ST 128 Indice H Application Ferroviaire Spécification Technique REVÊTEMENTS ELECTROLYTIQUES DE NICKEL ET DE CHROME. REVÊTEMENTS AUTOCATALYTIQUES DE NICKEL. Édition de mars 2006 Éditée par le département qualité fournisseurs
ÉVOLUTIONS du DOCUMENT Indice Motifs des évolutions Date A 1 ère édition B 2 ème édition C 3 ème édition D 4 ème édition E 5 ème édition F 6 ème édition 09/1965 G 7 ème édition évolutions de la norme NF A 91-101 d octobre 1972 12/1979 H 8 ème édition Remplacement de la NF A 91 101par la NF EN 12540 03/2006 Spécification technique achat approuvée en mars 2006 Département AF - 2 -
SOMMAIRE Page AVANT-PROPOS...5 1 - OBJET ET DOMAINE D'APPLICATION...6 2 - TERMINOLOGIE...6 3 - DOCUMENTS CITÉS...6 4 - QUALIFICATION DU PRODUIT...7 5 - QUALIFICATION DU PROCESSUS...7 6 - QUALIFICATION DU PERSONNEL...7 7 - CARACTÉRISTIQUES...7 7.1 - ASPECT ÉTATS DE SURFACE...7 7.2 - ÉPAISSEURS...7 7.3 - ADHÉRENCE...8 7.4 - CONTINUITÉ...8 7.5 - RÉSISTANCE À LA CORROSION...8 7.6 - DURETÉ...8 7.7 - POROSITÉ...8 7.8 - DUCTILITÉ...8 7.9 - USURE...8 7.10 - CARACTÉRISTIQUES GÉOMETRIQUES ET FONCTIONNELLES...8 8 - FABRICATION...9 8.1 - GÉNÉRALITES...9 8.2 - NICKELAGE CHROMAGE...9 8.3 - TRAITEMENTS THERMIQUES...9 9- LOTISSEMENT...9 10 - CONTRÔLES ET ESSAIS...9 10.1 - NATURE DES CONTRÔLES ET ESSAIS...9 10.2 - ASPECT - ÉTAT DE SURFACE...10 10.3 - ÉPAISSEURS...10-3 -
10.4 - ADHÉRENCE...10 10.5 - CONTINUITÉ...10 10.5.1 Méthode coloriscopique au ferri-ferrocyanure :...10 10.5.2 Méthode au chlorure de sodium :...11 10.6 - RÉSISTANCE A LA CORROSION...11 10.7 - DURETÉ...11 10.8 - POROSITÉ...11 10.9 - DUCTILITÉ...12 10.10 USURE...12 11 - ENREGISTREMENTS RELATIFS À LA QUALITÉ...12 12 - IDENTIFICATION - MARQUAGE...12 13 - TRAÇABILITÉ...12 13 - CONDITIONNEMENT - LIVRAISON...12 FICHE R.E.T.O.U.R...13-4 -
AVANT-PROPOS Dans un contexte de développement durable, l'évolution des normes françaises et européennes a rendu indispensable la mise à jour de la ST 128 indice H. Le titre de la ST 128 a été modifié afin d intégrer les traitements de nickelage (nickel et alliages de nickel) et chromage dur destinés à améliorer les performances mécaniques d une pièce du matériel roulant dès la conception ou pour réparation. - 5 -
1 - OBJET ET DOMAINE D'APPLICATION Cette spécification technique complète les prescriptions de la norme NF EN 12540 pour les revêtements électrolytiques de nickel chrome pour usages décoratifs et les normes NF EN ISO 4526 et 6158 pour les revêtements de nickel et chrome dur pour usages industriels. La présente spécification s'applique également aux revêtements de nickel chimique uniquement autocatalytique suivant les prescriptions de la NF EN ISO 4527. Ces revêtements permettent également des performances mécaniques et de tenue à la corrosion intéressantes et peuvent éviter les opérations de finition par rectification. Ce document ne reprend pas les prescriptions de rechargement par revêtements électrolytiques de nickel ou de chrome au tampon, dans ce cas un cahier des charges particulier doit être réalisé. Ce document ne reprend pas non plus les prescriptions des revêtements de nickel et de chrome par projection thermique de la spécification technique n 418, ni les dépôts sous vide. 2 - TERMINOLOGIE La terminologie est celle de la NF A 91 010. La désignation d'un revêtement électrolytique de nickel, de chrome est celle reprise dans la NF EN 1403. 3 - DOCUMENTS CITÉS - NF EN 12540 : Protection contre la corrosion des métaux. Revêtements électrolytiques de nickel, nickel plus chrome, cuivre plus nickel et cuivre plus nickel plus chrome - NF EN ISO 4526 : Revêtements métalliques. Dépôts électrolytiques de nickel pour usages industriels - NFEN ISO 6158 : Revêtements métalliques. Dépôts électrolytiques de chrome pour usages industriels - NF ISO 9227 : Essais de corrosion en atmosphères artificielles - Essais au brouillard salin - NF EN ISO 2819 : Revêtements métalliques sur bases métalliques - Dépôts électrolytiques et dépôts par voie chimique. - liste des différentes méthodes d'essai d'adhérence - NF EN ISO 2178 : Revêtements métalliques non magnétiques sur métal de base magnétique - Mesurage de l'épaisseur du revêtement - Méthode magnétique - NF EN 1403 : Protection contre la corrosion des métaux - Revêtements électrolytiques - Méthode de spécification des prescriptions générales - NF EN ISO 1463 : Revêtements métalliques et couches d'oxydes - Mesurage de l'épaisseur - Méthode coupe micrographique - NF EN 10204 : Produits métalliques - Types de document de contrôle - NF A 91 010 : Revêtement métalliques et traitement de surface des métaux - Terminologie - Classification - Symbolisation - ISO 9587 : Revêtements métalliques et autres revêtements inorganiques. Pré-traitement du fer ou de l acier pour diminuer les risques de fragilisation par l hydrogène - ISO 9588 : Revêtements métalliques et autres revêtements inorganiques. Traitements après revêtements sur fer ou acier pour diminuer les risques de fragilisation par l hydrogène - NF EN ISO 4516 : Revêtements métalliques et autres revêtements inorganiques. Essai de microdureté Vickers et Knoop - NF EN ISO 4527 : Revêtements métalliques. Dépôts autocatalytiques sans courant d alliages de nickel - phosphore. Spécifications et méthodes d essais - ISO 10309 : Revêtements métalliques. Essai de porosité. Essai au ferroxyle - NF EN ISO 8401 : Revêtements métalliques. Vue d ensemble sur les méthodes de mesurage de la ductilité - NF EN ISO 4042 : Éléments de fixation Revêtements électrolytiques - NFEN ISO 3497 : Revêtements métalliques. Mesurage de l épaisseur du revêtement. Méthode par spectrométrie de rayon X. - NF A 05-154 Produits en acier. Techniques de la réplique métallographique (examen optique) - 6 -
4 - QUALIFICATION DU PRODUIT Réservé. 5 - QUALIFICATION DU PROCESSUS Toute réparation par nickelage et chromage dur doit être soumise à l accord préalable de la SNCF. Un plan de contrôle qualité doit être soumis pour accord avec l exécution éventuelle d une maquette sur un échantillon de dimensions et de formes les plus proches possibles de la pièce à traiter. La nuance, l état métallurgique et l état de surface doivent être également identiques à celui de la pièce à recharger. Si une opération de mise à la cote est menée, il faut prévoir 2 échantillons : 1 après revêtement et 1 au stade final. 6 - QUALIFICATION DU PERSONNEL Réservé. 7 - CARACTÉRISTIQUES Les caractéristiques des traitements électrolytiques de nickel et de chrome sont précisées à la commande ou dans ses documents annexes suivant les désignations reprises à la norme NF EN 1403. Pour le nickel autocatalytique, les teneurs en phosphore sont précisées dans la désignation conformément au chapitre 5 de la norme NF EN ISO 4527. Les dépôts entre 10 et 13% de phosphore sont les plus résistants à la corrosion et sont faiblement magnétiques, dureté : 500/550HV Les dépôts les plus courants entre 6 et 9% sont un compromis entre dureté 500/550HV et anticorrosion Les dépôts entre 2 et 5% de phosphore sont les plus durs entre 700HV et 750HV Enfin, un traitement thermique de durcissement sur tout type de nickel chimique permet d augmenter sa dureté 850/1000HV, bonne résistance à l abrasion et à l érosion. 7.1 - ASPECT ÉTATS DE SURFACE Sauf stipulation contraire à la commande, l aspect du dépôt et son état de surface doivent être unis, réguliers, homogènes et brillants (Nib et Crr suivant le tableau 1 de la NF EN 12540 pour les dépôts électrolytiques). Ils ne doivent présenter aucune cloque, fissure, rugosité ou discontinuité ni être tachés ou colorés. 7.2 - ÉPAISSEURS Revêtements de nickel et de chrome pour usages décoratifs Les épaisseurs locales minimales doivent être conformes aux prescriptions de la commande ou de ses documents annexes. A défaut il est fait usage des épaisseurs minimales reprises ci-après : - la sous - couche obligatoire de cuivre alcalin est de 5µm. - le dépôt de nickel: - sur un substrat fer ou acier est de 5 à 10µm en atmosphère intérieure (classe 1 ou 2) et de 15 à 20µm en atmosphère extérieure (classe 3) - sur un substrat zinc et alliages de zinc est de 10µm en intérieur et 20µm en extérieur; - sur un substrat cuivre et alliages de cuivre est de 10µm en intérieur et 20µm en extérieur - le dépôt de chrome est de 0,5µm. Revêtements de nickel et de chrome pour usages industriels Les épaisseurs de nickel ou de chrome ou de nickel chrome doivent être précisées à la commande. Revêtements de nickel autocatalytique - 7 -
