CHAPITRE V

LE NICKELAGE. — PROPRIÉTÉS PHYSIQUES ET CHIMIQUES DU NICKEL. — BAINS DE NICKELAGE : FORMULES DE MM. GAIFFE ET ROSELEUR. — BAINS DE DÉCAPAGE. — MÉTHODE DE GAIFFE POUR LA PREPARATION DES PIÈCES. — OPÉRATIONS DO NICKELAGE. — EXTRACTION DU NICKEL DES VIEUX BAINS. — NICKELAGE DU ZINC. — TOUR A POLIR.

Dans notre Notice sur la Galvanoplastie et les dépôts électro-chimiques, des Merveilles de la science, nous avons à peine mentionné le nickelage, c'est-à-dire la précipitation du nickel sur d'autres métaux. Cette opération, à peu près inconnue avant 1 870 , a pris , depuis

cette époque, une importance industrielle énorme. Il est donc indispensable de la signaler et de l'étudier dans ce Supplément,

Le nickelage est une opération difficile, dont la réussite dépend surtout de la pureté des sels de nickel employés et du dosage des bains.

Avant de décrire les divers procédés qui servent à obtenir un bon revêtement de nickel, nous donnerons quelques renseignements sur ce précieux métal, dont l'emploi tend à se généraliser de plus en plus.

Le nickel, à l'état de pureté, est très dur, et susceptible de recevoir un très beau poli. Sa couleur est d'un blanc grisâtre. Il est excessivement tenace et peu fusible. Sa densité varie de 8,34 à 8,80, suivant qu'il est fondu ou forgé. Il est d'un pouvoir magnétique plus considérable que le fer, et if se lamine, se forge et s'étire avec la plus grande facilité.

Au point de vue chimique, le nickel est soluble dans les acides azotique, sulfurique et chlorhydrique. Inattaquable par l'eau, il est, au contraire, attaqué par l'eau de chaux et les infusions de thé, de café, la bière, la graisse chaude, etc.

Le sel de nickel qui, jusqu'ici, a donné les meilleurs résultats pour les dépôts électrochimiques, est le sulfate double de nickel et d'ammoniaque. Ce sel fut préconisé, dès l'origine, par Isaac Adams, le chimiste anglais créateur de cette nouvelle industrie, et employé de préférence à tout autre par Gaiffe, le propagateur du nickelage en France.

La composition du bain de nickelage est la suivante :

Sulfate double de nickel

et d'ammoniaque,,. 1 kilogramme.

Eau distillée 10 litres.

On fait dissoudre le sel double dans l'eau chaude, puis on filtre la liqueur, après refroidissement.

M. Roseleur, dont le nom fait autorité, recommande l'emploi du carbonate d'ammoniaque avec le sulfate double de nickel et d'ammoniaque.

Voici la formule du bain employé par M. Roseleur.

Sulfate double de nickel et

d'ammoniaque 400 grammes.

Carbonate d'ammoniaque. 300 —

Eau distillée 10 litres.

Dissoudre séparément et à chaud, les deux sels dans une partie d'eau. Verser peu à peu la solution de carbonate d'ammoniaque dans celle de nickel , en ayant soin de ne pas dépasser la neutralisation ; ce que l'on reconnaît lorsque le papier bleu de tournesol ne rougit pas sensiblement.

Il faut, autant que possible, pour obtenir un dépôt de nickel résistant, homogène et brillant, ne faire usage que de bains parfaitement neutres, et plutôt acides'qu'alcalins. Un excès d'ammoniaque trouble la liqueur, lui donne une teinte jaune verdàtre, et rend le dépôt cassant et terne. Un excès d'acide, au contraire, produit un dépôt très blanc, mais qui adhère mal aux pièces, et s'exfolie avec la plus grande facilité.

Les pièces destinées à recevoir un revêtement de nickel, doivent d'abord être décapées avec le plus grand soin. Le premier bain dans lequel elles doivent être plongées, surtout si elles sont en fonte brute, se compose d'une solution de 250 grammes d'acide sulfurique ordinaire, pour dix litres d'eau.

Au sortir de ce bain, on les trempe dans une solution chaude de potasse d'Amérique, formée de dix litres d'eau par kilogramme de potasse. Enfin, et après lavage à l'eau pure, on plonge les pièces dans le mélange suivant, indiqué par M. Perille :

Acide sulfurique 2 litres.

