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Les aciers thermo-laqués(prélaqués) et lelaqués(prélaqués) et le

développement de nouveaux ppaciers.

Suzanne MathieuSuzanne MathieuACCTiv’Conseil

9ème symposium international de forge 18 Octobre 2014

IntroductionIntroduction

Cette présentation non exhaustive a pour but de montrer leCette présentation, non exhaustive, a pour but de montrer le développement de produits prélaqués répondant aux exigences d’esthétique, d’anticorrosion et respectueux de l’environnementl environnement.

Nous verrons d’abord la finalité de ces produits et des exemples de ceux-ci.e e p es de ceu c

Nous aborderons ensuite l'importance des contraintes réglementaires ( WEEE ,RoHS ,Reach) et nous verrons leur

l d ffé l d éimpact sur les différentes solutions adoptées.Puis nous verrons comment les produits prélaqués peuvent permettre d'offrir de nouvelles fonctionnalités, afin de répondre de façon utile au développement durable.


P i t dé l é d i él é ?Pourquoi a-t-on développé des aciers prélaqués ?Pour obtenir :

• Un aspect esthétique: ( couleur, texture, rugosité, propriétés anti-reflet tenue à la lumière )uniformepropriétés anti reflet,tenue à la lumière…)uniforme , appliqué en continu.

• Une résistance à la corrosion adaptée aux conditions d’usage.

• Une bonne facilité de mise en oeuvreU té i l b• Un matériau recyclabe.

• Une famille de produits respectueux de l’environnement.Une excellente adhérence de la peinture sur les aciers• Une excellente adhérence de la peinture sur les aciers utilisés.

• Un coût raisonnable.9ème symposium international de

forge 18 Octobre 2014

Un coût raisonnable.

Constitution d’un acier prélaquép q________________________

• Aciers Supports:Aciers Supports: – Acier laminé à froid– Acier galvanisé en continuAcier galvanisé en continu– Galfan (95% Zn - 5 %Al)– Galvalume® Aluzinc® (55% Zn-43,4% Al-1,6%Si)

Al i ® ( 90% Z 10% Si)– Alusi ® ( 90% Zn-10% Si)– Alupur

• Revêtement :Revêtement :– Préparation de surface ( dégraissage alcalin, rinçages,

traitement de conversionA li ti d i t ( 1 2 h ) C i– Application de peinture ( 1 ou 2 couches). Cuisson

– Application de film de protection temporaire ou permanent.


Systèmes de peinture________________________

• Primaires– Les primaires utilisés en général sont de primaires universelsLes primaires utilisés en général sont de primaires universels

d’épaisseur comprise entre 5 et 15µm.– On utilise principalement des systèmes Polyester/mélamine

P l t /i t bl éou Polyester/isocyanate bloqué.

• FinitionsPlastisols : finitions thermoplastiques avec une excellente protection– Plastisols : finitions thermoplastiques avec une excellente protection contre la corrosion, une flexibilité remarquable et une très bonne résistance aux chocs.PVDF(polychlorure de vinylidène): excellente tenue chimique et à la– PVDF(polychlorure de vinylidène): excellente tenue chimique et à la lumière.

– Polyester/Mélamine: ces finitions présentent un excellent rapport lité/ iqualité/prix.

– Polyester/socyanate bloqué ou Polyuréthanes: Ces finitions présentent une bonne ductilité.


Ligne de prélaquageLigne de prélaquage

La technique de prélaquage permet l’obtention d’aspects très variés pouvant répondre aux nombreuses exigencestrès variés, pouvant répondre aux nombreuses exigences d’esthétique, de brillance, de sensibilité aux rayures, au

lavage,…Par :

1) l’intermédiaire de films de peinture adaptés1) l intermédiaire de films de peinture adaptés ,2) Un traitement mécanique de la surface,

3) L’utilisation de films de PET décorés.


