimique sont réputés très durs et résistants à la corrosion, mais ce procédé est plus coûteux que la méthode de galvanoplastie et exige beaucoup plus de précautions en ce qui concerne la chimie du bain, le niveau de pH et la température.

Zingage et nickelage : Principales différences

Lorsqu'il s'agit de choisir entre le zingage et le nickelage, le coût, la durabilité, l'aspect, la résistance à la corrosion et l'adéquation de l'application sont autant d'aspects qui peuvent entrer en ligne de compte. Examinons-les un par un.

1.     Résistance à la corrosion

• Placage de zinc : Il offre une protection modérée dans des conditions modérées. La couche de zinc protège l'acier en se sacrifiant dans les zones qui sont exposées à l'humidité de temps à autre, comme les boulons, les écrous et les pièces. Mais le New Light n'est pas plus performant dans un environnement corrosif et soumis à de fortes contraintes, en particulier en mer.
• Nickelage : Il offre une meilleure résistance à l'humidité, aux produits chimiques et à l'oxydation. Le nickel chimique, en particulier, est très résistant à la corrosion et est couramment utilisé dans les secteurs de la marine, de l'aérospatiale et de la fabrication de produits pétroliers. 

Gagnant : Nickelage pour une protection à long terme contre la corrosion.

2. Endurance / résistance à l'usure

• Placage de zinc : moins durs et résistants à l'usure. Utilisation des meilleurs composants qui peuvent ne pas être utilisés directement à chaque fois.
• Nickelage: Nickelage plus dur et plus résistant aux rayures, aux frottements et à l'usure. A utiliser sur des pièces de haute performance ou des pièces en mouvement.

Gagnant : Nickelage ; Dureté, résistance à l'usure.

3. Coût

• Placage au zinc : It est beaucoup plus économique, tant en ce qui concerne les coûts des matériaux que ceux du processus.
• Nickelage : Le coût est plus élevé en raison du coût du nickel brut, et le temps de traitement est également plus important.

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4. L'apparence

• Placage de zinc : reflète la lumière et a un bel aspect, mais n'est pas aussi raffiné que le nickel. Il peut être chromaté pour obtenir différentes finitions (transparent, jaune, noir).
• Nickelage : Finition professionnelle, semblable à celle d'un miroir. Mieux vaut l'utiliser avec un produit destiné au consommateur ou à l'utilisateur final (produits électroniques, décoration, produits de luxe).

 Gagnant : Nickelage - pour l'esthétique.

5. Impact sur l'environnement

• Placage de zinc : En règle générale, ils sont moins dangereux pour l'environnement. Le traitement des déchets devient plus simple.
• Nickelage : Il doit être mis au rebut et manipulé de manière plus restrictive car il s'agit d'un produit chimique dangereux.

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Tableau de comparaison rapide

Applications industrielles du zingage et du nickelage

Les deux techniques de placage sont très courantes dans les industries ; cependant, la plupart des gens choisissent celle qu'ils vont utiliser en fonction du budget disponible, des exigences de performance et de la situation environnementale.

1. L'industrie automobile

Placage de zinc : Ils sont largement utilisés dans les embouts, les écrous, les boulons, les fixations et les pièces de freinage. Ces composants doivent être des matériaux et la protection contre la corrosion n'exige pas nécessairement des finitions haut de gamme. Le zingage constitue une méthode rentable pour la fabrication automobile en grande série.

Nickelage : Nickelage L'équilibre entre l'aspect et la résistance est toujours essentiel pour les garnitures décoratives, les emblèmes et les pièces d'échappement. Le nickel est également plaqué électriquement ; il est utilisé sur les pièces qui doivent fonctionner dans des environnements difficiles, comme les systèmes d'alimentation en carburant.

2. Industrie aérospatiale

Placage de zinc : Il ne s'agit pas d'un revêtement typique de l'aérospatiale car il n'offre pas une grande protection contre la corrosion. Mais les alliages zinc-nickel (une combinaison des deux) peuvent occasionnellement être utilisés comme protection modérée.

Nickelage : Il est très apprécié car il présente une excellente résistance à la corrosion et une capacité à supporter des températures élevées. Le nickelage est largement utilisé dans les pièces de moteurs d'avion, les systèmes hydrauliques et les trains d'atterrissage.