Acide nitrique 1 litre.

Suie calcinée 100 grammes.

Sel marin 100 —

Ce mélange remplace avec avantage le bain de cyanure, qu'on employait autrefois.

On verse d'abord, dans un vase en grès, l'acide nitrique, ensuite l'acide sulfurique, puis la suie, et enfin le sel marin. On remue doucement le mélange, en évitant de respirer les vapeurs nitreuses qui s'en dégagent, et on l'abandonne à lui-même, pendant au moins six heures avant de s'en servir.

Pour les objets de fer ou d'acier, on fait usage d'une solution d'une partie d'acide chlorhydrique pour cinq parties d'eau.

Enfin, lorsqu'il s'agit de recouvrir préalablement les pièces d'une couche métallique, qui rendra plus facile le dépôt électrochimique de nickel, on les plonge dans un bain composé comme il suit :

Sulfate de cuivre 100 grammes.

Acide sulfurique 100 —

Eau distillée 10 litres.

Les objets en zinc doivent recevoir un premier revêtement métallique. On les soumet à l'action d'un bain spécial, dont voici la composition, et qu'on doit faire bouillir avant de l'employer :

Acétate de cuivre cristallisé. 200 grammes.

Carbonate de soude 200 —

Bisulfate de cuivre cristallisé. 200 —

Cyanure de potassium 300 —

Eau distillée 10 litres.

Il existe d'autres méthodes de préparation des pièces à nickeler, et l'on peut dire que chaque opérateur a sa recette personnelle. Voici comment Gaiffe procédait.

Il commençait par bien dégraisser les pièces, avec une brosse trempée dans une bouillie chaude de blanc d'Espagne, d'eau et de carbonate de soude.

Cette première opération terminée, il procédait au décapage. Pour le cuivre, il lui suffisait de tremper les pièces, pendant quelques secondes, dans un bairî composé de 100 grammes d'acide nitrique pour 100 grammes d'eau. Pour les pièces brutes, il faisait usage d'un mélange de deux parties

SUPPLÉMENT A LA GALVANOPLASTIE.

d'eau, une partie d'acide azotique, une partie d'acide sulfurique.

Pour décaper le fer, l'acier et la fonte, il plongeait les pièces dans le bain d'acide sulfurique que nous avons indiqué plus haut et où elles prenaient un ton grisâtre uniforme. On frottait ensuite, avec de la pierre ponce mouillée, jusqu'à ce que la couche d'oxyde qui recouvrait le métal, eût entièrement disparu, et finalement, il les rinçait à l'eau chaude et les séchait dans de la sciure de bois.

Les bains de nickelage dont nous avons donné la composition, doivent être placés dans des cuves assez grandes pour que les pièces qu'on veut y plonger (cathodes) n'atteignent, au maximum, qu'aux deux tiers de la profondeur. Celles-ci sont suspendues

dans le bain, au moyen du fil de cuivre qui les entourait lors du décapage, et qu'on relie aussitôt au pôle positif de la source d'électricité.

Les anodes, qui peuvent être en nickel ou en platine, mais dont les surfaces doivent égaler celles des pièces à revêtir, sont reliées au pôle négatif de la pile, et mises en place d.ins la cuve, à une certaine distance des cathodes.

La figure 403 montre la disposition qu on donne aux anodes et aux pièces à nickeler.

Pendant l'opération qui, suivant l'épaisseur du dépôt que l'on veut obtenir, peut durer de cinq minutes à plusieurs heures, il importe de remuer fréquemment les pièces, et de voir si la couche de nickel s'y dépose avec régularité. Lorsque les pièces se recouvrent d'un dépôt noirâtre ou rugueux, il faut l'enlever à leur surface,

sans aucun retard, les polir avec des grattebrosse, puis les remettre au bain, en ayant soin de ralentir le courant.

D'après M. Sprague, la force électro-motrice du courant ne doit pas dépasser 5 volts, au début de l'opération, et 1 volt à la fin.

