Table des matières :

Voici une méthode qui permet d’effectuer un plaquage nickel sur de petites pièces sans recours à des moyens compliqués, et surtout sans utiliser de produits chimiques corrosifs ou dangereux autres que des produits ménagers.
Les pièces montrées dans cet exemple sont des pièces d’accastillage utilisées sur cette mandoline.

Le matériel nécessaire

Ce qu’il faut :

• Un bac verre ou plastique avec couvercle, j’utilise un conteneur de 2L.
• Une anode sacrificielle en nickel pur (boutique ebay/amaz).
• Du vinaigre blanc ménager à 14°.
• Du sel (plutôt de mine, pas de mer pour une fois).
• Une alimentation variable, idéalement ajustable en courant, capable de délivrer 3 à 4 ampères typiquement.

  

  

Préparation de l’électrolyte

La première phase consiste à fabriquer son électrolyte. Le même bain d’électrolyte pourra être conservé et pourra reservir pour d’autres opérations de plaquage, tant que ce bain reste clair et sans impuretés. Lors d’un plaquage, c’est l’anode qui s’use et l’électrolyte ne s’épuise normalement pas.

Mise en oeuvre

Pour faire l’électrolyte, j’utilise ici environ 1.5 litre de vinaigre blanc à 14° dans lequel je dissouds 1 cuillère à soupe rase de sel fin par litre de vinaigre. La salinité augmente la conductivité de la solution.

L’anode sacrificielle en nickel pur est découpée en 2 parties égales.

• Un morceau (anode) est relié au + de l’alimentation
• l’autre morceau (cathode) est relié au - de l’alimentation.

A noter que dans mon cas, je me suis amusé à contrôler la température du bain pendant l’électrolyse. C’est en fait inutile, il n’y a pas d’élévation de température significative. J’ai aussi contrôlé le temps écoulé dans chaque phase ce qui par contre est bien utile. Je ne vais pas détailler cette partie qui est optionnelle.

Electrolyse

L’électolyte d’acéthate de Nickel est obtenue par électrolyse, c’est à dire qu’au moyen d’un courant électrique à travers la solution, on obtient un transfert d’atomes nickel Ni des électrodes vers la solution qui se charge en ions Ni2+.
La solution, lorsqu’elle est populée de suffisemment d’ions Ni2+, prend une jolie couleur verte.

J’utilise une alimentation variable en courant (0-10A) et tension (0-30V). Voir la construction de cette alim ici.
Cette alimentation variable est alimentée en primaire par une alimentation ATX de PC (voir également ici).
Dans une première phase :

• Tension aux environs de 9V
• ce qui donnait dans ma solution un courant de environ 1.5A. En vérité, c’est l’ampérage qui est désirable, donc viser plutôt 1.5A et ajustez la tension au besoin.
• durée 2h30

Dans une deuxième phase, au bout de 2h30:

• Tension aux environs de 12V
• Courant de environ 3.5A
• durée de 1 h supplémentaire

On recherche une belle couleur verte menthe à l’eau (mais bien concentrée en menthe). Dans mon cas, j’ai arrêté donc au bout de 3h30.
A ce stade la cathode ressemble à de la dentelle et commence à se désintégrer. Les atomes de Nickel sont devenus des ions. La solution obtenue est de l’acétate de nickel.

Préparation des pièces

Dans mon cas, je vais plaquer des pièces en laiton. Il est impératif de parfaitement poncer et polir au préalable si on souhaîte obtenir un bon résultat. Le polissage doit être suivi d’un dégraissage soigneux :

• lavage avec un détergent
• bain dans un acide chlorydrique ménager, 5 minutes au minimum. (Attention, prudence dans la manipulation de l’acide, portez lunettes et gants !)
• rinçage à l’eau claire

Suite au dégraissage il ne faut plus manipuler les pièces avec les doigts.
Pour faciliter le passage de l’électricité et la manipulation des pièces, j’ai directement soudé avant le nettoyage un fil de cuivre sur une partie qui ne sera pas visible de la pièce.