Pour le nickel autocatalytique, à défaut de prescription pour la tenue à la corrosion, l épaisseur minimale doit être conforme à 13µm en intérieur et 25µm en extérieur suivant le tableau 1 de l annexe C de la NF EN ISO 4527 7.3 - ADHÉRENCE Aucun écaillage ou décollement du revêtement ne doit être constaté sur les revêtements de nickel et de chrome. 7.4 - CONTINUITÉ La continuité du dépôt de nickel ou de cuivre-nickel ne doit révéler ni la mise à nu des arêtes, ni l existence d un dépôt craquelé. Les porosités atteignant le support ferreux apparaissent en bleu, celles qui se limitent à un fond cuivreux, en brun. La densité des tâches ne devra en aucun endroit être supérieure à 5 tâches par cm². La continuité du dépôt de chrome sur le nickel ne doit pas révéler la mise à nu de ce dernier qui se manifeste par un aspect mat et laiteux très apparent sur la surface brillante du chrome inaltéré. 7.5 - RÉSISTANCE À LA CORROSION Le niveau minimal d acceptation doit être de 9 après l essai décrit au paragraphe 7.2.3 de la NF EN ISO 1462. Les durées de l essai de corrosion pour le nickel sont reprises à l annexe G et pour le nickel chrome au tableau 2 de la NF EN 12540. 7.6 - DURETÉ Les duretés imposées pour le nickelage et le chromage dur industriels sont à prescrire dans le cahier des charges ou dans la plan de contrôle pour une réparation. 7.7 - POROSITÉ Pour le nickelage et le chromage industriels, les prescriptions imposées doivent être précisées à la commande ou à ses documents annexes, dans le cas d une maquette, la porosité est vérifiée avant et après rectification. Microfissuration : la microfissuration du chrome électrolytique brut est vérifiée avant et après rectification 7.8 - DUCTILITÉ Les prescriptions de ductilité réservées au nickelage industriel doivent être prescrites à la commande ou à ses documents annexes. 7.9 - USURE Il existe plusieurs types d usure : par abrasion, adhésion(grippage), fretting, érosion, fatigue, corrosion, arc électrique. Les tests les plus utilisés sont le test d usure abrasive de TABER ou le test d usure adhésive de FALEX. Ils peuvent être prescrits à la commande ou à ses documents annexes. Ils doivent reprendre, en fonction des performances exigées, l indice d usure correspondant à la perte de poids pour 1000 cycles(abrasive) ou 650 heures(adhésive). 7.10 - CARACTÉRISTIQUES GÉOMETRIQUES ET FONCTIONNELLES L'intégrité fonctionnelle des pièces doit être conservée dans le cas, notamment, d'arbre ou d'alésage à tolérance serrée. Dans le cas de filetages intérieurs ou extérieurs de faibles dimensions dans le standard 6H, 6g, le fournisseur s'assurera de la compatibilité de montage vis,écrous suivant l annexe C de l ISO 4042. - 8 -
8 - FABRICATION 8.1 - GÉNÉRALITES Les pièces doivent être traitées de façon à avoir une répartition la plus homogène possible du revêtement. Les opérations de dégraissage et de décapage doivent garantir une bonne adhérence du dépôt. 8.2 - NICKELAGE CHROMAGE Les anodes solubles utilisées pour le cuivre et le nickel doivent avoir une pureté d'au moins 99,9 % du métal considéré sauf dans le cas des nickels alliés. Le dépôt de nickel doit avoir une pureté minimale de 99 % en nickel sauf dans le cas des nickels-alliés. 8.3 - TRAITEMENTS THERMIQUES Les traitements thermiques avant et après dépôt de la couche superficielle sont réalisés conformément aux prescriptions des normes ISO 9587 et ISO 9588. 9- LOTISSEMENT Le lot de contrôle correspond pour les pièces d une même famille mises en même temps dans la cuve de traitement : - aux pièces dans le tonneau ; - aux pièces attachées au fil ou fixées sur cadre. 