« La difficulté du nickelage, dit cet électricien, réside, non pas dans le choix de la solution, mais dans la direction de l'opération, car le nickel diffère des autres métaux en ceci : que le dépôt est toujours accompagné d'un dégagement considérable de gaz hydrogène, constituant naturellement une déperdition de force; le but à poursuivre est d'obtenir le moins de gaz et le plus de nickel possible. Une autre conséquence est que le dépôt

est apte à contenir le gaz et par conséquent à devenir poreux ou écailleux, auquel casle revêtement tend, dès qu'il a atteint une épaisseur modérée à se fendre et à se séparer en pellicules brillantes.

Afin de prévenir ce désagrément, la solution doit être concentrée et la puissance de la batterie soigneusement proportionnée au travail qui s'accomplit. Pour la première attaque, il faut une puissante batterie, telle que trois couples de Bunsen en série; mais aussitôt qu'un revêtement général est obtenu, l'économie et la bonté du travail demandent une grande réduction dans la force électromotrice du courant. Un seul élément Smée, par exemple, proportionné à l'intensité nécessaire peut convenir. »

Nous disions tout à l'heure qu'on peut indifféremment utiliser, dans l'opération du nickelage, des anodes en nickel ou en platine, autrement dit, des anodes solubles ou insolubles. L'avantage des premières c'est de restituer à la liqueur électrolytique, à mesure que le métal qu'elle renferme se dé-

Fig. 405. — Disposition des anodes et cathodes

pose sur les pièces, la quantité de nickel que cette liqueur vient d'abandonner.

Toutefois, la nature de ces anodes a une influence considérable sur les bains : elle les rend alcalins et un précipité d'oxydule de nickel ne tarde pas à troubler la liqueur, si l'on n'a pas soin de rétablir l'équilibre, en y versant un peu d'acide nitrique.

Les anodes insolubles (platine ou charbon) ne présententpaslemême inconvénient ; mais, en revanche, elles laissent le bain s'appauvrir , à mesure que son métal se dépose, et elles exigent, pour que l'opération continue à s'effectuer convenablement, 1 un surcroît d'énergie électrique, qui augmente les frais généraux. De plus, le bain s'acidifie, le dépôt devient moins adhérent, et la couche ne peut atteindre qu'une faible épaisseur. On remédie à ce défaut en introduisant dans le bain du carbonate de nickel, qui le neutralise, et le ramène à son état initial.

Les anodes doivent être suspendues dans le bain, au moyen de fils en nickel ou de fils de cuivre. Dans ce dernier cas, il importe que les anodes ne plongent pas complètement dans le liquide ; sans quoi ces fils se dissoudraient aussi.

Au sortir du bain, les pièces sont lavées à l'eau froide, qui les débarrasse de toute trace de sulfate. On les plonge ensuite dans de l'eau bouillante, puis on les sèche dans de la sciure de bois chaude, ou bien àl'étuve. Le polissage, lorsqu'il est nécessaire,

SUPPLÉMENT A LA

GALVANOPLASTIE.

[•"ig. 4(16. — Cuve pour le nickelage.

s'effectue à l'aide de brosses garnies de soies de coclion et imprégnées d'une bouillie de craie, ou bien avec du drap enduit de rouge d'Angleterre ou de poudre à polir. Les pièces sont ensuite lavées à l'eau pure, puis séchées dans de la sciure de bois cbaude.

Cette suite d'opérations se voit dans la figure 404 (p. 477), qui représente l'atelier de M. Perille, nickeleur, de Paris.

Il arrive souvent qu'on soit obligé de renickeler certaines pièces. Il faut alors enlever le dépôt ancien, et procéder à un nouveau décapage, avant la remise au bain.

MM. Watt et Elmore emploient, pour débarrasser les pièces de toute trace de nickel, une solution ainsi composée :

Acide sulfuriquc 4 litres.

Acide nitrique 500 grammes.

Eau 500 —

Nitrate de potasse 50 —

Les cuves de grandes dimensions sont généralement en sapin, comme l'indique la figure 406. D'ordinaire, on les garnit de feuilles de plomb, soudées avec soin ; mais on se contente souvent de les enduire d'une composition imaginée par M. Berthoud, et qui se compose de 150 parties de poix de

Fig. 407. — Nickelage des petites pièces.

Bourgogne, 25 parties de gutta-percha et 75 parties de pierre ponce pilée.

Les cuves de petites dimensions peuvent être en fonte émaillée, en porcelaine, en verre ou en grès.