3. Construction et infrastructure

Placage de zinc : Il existe de nombreux articles de quincaillerie de construction qui utilisent le zingage, tels que les vis, les clous, les supports et les tuyaux. Il est utile car il offre un abri adéquat aux bâtiments soumis à différentes conditions météorologiques.

Nickelage : moins populaire dans la construction en raison de son coût trop élevé, mais dans les équipements qui nécessitent une utilisation à long terme et une finition propre (par exemple, les luminaires décoratifs, les ascenseurs et les pièces d'escaliers mécaniques).

4. Appareils/produits électroniques

Placage de zinc : Celui-ci est également utilisé sur les fixations internes et les connecteurs dont l'esthétique n'est pas un aspect important.

Nickelage : Couramment utilisé sur les surfaces externes telles que les coques de téléphone, les finitions décoratives d'appareils et les connecteurs électriques en raison de sa conductivité, de son usure et de son aspect brillant.

5. Pétrole et gaz / Machines lourdes

Placage de zinc : n'est pas le meilleur choix en raison de la nature hautement corrosive de l'environnement des plates-formes offshore.

Nickelage : Le nickel est la norme pour les machines qui entrent en contact avec l'eau salée, les produits chimiques et les environnements à haute pression. Le nickelage chimique est le seul procédé qui permet d'obtenir une couverture uniforme sur les formes les plus complexes, d'où l'intérêt de ce marché.

Lequel choisir ?

En fin de compte, le choix entre le zingage et le nickelage se résume à la question de savoir laquelle de ces considérations est la plus importante pour vous :

Sélectionnez le zingage lorsque

• Vous avez besoin d'une solution rentable.
• Le composant est utilisé dans des environnements modérés.
• Et vous plaquez des attaches, des boulons ou de la quincaillerie générale.
• Le respect de l'environnement et la rapidité de fabrication sont importants.

Sélectionnez le nickelage lorsque

• Vous avez besoin d'une résistance à la corrosion de longue durée.
• Le composant sera soumis à une friction élevée, à des produits chimiques ou à des températures brûlantes.
• Des décorations spéciales et une finition professionnelle de haut niveau sont attendues.
• Vous travaillez dans le domaine de l'aérospatiale, de la marine ou de la haute performance.

Dans d'autres cas, les industries vont jusqu'à utiliser des revêtements en alliage zinc-nickel, qui sont aussi économiques que le zinc mais plus durables que le nickel. L'avantage de ce système hybride a été acquis dans les programmes automobiles et aérospatiaux.

Ventilation des coûts : Zinc vs Nickel

Le coût est l'un des principaux facteurs déterminants. En moyenne :

1. Coûts du zingage : 0,10 à 0,25 le pied carré.
2. Coût du nickelage : 0.75-2.00$.

Cela signifie que le zingage est jusqu'à 10 fois plus rentable que le nickelage, et c'est la raison pour laquelle il est devenu si utile dans l'application de la production de masse. En revanche, si l'on calcule le coût de possession à long terme, le nickelage est rentable à long terme, car il prolonge la durée de vie des pièces, ce qui réduit considérablement le nombre de pièces à remplacer.

Matériaux nécessaires au placage

Matériaux pour le zingage

Le zingage nécessite un certain nombre de fournitures pour garantir une finition satisfaisante. Le métal de base est le plus souvent l'acier ou le fer, mais d'autres métaux peuvent également être utilisés. Le centre du bain de galvanisation est une solution de sel de zinc, généralement préparée à partir de sulfate de zinc ou de chlorure de zinc. Cette solution sert à conduire le courant électrique ; des produits chimiques appelés électrolytes sont ajoutés au bain. Le courant électrique qui provoque le déplacement des ions de zinc hors de la solution et sur la surface métallique est également produit à l'aide d'une alimentation électrique. Lors de la préparation des surfaces, des agents de décapage alcalins, dégraissants et acides sont utilisés pour éliminer les oxydes, la saleté et l'huile. D'autres produits chimiques sont ajoutés après le placage pour renforcer la résistance à la corrosion et modifier la couleur de la pièce maîtresse, comme les chromates.