E l d’ bExemples d’aspects obtenus

Décor marbré Faux bois Faux cuir9ème symposium international de


Caractéristiques des produits prélaquésCaractéristiques des produits prélaqués

• L’épaisseur de zinc, la nature du traitement de surface et descouches de peinture vont déterminer les qualités des produits :

– Tenue à la corrosion atmosphérique– Tenue à la corrosion atmosphérique.– Aptitude à la mise en forme.– Tenue à la lumière.

– Fragilité du revêtement.…..

Les tôles prélaquées respectent de nombreuses normes (29),qui ont été définies afin de fournir aux utilisateurs desproduits conformes à leurs besoins ( voir liste des normes enannexe) .annexe) .


Mise en oeuvre des aciers prélaqués

Précautions à prendre lors du transport, du stockage, de la manipulation et de la découpe.

Mise en forme par profilage, pliage.

Profils divers

A blAssemblage :Mécanique: agrafage, sertissage, boulonnage, vissage, clinchage.

Collage.

Soudage: laser,par bossage, par décharge de condensateur.9ème symposium international de


Mise en forme des produits prélaquésMise en forme des produits prélaqués

• Le pliage est une technique très utilisée lors de lapliage

• Le pliage est une technique très utilisée lors de la mise en œuvre des tôles prélaquées.

• L’aptitude au pliage est liée à la qualité du• L aptitude au pliage est liée à la qualité du revêtement métallique, à l’adhérence de la peinture et à la souplesse des résines utilisées.

.

p p

L’aptitude au pliage est

La souplesse du revêtement est liée àla température de transition vitreuse (Tg) des

résines.9ème symposium international de


L aptitude au pliage est mesurée selon la norme

EN 13523-7

résines.

Assemblage Mécanique

Différents modes de sertissage

Assemblage par rivet

Assemblage par vis9ème symposium international de


g p

Assemblage par soudage

Soudage par décharge de condensateur


Axes de développementAxes de développement

Respect des normes environnementales : WEE, RoHS, Reach

Parmi les produits interdits ceux qui concernent l'industrie sidérurgique sontprincipalement le Pb , le CrVI et certains solvants.

1) Le Pb était utilisé dans les bains de Zinc des ligne de galvanisation en continu ainsi que dans certaines peintures:

Aujourd'hui le Pb n'est plus utilisé dans les lignes . Il avait pour but d'améliorer la mouillabilité de l'acier par le zinc. Une amélioration du nettoyage des

bandes en entrée de ligne a résolu le problème.Au niveau des peintures les fournisseurs ont développé des formules sans

métaux lourds (Pb,Cd,)

3) l ht lè d l t t été i é d l

( , ,)

2) Le CrVI était principalement utilisé comme produit de passivation ensortie de lignes de revêtement métallique et sur ligne de prélaquage.

3) les naphtalènes des solvants ont été supprimés dans la sidérurgie ainsi que chez leurs fournisseurs de peintures l.


Axes de développement

Recherche de nouvelles fonctions

. Un grand nombre de fonctionnalisations de surface est en cours développement

pour les tôles prélaquées avec des finitions:

Antistatiques à conductivité contrôlée ( salles blanches)

Anti bactérienne,

A t tt tAuto nettoyantes,

Anti graffiti,

Radiatives permettant de réduire les dépenses de climatisationRadiatives, permettant de réduire les dépenses de climatisation


Axes de développementRéduction des coûts

Suppression du traitement de surface avant peinture

Des développements sont en cours pour remplacer le traitement de surface par des primaires traitants présentant

é f ésimultanément les fonctions d'anticorrosion et d'adhérence peinture.

Ces développements, économisent de la place ainsi que les ût lié d it hi i l d l l i t d lcoûts liés aux produits chimiques lors de leur emploi et de la

destruction des résidus .Tous ces travaux se font en coopération avec les fournisseurs

de peinturede peinture .