10 - CONTRÔLES ET ESSAIS 10.1 - NATURE DES CONTRÔLES ET ESSAIS Les essais repris au tableau ci-dessous sont réalisés sur chaque lot de contrôle. Nature des vérifications et essais Aspect - état de surface 10.2 Épaisseur minimale locale du revêtement de nickel, chrome ou nickel chrome Taille du lot / Échantillonnage par lot de contrôle 10.3 Adhérence du revêtement 10.4 N < 500 pièces : 5 pièces 500 < N < 10 000 : 8 pièces N > 10 000 : 13 pièces Continuité 10.5 Résistance à la corrosion au brouillard salin 10.6 Sur prescription à la commande 1 pièce tous les 10 lots Dureté : pour revêtements de nickel et chrome industriels 10.7 10% du lot Porosité : pour revêtements de nickel et chrome industriels 10.8 Sur prescription à la commande 1 pièce tous les 10 lots Ductilité : pour revêtements de nickel industriels 10.9 Sur prescription à la commande 1 pièce tous les 10 lots Usure : pour revêtement de nickel et de chrome 10.10 Sur prescription à la commande Nombre maximal de pièces défectueuses tolérées : - en vrac, au tonneau : 2 - par montage, cadre : 1 Au-delà, pour accepter le lot, il y a lieu de faire le tri ou de reprendre entièrement le lot. - 9 -
10.2 - ASPECT - ÉTAT DE SURFACE La vérification de l'aspect et de l état de surface se fait à l'œil nu. 10.3 - ÉPAISSEURS La méthode de mesure de l'épaisseur utilisée peut être : - la méthode magnétique suivant les prescriptions de la NF EN ISO 2178 ; - la méthode fluorescence X suivant les prescriptions de la NF EN ISO 3497. En cas de litige, la méthode par coupe micrographique suivant les prescriptions de la norme NF EN 1463 est retenue. 10.4 - ADHÉRENCE Les essais d adhérence, de brunissage et de choc thermique sur le revêtement sont réalisés conformément aux prescriptions de la norme NF EN ISO 2819. Pour le chromage dur, l opération de rectification par meule constitue en elle même l essai d adhérence. 10.5 - CONTINUITÉ Pour des revêtements de nickel et cuivre nickel sur fer ou acier, la vérification de la continuité se fait par méthode coloriscopique suivant les prescriptions du 10.5.1 Pour des revêtements de chrome sur nickel, l essai de continuité est réalisé avec une solution de NaCl CuCl2 suivant les prescription du 10.5.2 10.5.1 Méthode coloriscopique au ferriferrocyanure : 10.5.1.1 Principe : Cette méthode permet le contrôle rapide de la continuité des dépôts électrolytiques de nickel, et nickel-cuivre sur pièce en fer ou acier. Elle permet de faire porter le contrôle sur toute l étendue du dépôt et décèle, avec les porosités, toutes les parties où un avivage peu soigné a mis à nu le métal sous-jacent. 10.5.1.2 Méthode à la gelée d Agar-agar On utilise la solution chaude suivante : Eau distillée Chlorure de sodium Agar-agar Ferricyanure de potassium FeCN 6 K 3 Ferrocyanure de potassium FeCN 6 K 4 3H 2 O 1000g 30g 15g 5g 5g Mode Opératoire : Après dégraissage au mélange éther-alcool (volume à volume), les parties à éprouver sont revêtues, à l aide d une brosse douce par exemple d une couche de la solution chaude ci-dessus dont l action est examinée une heure après gélification. - 10 -
10.5.1.3 Méthode au papier poroscope On utilise un mince papier buvard préalablement imprégné du mélange suivant : Eau distillée Chlorure de sodium Ferricyanure de potassium FeCN 6 K 3 Ferrocyanure de potassium FeCN 6 K 4 3H 2 O 1000g Le papier imprégné et séché est conservé soigneusement, avant son emploi, à l abri de la lumière et de l humidité. 60g 10g 10g Mode Opératoire : Dégraisser préalablement la surface à essayer, humecter le papier très légèrement d eau et l appliquer sur la surface à examiner pendant 10 minutes. Laver à grande eau et sécher le papier. 10.5.2 Méthode au chlorure de sodium : Réactifs Chlorure de sodium cristallisé Chlorure cuivrique cristallisé Eau distillée 120g 170g 1000g Dans le flacon contenant cette solution, on mettra un excès d oxyde cuivrique pour saturer l acidité libre du réactif. Pour les essais ou utilise la solution décantée ou filtrée. Mode Opératoire : La pièce en essai est dégraissée avec un mélange ether-alcool (volume à volume) et abandonnée au séchage jusqu à évaporation complète des solvants. Elle subit ensuite une immersion d une minute dans le réactif défini ci-dessus. Si les dimensions de la pièce rendent difficile son immersion complète ou si l on veut limiter l essai à un endroit déterminé, on procède à un simple badigeonnage au moyen d un tampon de coton hydrophile imbibé du réactif. Après immersion ou badigeonnage, la pièce est aussitôt lavée et essuyée avec un linge propre. 