Matériaux pour le nickelage

La composition du nickelage est encore différente. L'élément le plus important est le bain de sel de nickel, qui est généralement composé de sulfate de nickel, de chlorure de nickel et parfois de carbonate de nickel. Électrolyse du nickel Dans le processus électrolytique de la galvanoplastie du nickel, un courant continu est nécessaire pour transférer les ions de nickel à la surface du métal de base. Nickelage sans électrolyse Le nickelage sans électrolyse est une méthode de placage qui ne nécessite pas d'électricité, basée sur une solution réductrice appelée solution d'hypophosphite de sodium. Comme pour le zingage, des solutions de nettoyage et d'autres produits chimiques de préparation de la surface sont également nécessaires pour obtenir une forte adhérence de la couche de nickel. Parfois, des azurants et des stabilisants sont incorporés dans le bain pour améliorer la couleur et la qualité du revêtement. Étant donné que des produits chimiques plus nocifs sont utilisés dans le nickelage, il est nécessaire d'obtenir davantage de matériaux pour traiter les déchets et les manipuler en toute sécurité.

Tendances de l'avenir du placage des métaux

L'industrie de la métallisation évolue très rapidement en raison de nouvelles exigences environnementales et de nouveaux besoins industriels. Voici quelques-unes des tendances qui définissent l'avenir :

• Alliages Zinc-Nickel : Un alliage plus récent et plus courant dans l'automobile et l'aérospatiale aujourd'hui, en raison d'un certain compromis entre le coût et les performances. La stratification zinc-nickel peut être dix fois plus résistante à la corrosion que le zinc simple.
• Procédés respectueux de l'environnement : Les entreprises éliminent les produits chimiques dangereux tels que le chrome hexavalent et identifient des solutions plus respectueuses de l'environnement.
• Augmentation des énergies renouvelables et des véhicules électriques : Avec le développement des énergies renouvelables et la généralisation des véhicules électriques, le nickelage connaît une demande croissante en raison de l'utilisation accrue des pièces et des connecteurs des batteries.
• Automatisation et précision : Les robots de placage permettent de revêtir les pièces avec une extrême précision, ce qui se traduit par une réduction des déchets et une plus grande cohérence.

Derniers mots

Le zingage et le nickelage trouvent tous deux des applications dans la production contemporaine. Le zingage est tout simplement une solution économique, tandis que le nickel est plus solide et plus luxueux. L'approche la plus judicieuse pour de nombreuses industries est un mélange des deux, lorsque le zingage est utilisé pour accessoiriser le matériel général et que le nickelage est utilisé pour les composants critiques ou esthétiques. Un nombre surprenant d'innovations, dont le zinc-nickel et d'autres alliages, ainsi que des procédés respectueux de l'environnement, n'incitent guère à remplacer une méthode par une autre, mais plutôt à utiliser les deux de manière intelligente et plus durable. Tout dépend des priorités : le zinc convient lorsque l'on n'a pas de temps à perdre et que l'on a besoin de quelque chose de pratique, le nickel lorsque l'apparence et la performance ne sont pas négligées à tout prix.

FAQ

1. Zinc ou nickel - quel est le meilleur revêtement pour l'extérieur ?

Les applications extérieures conviennent généralement aux chariots élévateurs, qui dureront plus longtemps sous la pluie et s'oxyderont plus lentement. Le zingage est trop vulnérable pour être utilisé dans des applications extérieures sans revêtement supplémentaire (comme les chromates).

2. Est-il possible de combiner des revêtements de zinc et de nickel ?

Certains fabricants époxydiquent une couche de nickel sur le zinc existant ou utilisent une plaque d'alliage zinc-nickel. Il s'agit d'une technique hybride qui peut être très rentable et durable.

3. Lequel est le plus respectueux de l'environnement ?

Le zingage n'est pas aussi nocif pour l'environnement car ses déchets peuvent être traités plus facilement. Le nickelage est un procédé plus toxique, et un processus d'élimination plus soigneusement contrôlé est nécessaire.

4. Quelle est la durée de vie de chaque revêtement ?

• Placage de zinc : Ce placage dure de 12 mois à 3 ans dans les environnements volatils.
• Nickelage : Leur durée de vie peut dépasser 10 ans, en particulier pour le nickel chimique.

5. Le zingage est-il toujours aussi bon que le nickelage ?

Pas nécessairement. Le nickelage est plus performant, mais il est relativement plus cher. Pour le matériel en gros volume et à bas prix, le zinc est de loin le meilleur choix.