A d dé l tAxes de développementDéveloppement de nouveaux produits fonctionnalisés

Nouvelles EsthétiquesNouvelles Esthétiques

Polyacrylic < 1µmRevêtements par plasma sous vide : Ambient® (1)

La technique PVD qui sert au revêtement de magnésium Zi t é l t i à dé d t è fi

SteelIron oxide

y y10-100nm

sur Zinc peut également servir à déposer de très fines couches d'oxyde de fer qui donnent alors des couleurs

interférentielles

Cette technique permet de déposer dePVD sur Aluzinc®

Cette technique permet de déposer detrès nombreux éléments ou composés tels

que cuivre ou oxyde de cuivre,aluminium ou alumine,argent, étain, titane ou nitrure de titane…

L'exemple présenté est une application d'un dépôt denitrure de Titane sur de l'acier inoxydable qui présentenitrure de Titane sur de l'acier inoxydable qui présente

un aspect doré.

L'acier Ambient®:- résiste aux griffes

Couleurs Interférentielles

- est insensible aux traces de doigt- est adapté aux utilisations en intérieur

- se prête aux mises en forme par pliage,profilage et emboutissage léger


Couleurs Interférentielles

(1) Documents ARCEO-Mecachim-ArcelorMittal

Finitions durablesFinitions durables

« FIPEC* » rassemble 5 professions : peintures, colles et adhésifs, encres d'imprimerie, couleurs pour

Peintures

p p , , p , pl'art et l'enseignement, bitumineux de protection.

On désignera par "industrie des revêtements" l'ensemble des industries correspondant à ces cinq professions

L'industrie des revêtements est une industrie responsable qui se préoccupe depuis longtemps desL industrie des revêtements est une industrie responsable qui se préoccupe depuis longtemps des problèmes concernant l'hygiène, la sécurité et l'environnement qu'on désignera par le sigle H.S.E. Les préoccupations concernent :

- les personnes chargées de la recherche, de la production, de la logistique,de l'utilisation de la destruction- de l utilisation, de la destruction

- les produits depuis leur naissance jusqu'à leur disparition - le voisinage des sites de production et d'utilisation .

* FIPEC: Fédération des industries des peintures, encres, couleurs, colles et adhésifs » www.fipec.org

OHGPI* : Office d’homologation des garanties de peinture industrielleLa quasi-totalité des entreprises d’application et des fabricants de peinture industrielle, des entreprises

de métallisation et de peinture en atelier spécialisées dans l’anticorrosion adhérent à l’OHGPIde métallisation et de peinture en atelier, spécialisées dans l’anticorrosion, adhérent à l’OHGPI.Les cahiers des charges des principaux donneurs d’ordres publics ou privés prévoient, presque toujours,

l’homologation des garanties par l’OHGPI.* OHGPI www.ohgpi.com


R l t dé l t d blRecyclage et développement durableRECYCLAGE

L’acier est le matériau le plus recyclé au mondeL’acier récupéré est indéfiniment recyclable

L l d l’ i t ib à l éd ti d é i i d à ff t dLe recyclage de l’acier contribue à la réduction des émissions de gaz à effets de serreEmission de CO2 pour la production de 1kg de métal

1510121416

CO

2

2,15 1,7 0,590246810

Aluminiumprimaire Tôlesde carrosserie

AcierTôles decarrosserie

Aluminiumrecyclé Acier recyclé

kg d

e C


Recyclage et développement durableRecyclage et développement durableDéveloppement durable

Le développement durable est une nouvelle conception de l’intérêt public appliquée à laLe développement durable est une nouvelle conception de l intérêt public, appliquée à la croissance économique et reconsidérée à l’échelle mondiale afin de prendre en compte les aspects environnementaux généraux d’une planète globalisée.Selon la définition proposée en 1987 par la commission mondiale sur l’environnement et le p p pdéveloppement,le développement durable est:

« <un développement qui répond aux besoins des générations du présent sans compromettre la capacité des générations futures à répondre aux leurs »

http://fr wikipedia org/developpement durablehttp://fr.wikipedia.org/developpement durable

Ce qu ’il faut conserver à l ’espritLe développement durable nous préoccupe en tant qu’habitants de la planète.

L ’acier est un matériau économique, évolutif, répondant à une multitude d ’usages, au point que nous le côtoyons en permanence. Il est un facteur

important de développement durable.à éSon recyclage, à partir des produits en fin de vie, économise des ressources

minérales, de l’énergie et du CO2.


