La problématique ?
Dans le cadre de la production de pièces métalliques destinées à une application industrielle exigeante, l’un de nos clients a constaté des variations de performance entre plusieurs pièces pourtant issues d’un même lot de production. Certaines présentaient une résistance à la corrosion conforme à ses attentes, tandis que d’autres montraient des signes de dégradation prématurée. Le client suspectait une hétérogénéité du traitement de surface, sans parvenir à déterminer si celle-ci était liée à sa composition, à son épaisseur ou à sa répartition sur les pièces. Après plusieurs vérifications en interne, le client a sollicité FILAB afin d’identifier l’origine de ces variations et de contrôler l’homogénéité de son traitement de surface.
Pour répondre à cette problématique, FILAB met en œuvre une démarche de caractérisation adaptée à la nature du traitement et à la géométrie des pièces. Cette approche repose sur la combinaison de plusieurs techniques analytiques permettant de comparer la composition, l’épaisseur et la répartition du revêtement sur différentes zones.
Définir une stratégie d’échantillonnage
La première étape consiste à définir avec le client une stratégie permettant de caractériser la répartition du traitement de surface.
Plusieurs pièces présentant des performances différentes sont sélectionnées. Pour chacune d’elles, le laboratoire identifie plusieurs zones représentatives : surface plane, arêtes, angles, zones centrales et zones périphériques.
Lorsque la géométrie de la pièce le nécessite, des prélèvements sont également réalisés à différentes positions afin de comparer la surface traitée selon plusieurs axes.
Cette approche permet de ne pas limiter l'analyse à une mesure ponctuelle et de rechercher une éventuelle variation entre les pièces mais également au sein d’une même pièce.
Caractériser la composition et l’épaisseur du traitement
Le laboratoire réalise ensuite plusieurs analyses complémentaires afin de déterminer les caractéristiques du revêtement.
Une analyse MEB-EDX permet d’identifier les éléments chimiques présents dans le traitement de surface et de comparer leur composition entre les différentes zones analysées.
Des observations en coupe peuvent également être réalisées afin de mesurer l’épaisseur du revêtement et de vérifier sa continuité sur le substrat.
Les premiers résultats montrent que la composition globale du traitement est conforme aux spécifications du client. En revanche, une variation de l'épaisseur du revêtement est observée entre certaines zones de la pièce.
Cartographier les variations du traitement
Afin de déterminer précisément l’étendue de l’hétérogénéité, le laboratoire a réalisé ensuite des analyses sur plusieurs points de mesure et une cartographie élémentaire de la surface.
Cette étape a permis de visualiser la répartition des éléments constitutifs du traitement et de repérer les zones présentant une concentration plus faible ou plus élevée.
L'analyse met notamment en évidence une différence entre les zones centrales et périphériques des pièces. Les arêtes et certaines zones difficilement accessibles présentent un revêtement plus mince que les surfaces planes.
Le laboratoire a ainsi pu établir une corrélation entre la géométrie de la pièce et la répartition du traitement de surface.
Cette information est particulièrement importante pour le client : l’hétérogénéité observée n’est pas aléatoire mais semble liée à certaines zones spécifiques de la pièce.
Identifier l’origine de l’hétérogénéité et orienter les actions correctives
Le croisement des résultats obtenus a permis au laboratoire d’identifier les zones du traitement de surface présentant des anomalies.
La comparaison entre plusieurs pièces montre que les variations d’épaisseur sont reproductibles sur certaines géométries. Cette observation oriente le client vers une vérification des paramètres de son procédé de traitement, notamment les conditions d’application et la position des pièces lors du traitement.
Les analyses permettent également au client de distinguer deux phénomènes qui pouvaient initialement être confondus : une variation de composition du revêtement et une variation de son épaisseur.
Dans le cas étudié, la composition chimique reste globalement homogène, tandis que l’épaisseur varie selon les zones de la pièce. L’hypothèse d’un défaut de formulation du traitement est donc écartée au profit d’une problématique liée à sa répartition lors de l’application.
Conclusion de l'étude
Grâce à une caractérisation réalisée sur plusieurs zones et plusieurs pièces, FILAB a permis à son client de vérifier l’homogénéité de son traitement de surface et d’identifier précisément les zones présentant des variations d’épaisseur.
L’étude a montré que les écarts observés entre les pièces n’étaient pas liés à une différence significative de composition chimique du revêtement, mais principalement à sa répartition sur certaines géométries.
Ces résultats ont fourni au client des éléments objectifs pour identifier les paramètres du procédé à optimiser, renforcer son contrôle qualité et définir un plan d’échantillonnage adapté pour le suivi de l’homogénéité de ses futurs lots.
Au-delà d’une simple mesure d’épaisseur, la démarche multi-analytique permet ainsi de comprendre où se situe l’hétérogénéité, quelle est sa nature et quelles peuvent être ses origines, afin d’apporter des réponses directement exploitables pour l’amélioration du procédé.
Les autres études qui pourraient vous intéresser
Transfert de méthode
Dans le cadre de réhabilitation de plusieurs de leurs sites industriels, le client (Groupe Pharmaceutique) doit suivre de très près la décontamination de leurs sols et de leurs eaux par des principes actifs pharmaceutiques (API). En savoir +Marquage industriel
Réaliser une étude de procédé de nettoyage dans un contexte de marquage industriel En savoir +
Laboratoire d’analyses et d’expertises spécialisé pour les industriels