Le nickelage des petites pièces s'effectue très simplement. Tantôt on les enfile sur une tringle de cuivre, en prenant soin de les isoler par de grosses perles de verre, et de les agiter pendant l'opération ; tantôt on les place dans une passoire en grès (fig. 407), au fond de laquelle repose une spirale de laiton, mise en communication avec le pôle négatif de la pile. Dans l'un et l'autre cas, on tient l'anode à la main, en évitant qu'elle ne touclie les pièces.

Le nickelage du zinc demande des soins tout spéciaux. Ce métal étant très soluble dans les liqueurs électrolytiques, il est indispensable, ainsi qu'il a été dit plus haut, de le recouvrir, après l'avoir décapé et poli avec soin, d'une couche de cuivre, qui facilite l'adhérence du nickel, évite les taches et l'altération du bain.

MM. Neuman, Schwartz et Weill, de Fres-bourg, qui possèdent un des plus grands ateliers de nickelage connus, procèdent de

la manière suivante au nickelage des feuilles de zinc.

On commence par décaper les feuilles de zinc, maintenues, au moyen de crochets de suspension, en les plongeant dans une cuve remplie de potasse caustique, oii on ne les laisse que quelques secondes, en les agitant sans cesse. Au sortir de cette cuve, on les rince avec soin ; on les soumet ensuite à l'action du bain de décapage proprement dit, puis à celle d'un bain de chaux. On frotte ensuite les feuilles de zinc avec des brosses et du blanc d'Espagne et après qu'elles ont été bien rincées, on les trempe successivement dans de l'acide sulfuiùque étendu et dans un mélange composé d'acide sulfurique,

d'acide nitrique et d'un peu de sel marin.

Après avoir été lavées de nouveau et séchées dans de la sciure de bois chaude, les feuilles sont polies au tour.

Ce tour se compose (fig. 408) d'un bâti en fonte, B, B, supportant un arbre horizontal, A, A, mû par la vapeur, et dont les extrémités sont garnies de brosses, 6, ô, faites au moyen de morceaux de toile collés les uns sur les autres, et qui tournent avec une vitesse de 2000 tours à la minute.

Chacune des extrémités de l'arbre horizontal est terminée par une pointe, qui sert au polissage des pièces ciselées ou sculptées.

Dans quelques cas, on se sert d'une machine à polir spéciale, consistant en une cour-

Fig. 408. — Tour à polir les feuilles de zinc nickelées.

roie sans fin, qu'on peut tendre à volonté, et qui est recouverte de poudre à polir.

Lorsque les feuilles de zinc ont reçu un poli suffisant, on les dégraisse, avec un chiffon enduit de benzine, on les plonge dans le bain de potasse, et finalement, on les brosse au blanc et on les rince.

On procède alors au cuivrage, qui s'effectue à l'aide du bain indiqué précédemment. Au bout de quelques secondes, lesfeuilles sont retirées de la solution cuprique, plongées dans l'eau chaude , puis dans l'eau froide, d'où on les enlève pour les passer enfin dans le bain de nickel.

Au sortir de ce dernier bain, les feuilles de zinc nickelées sont lavées, séchées à la sciure, dans un four spécial dont lafigure 409 donne une vue, polies, passées à la sciure froide, frottées avec de la benzine, et enfin séchées dans de la sciure de bois chaude.

D'autres méthodes sont encore employées pour le nickelage du zinc ; mais comme elles ne sont ni plus simples ni meilleures que la précédente, nous croyons inutile d'en donner la description.

Il existe plusieurs méthodes pour retirer des bains hors d'usage le nickel qu'ils renferment ; mais la plus pratique est la suivante, due à M. Urquhart.

« Je profite, dit cet habile galvanoplaste, de la propriété curieuse du sulfate d'ammoniaque de précipiter les sulfates doubles de nickel et d'ammoniaque de leur solution. Je prépare, en conséquence,

SUPPLÉMENT A LA GALVANOPLASTIE.

une solution saturée de sulfate d'ammoniaque, dans de l'eau chaude, et je l'ajoute à la vieille solution en remuant sans cesse. On n'observe alors aucun rr-sullat; mais, au bout de quelques minutes, un

Fig.409. — Four à sécher les pièces nickelées.

dépôt du sulfate double commence à tomber. Le sel précipité est d'une pureté parfaite et peut être employé directement pour faire une solution fraîche. On doit continuer l'opération jusqu'à ce que le liquide soit incolore. »