Axes de développementpp

Nouveaux produits supports : Alliage Zn-Al-Mg

De nombreuses recherches sont menées dans la sidérurgie mondiale pour développerDe nombreuses recherches sont menées dans la sidérurgie mondiale pour développer de nouveaux revêtements métalliques en remplacement du zinc et des alliages actuels.L'objectif de ces travaux est d'améliorer les propriétés anticorrosion , en particulier la

protection des tranches , et/ou de réduire l'épaisseur de revêtement tout en augmentant la tenue à la corrosionaugmentant la tenue à la corrosion

L’emploi du Magnésium a permis le développement d’un nouvel alliage chez ArcelorMittal :le MAGNELIS® alliage à base de zinc contenant 3,5% d’aluminium et 3% d Magnésium.

Ce produit est réalisé sur une ligne de galvanisation en continu.Ce produit est réalisé sur une ligne de galvanisation en continu.Les 3% de Mg permettent la formation d’une couche stable et durable qui offre une

tenue à la corrosion jusqu’à 10 fois celle de l’acier galvanisé.La mise en œuvre du produit est la même que celle de l’acier galvanisé.

Tenue à la corrosion à l'état nu

Au brouillard Salin

En milieu ammoniacalEn milieu ammoniacal


ConclusionConclusion

La variété, la complexité dans certains cas ,les évolutions des donnéesLa variété, la complexité dans certains cas ,les évolutions des données environnementales font de l’industrie du prélaquage une activité scientifique

très passionnante.

L'importance des nouveaux développements le besoin de spécialistesL importance des nouveaux développements , le besoin de spécialistes est important dans tous les domaines concernant l'industrie des traitements de surface : concepteurs de ligne , d'équipements

d'application, chimistes, responsables de fabrication, de qualité…d application, chimistes, responsables de fabrication, de qualité…

L’emploi des tôles prélaquées en remplacement des tôles postlaquées offre des avantages :offre des avantages :

- Économiques- - techniques

- Environnementaux- de production- Commerciaux.


Bibliographie (1)Bibliographie (1)

Articles techniques:Articles techniques:

« Les polymères et leur utilisation dans les revêtements organiques." C Bonnebat Jirec Strasbourg 19 5 2006 pp 28 31C. Bonnebat Jirec Strasbourg 19.5.2006 pp 28-31

« Revêtements et traitements de surface » G.Béranger, H.Mazille Techniques de l‘Ingénieur M 1426 Juin 2005

« Les traitements de surface de l’acier » S.Mathieu Fèvres n°26 Juillet 2008« Les traitements de surface en Franche-Comté: automobile, luxe et couches minces »J.Y Catherin Micronora informations avril 2010

- « Les tôles d’acier prélaquées » S.Mathieu , R.Hellouin» Techniques de l’ él’Ingénieur M 1509v2 12-2008

- « Les aciers revêtus » D.Quantin Le Livre de l’Acier chapitre 49- « L’assemblage des tôles prélaquées » F.Schmit La Revue de Métallurgie

n°1 p 131-138 1996n°1 p 131-138 1996


Bibliographie (2)Bibliographie (2)

Sites Internet- www.arcelormittal.com- www.prepaintedmetalacademy.eu- www.mecachim-finishing-design.com

http://produits btp batiproduits com/Arceo/fiche- http://produits-btp.batiproduits.com/Arceo/fiche- www.otua.org/aciers-ts- www.constructalia.fr