10.6 - RÉSISTANCE A LA CORROSION Les essais de tenue au brouillard salin acétique (AASS) sont réalisés conformément aux prescriptions du tableau 2 de la NF EN 12 540 et de la norme NF ISO 9227. 10.7 - DURETÉ Les essais de dureté Vickers sont réalisés conformément aux prescriptions de la norme NF EN ISO 4516. 10.8 - POROSITÉ Les essais de porosité au ferroxyle sont réalisés conformément aux prescriptions de la norme ISO 10309. Vérification de la micro-fissuration et de la macro-fissuration(faïençage) du chrome dur sur maquette : - avant rectification du dépôt de chrome, réaliser un polissage électrolytique au tampon puis faire une réplique transparente par vernis cellulosique suivant les prescriptions de la norme NF A 03-154 ; faire une photo de la réplique G = 100 - après rectification, polissage mécanique puis réaliser une photo du faïençage du chrome G = 6 à 10. - 11 -
10.9 - DUCTILITÉ Les essais de ductilité par pliage sur mandrin sont réalisés conformément aux prescriptions de la norme NF EN ISO 8401. 10.10 USURE Les essais d usure abrasive sont réalisés avec un abrasimètre de TABER ; l essai consiste en un mouvement rotatif de meules abrasives (CSi) sur un disque revêtu du dépôt à tester. Les essais d usure adhésive de FALEX utilise un ensemble composé d une broche tournante revêtue du dépôt à tester ou bien d une demi coquille statique qui est revêtue du dépôt à tester, l assemblage est lubrifié. 11 - ENREGISTREMENTS RELATIFS À LA QUALITÉ Un certificat de réception modèle 3.1 est exigé suivant les prescriptions de la norme NF EN 10204 lors de la livraison des produits où la preuve des enregistrements relatifs aux contrôles est réalisée. Le fournisseur enregistre les principaux paramètres de fabrication, ainsi que les contrôles et essais qui peuvent être réalisés, en début, en cours, et en fin de fabrication. Les enregistrements ainsi que les PV d examens, d essais et de contrôle des produits sont, sauf indications prévues à la commande, archivés et tenus à la disposition de la SNCF pour une période de dix ans. 12 - IDENTIFICATION - MARQUAGE Un marquage lisible et indélébile peut être imposé sur prescription à la commande ou à ses documents annexes sur le revêtement. 13 - TRAÇABILITÉ Réservé. 13 - CONDITIONNEMENT - LIVRAISON En l'absence d'indication à la commande ou à ses documents annexes, les pièces doivent être efficacement protégées, par un emballage approprié afin d'éviter, au cours des manutentions ou du transport, toute déformation ou détérioration, notamment de leurs parties fonctionnelles. Le fournisseur doit s'assurer, par tous les moyens à sa disposition (pesée, comptage, point lors des opérations intermédiaires, etc.) de la restitution en totalité des lots donnés à traiter. Un retour d'information au client est réalisé en cas de manque ou de détérioration. - 12 -
FICHE R.E.T.O.U.R. DIRECTION DES ACHATS Département Qualité Fournisseurs (AF) Pour toute proposition, en vue d'une mise à jour, renvoyer au département AF, pôle AFO 15 rue Traversière 75012 Paris, une photocopie de la fiche R.E.T.O.U.R., en faisant part d'une : Remarque idée suggestion modification erreur amélioration Société extérieure à la SNCF ou Service SNCF Adresse : : Fax : Courriel : Date : Nom : Visa : Objet de la fiche R.E.T.O.U.R. : Suite au verso ou annexe jointe (1) AVIS DE RĖCEPTION DU PÔLE AFO...NUMĖRO DE FICHE R.E.T.O.U.R. : Cette fiche R.E.T.O.U.R. a été reçue le : Nous examinons la suite à donner à vos propositions. Des informations vous seront transmises dès que possible. Nous vous remercions d'avoir bien voulu nous faire part de votre RETOUR d'expérience. Le chef du pôle AFO Date : Signature : Copie : (1) Rayer la mention inutile - 13 -