La couche d'oxyde anodique présente sur les pièces en alliage d'aluminium automobile agit comme une armure à leur surface. Elle forme une couche protectrice dense qui renforce la résistance à la corrosion et prolonge la durée de vie des pièces. Par ailleurs, la dureté élevée de cette couche d'oxyde améliore la résistance à l'usure de l'alliage.
Le film d'oxyde anodique des alliages d'aluminium se caractérise par une faible épaisseur et une dureté relativement élevée. Il est nécessaire de choisir un équipement de test adapté à la microdureté afin d'éviter d'endommager ce film par l'indenteur. Par conséquent, nous recommandons l'utilisation d'un microduromètre Vickers avec une force d'essai de 0,01 à 1 kgf pour mesurer sa dureté et son épaisseur. Avant le test de dureté Vickers, la pièce à tester doit être préparée en échantillon. L'équipement requis est une machine d'enrobage métallographique (cette étape peut être omise si la pièce présente deux faces planes) pour préparer l'échantillon, puis une machine de polissage métallographique pour le rectifier et le polir jusqu'à l'obtention d'une surface brillante. La machine d'enrobage et la machine de polissage sont illustrées dans la figure ci-dessous :
1. Étapes de préparation des échantillons (Applicables aux essais de dureté et d'épaisseur)
1.1 Échantillonnage : Découpez un échantillon d'environ 10 mm × 10 mm × 5 mm du composant à tester (en évitant la zone de concentration de contraintes du composant) et assurez-vous que la surface de test est la surface d'origine du film d'oxyde.
1.2 Montage : Monter l'échantillon avec un matériau de montage à chaud (par exemple, de la résine époxy), en exposant la surface et la section transversale du film d'oxyde (la section transversale est nécessaire pour les tests d'épaisseur) afin d'éviter la déformation de l'échantillon pendant le meulage.
1.3 Meulage et polissage : Procéder d’abord à un meulage humide progressif avec des papiers abrasifs de grains 400, 800 et 1200. Polir ensuite avec des pâtes à polir diamantées de 1 µm et 0,5 µm. Enfin, s’assurer que l’interface entre le film d’oxyde et le substrat est exempte de rayures et parfaitement visible (la section transversale sert à l’observation de l’épaisseur).
2. Méthode d'essai : Méthode de microdureté Vickers (HV)
2.1 Principe de base : Utiliser un pénétrateur pyramidal en diamant pour appliquer une petite charge (généralement 50 à 500 g) sur la surface du film afin de créer une indentation, et calculer la dureté en fonction de la longueur diagonale de l'indentation.
2.2 Paramètres clés : La charge doit correspondre à l'épaisseur du film (sélectionnez une charge < 100 g lorsque l'épaisseur du film < 10 μm pour éviter que l'indentation ne pénètre dans le substrat).
L'essentiel est de sélectionner une charge adaptée à l'épaisseur du film et d'éviter qu'une charge excessive ne pénètre dans le film d'oxyde, ce qui aurait pour conséquence que les résultats mesurés incluent la valeur de dureté du substrat en alliage d'aluminium (la dureté du substrat étant bien inférieure à celle du film d'oxyde).
Si l'épaisseur du film d'oxyde est de 5 à 20 μm : sélectionnez une charge de 100 à 200 g (par exemple, 100 gf, 200 gf), et le diamètre d'indentation doit être contrôlé à moins de 1/3 de l'épaisseur du film (par exemple, pour une épaisseur de film de 10 μm, la diagonale d'indentation ≤ 3,3 μm).
Si l'épaisseur du film d'oxyde est inférieure à 5 µm (film ultra-mince) : sélectionner une charge inférieure à 50 g (par exemple, 50 gf) et utiliser un objectif à fort grossissement (40x ou plus) pour observer l'indentation afin d'éviter toute pénétration.
Lors d'un essai de dureté, nous nous référons à la norme ISO 10074:2021 « Spécifications relatives aux revêtements d'oxyde anodisé dur sur aluminium et alliages d'aluminium », qui spécifie clairement les forces d'essai et les plages de dureté à utiliser pour mesurer différents types de revêtements d'oxyde à l'aide d'un microduromètre Vickers. Les spécifications détaillées sont présentées dans le tableau ci-dessous :
Tableau : Valeurs d'acceptation pour l'essai de microdureté Vickers
| Alliage | Microdureté / HV0,05 |
| Classe 1 | 400 |
| Classe 2(a) | 250 |
| Classe 2(b) | 300 |
| Classe 3(a) | 250 |
| Classe 3(b) | À convenir |
Remarque : Pour les films d'oxyde d'une épaisseur supérieure à 50 μm, leurs valeurs de microdureté sont relativement faibles, en particulier pour la couche externe du film.
2.3 Précautions :
Pour un même composant, 3 points doivent être mesurés dans chacune des 3 zones différentes, et la valeur moyenne des 9 points de données doit être prise comme dureté finale afin d'éviter l'impact des défauts locaux du film sur les résultats.
Si des fissures ou des irrégularités apparaissent au bord de l'empreinte, cela indique que la charge est trop importante et a pénétré la couche de film. Il convient alors de réduire la charge et de refaire l'essai.
Date de publication : 8 septembre 2025