Normes relatives aux tôles d’acier prélaquées

XP P34-301 Nov. 2002 « Tôles et bandes en acier prélaqué ou revêtu d’un film organique contrecollé ou colaminé destiné au bâtiment. Conditions techniques de livraison »NF P34-501 Juillet 1975 « Tôles d’acier galvanisées prélaquées en continu Technique des essais »NF P34-501 Juillet 1975 « Tôles d acier galvanisées , prélaquées en continu. Technique des essais »NF EN 10169 Déc. 2010 « Produits plats en acier revêtu sen continu de matières organiques( prélaqués)- conditions techniques de livraisonNF EN 10169-2 Juillet 2006 « Produits plats en acier revêtus en continu de matière organique ( prélaqués). Partie 2 Produits pour application extérieure dans le bâtiment »GA A36 351 S t 2007 G id d li ti d 10169 2 2006 t XP P34 301 2002GA A36-351 Sept 2007 « Guide des applications des normes 10169-2:2006 et XP P34-301:2002NF EN 10169-3 Nov. 2003 « Produits plats en acier revêtus en continu de matière organique ( prélaqués). Partie 3 Produits pour application intérieure dans le bâtiment »GA A36-355 Mai 2005 « Guide des applications de la norme 10169-3 :2003»


Normes(1)Normes(1)Galvanisation

-NF A91-124 Déc 2002 Revêtements métalliques –Galvanisation par immersion dans le zinc fondu ( galvanisation à chaud)-NF A91-124 Déc. 2002 Revêtements métalliques Galvanisation par immersion dans le zinc fondu ( galvanisation à chaud)-Méthodes d’essai d’adhérence.-NF EN ISO 1480 Avril 1995 Revêtements métalliques-Revêtements de galvanisation à chaud sur métaux ferreux--Détermination gravimétrique de la masse par unité de surface.-NF A 35-503 Produits sidérurgiques – Exigences pour la galvanisation à chaud d’éléments en acier.NF EN ISO 1461 J ill t 2009 R êt t l i ti à h d d it fi i f t t i-NF EN ISO 1461 Juillet 2009 Revêtements par galvanisation à chaud sur produits finis en fonte et en acier –

-Spécifications et méthodes d’essai.-NF EN 15773 Août 2009 Application industrielle de revêtements de poudre organique à des produits en acier galvanisés -à chaud et shérardisés( système duplex)- Spécifications et lignes directrices.-NF EN ISO 2080 Août 2009 Revêtements métalliques et autres revêtements inorganiques- Traitements de surface, q g q-revêtements métalliques et autres revêtements inorganiques- Vocabulaire

MétallisationNF EN 13507 Avril 2010 Projection thermique- Traitement préalable de surface de pièces et composants métalliques pour projection thermiquepour projection thermique.NF EN ISO 8503-2 Juillet 1995 Préparation de subjectiles d’acier avant application de peintures et de produits assimilés.6caractérisation de rugosité des subjectiles d’acier décapés. Partie 2 Méthode pour caractériser un profil de surface en acier décapé par projectiles d’abrasif.- Utilisation d’échantillons de comparaison visio-tactile ISO. NF EN ISO 8501-1 Sept. 2007 Préparation de subjectiles d’acier avant application de peintures et de produits assimilés Evaluation visuelle de la propreté d’un subjectile Partie 1 : Degré de rouille et degré de préparation deassimilés – Evaluation visuelle de la propreté d’un subjectile. Partie 1 : Degré de rouille et degré de préparation de subjectile d’aciers non recouverts et de subjectiles d’acier après décapage sur toute la surface des revêtements précédents. NF EN ISO 14919 Sept.2002 Projection thermique- Fils ,baguettes et cordons pour projection thermique à l’arc et au pistolet dans une flamme-Classification-Conditions techniques d’approvisionnement.


No mes (1)Normes (1)

Caractérisation des tôles prélaquées 1Caractérisation des tôles prélaquées -1

NF EN 13523 -0 Avril 2001 Tôles prélaquées-Méthodes d'essais Partie 0:Introduction générale et liste des méthode d'e iméthodes d'essais.NF EN 13523 -1 Janv. 2010 Tôles prélaquées-Méthodes d'essais Partie 1: épaisseur du revêtement.NF EN 13523 -2 Avril 2001 Tôles prélaquées-Méthodes d'essais Partie 2: brillant spéculaire.NF EN 13523 -3 Avril 2001 Tôles prélaquées-Méthodes d'essais Partie 3:différence de couleur-comparaison au moyen d'instrumentsNF EN 13523 -4 Avril 2001 Tôles prélaquées-Méthodes d'essais Partie4: dureté crayon.NF EN 13523 -5 Avril 2001 Tôles prélaquées-Méthodes d'essais Partie 5:résistance à la déformation rapide ( essai de choc).NF EN 13523 -6 Décembre 2002 Tôles prélaquées-Méthodes d'essais Partie 6 adhérence après indentation(essai d'emboutissage)indentation(essai d emboutissage).NF EN 13523 -7 Avril 2001 Tôles prélaquées-Méthodes d'essais Partie 7:résistance à la fissuration par pliage ( essai de pliage T.)NF EN 13523 -8 Juillet 2010 Tôles prélaquées-Méthodes d'essais Partie 8: résistance au brouillard salin.NF EN 13523 -9 Octobre 2001 Tôles prélaquées-Méthodes d'essais Partie 9 : résistance à l’immersion d n l’edans l’eau NF EN 13523 -10 juillet 2010 Tôles prélaquées-Méthodes d'essais Partie 10: résistance à un rayonnement UV fluorescent et à la condensation de l’eau.NF EN 13523 -11 Juillet 2010 Tôles prélaquées-Méthodes d'essais Partie 11:résistance aux solvants ( essai de frottement).


Normes (2)o ( )Caractérisation des tôles prélaquées -2

NF EN 13523 -12 Février 2005 Tôles prélaquées-Méthodes d'essais Partie12: Résistance à la rayure.NF EN 13523 - 13 Octobre 2001 Tôles prélaquées-Méthodes d'essais Partie 13:résistance au vieillissement accéléré par la chaleur.NF EN 13523 -14 Octobre 2001 Tôles prélaquées-Méthodes d'essais Partie 14:farinage ( Méthode Helmen).

é b ôl él é é h d d' i é éNF EN 13523 -15 Décembre 2002 Tôles prélaquées-Méthodes d'essais Partie 15: métamérisme.NF EN 13523 -16 Février 2005 Tôles prélaquées-Méthodes d'essais Partie 16:résistance à l'abrasion.NF EN 13523 -17 Janvier 2012 Tôles prélaquées-Méthodes d'essais Partie 17: adhérence des films pelables .NF EN 13523 -18 Décembre 2002 Tôles prélaquées-Méthodes d'essais Partie 18: résistance aux tachesNF EN 13523 -19 Juillet 2011 Tôles prélaquées-Méthodes d'essais Partie 19: conception des panneaux et méthodes d' i l i d’ iti à l' té id'essai pour les essais d’exposition à l'extérieur.NF EN 13523 -20 Janvier 2012 Tôles prélaquées-Méthodes d'essais Partie 20: adhérence des moussesNF EN 13523 -21 Juillet 2010 Tôles prélaquées-Méthodes d'essais Partie21: évaluation des panneaux exposés en extérieur.NF EN 13523 -22 Juillet 2010 Tôles prélaquées-Méthodes d'essais Partie 22: différences de couleur: comparaison visuelle.NF EN 13523 -23 Décembre 2002 Tôles prélaquées-Méthodes d'essais Partie 23:stabilité des couleurs en atmosphère humide contenant du SO2.NF EN 13523 -24 Février 2005 Tôles prélaquées-Méthodes d'essais Partie 24: résistance à l'adhérence et au marbrage.NF EN 13523 - 25 Août 2006 Tôles prélaquées-Méthodes d'essais Partie 25 : résistance à l’humiditéNF EN 13523 - 26 Août 2006 Tôles prélaquées-Méthodes d'essais Partie 26 : résistance à la condensation de l’eauNF EN 13523 - 26 Août 2006 Tôles prélaquées-Méthodes d essais Partie 26 : résistance à la condensation de l eauNF EN 13523 - 27 Octobre 2009 Tôles prélaquées-Méthodes d'essais Partie 27 : résistance à la corrosion sous cataplasme (essai au cataplasme)NF EN 13523 -29 Juillet 2010 Tôles prélaquées-Méthodes d'essais Partie 29 :Résistance à la pollution environnementale(salissures)