Plaquage

Théorie

Voici le schéma de principe de l’électro-plaquage du Nickel :

La pièce à traiter constitue la cathode au centre, et le nickel est apporté par les deux anodes à l’extéieur.

Ce schéma ainsi que beaucoup des informations ci après sont tirées du document “Nickel Plating Handbook”, voir la section Bibliographie plus bas.

La littérature nous donne quelques formules intéressantes. Ces formules sont très théoriques et supposent une grande efficacité de la solution utilisée. Dans le cas d’une solution d’acéthate de nickel faite maison, cette efficacité n’est sans doute pas idéale, aussi tous ces chiffres sont à prendre avec précaution, néanmoins, les pricipes restent valables.

• W : quantité de Nickel déposé sur la cathode en Grammes
• I : courant traversant en Ampères
• t : temps en Heures

• T : Epaisseur moyenne du dépôt en µm
• I : courant traversant en Ampères
• t : temps en Heures
• A : surface couverte en dm²

La table ci dessus nous donne une idée de la durée du traitement pour arriver à un plaquage de telle épaisseur moyenne, en fonction de la densité de courant, c’est à dire du nombre d’Ampères par unité de surface.
Suivant les sources, il semble que 3A / dm² (surface de la pièce) soit convenable. On lit également qu’il est préférable que la tension reste en dessous de 5V.

==> D'après le tableau, à trois Ampères / dm², il faut 43 minutes pour déposer 25µm.

Dans le cas de mes deux pièces :

• Bridge mando teledoline : 0.63 dm * 0.63 dm * 2 faces = 0.8 dm² x 3 => Courant conseillé = 2.38A
• Plaque potentiomètres télédoline : 1 dm * 0.29 dm + pi .29²/4 * 2 faces = 0.7 dm² => Courant conseillé = 2.1 A

Cependant :
La formation de bulles d’hydrogène sur la cathode nuit à l’état de surface du plaquage. Plus on monte le courant, plus il y a d’hydrogène.
L’utilisation d’agitateurs permet d’éviter la fixation des bulles d’hydrogène et donc l’utilisation d’un courant plus fort. En l’absence d’agitateurs, la recommandation est de prendre plus de temps et d’utiliser un courant faible.
On peut utiliser un bulleur d’aquarium comme agitateur.

La figure suivante explique les variations d’épaisseur qui peuvent survenir en fonction de la géométrie de la pièce.
Les zones les plus proches des anodes reçoivent plus d’atomes de nickel et sont donc plus épaisses.

Mise en oeuvre pratique

Immédiatement à la suite du rinçage à l’eau, on plonge sans délai la pièce dans l’électrolyte.

• Pour le plaquage, la pièce est à la CATHODE, c’est à dire reliée au – de l’alimentation.
  
• Les deux plaques de Nickel à droite et à gauche sont des ANODES, donc le ++. Il est intéressant d’avoir deux, voir plus anodes reliées entre elles, de manière à faire face à toutes les surfaces de la pièce.
  

Pour les raisons évoquées plus haut, le réglage de l’alimentation est beaucoup plus faible que pour l’électrolyte :

• 1A , ou un peu moins,
• 3V environ dans mon cas.

Le principe est de ne pas aller trop vite car des bulles d’hydrogène peuvent rester fixées sur la pièce et créer des irrégularités.
Il est utile de fréquemment remuer la pièce en cours d’opération pour décoller les bulles. Il aurait été préférable d’utiliser un bulleur pour aquarium pour assurer une agitation permanente dans le bain, malheureusement cette fois je n’en avais pas sous la main.

Dans mon cas, j'ai obtenu un résultat satisfaisant au bout d'un peu plus d'une heure.

Polissage

Après rinçage à l’eau claire, on procède à un polissage, avec une pâte pour métaux, pas trop abrasive. Le polissage permet d’enlever les traces noirâtres correspondant à la remontée des bulles vers la surface le long de la pièce. La couche est suffisemment épaisse pour ne pas avoir peur de traverser, mais je n’ai pas employé de moyen mécanique.

Résultat

Bibliographie

Je vous renvoie pour plus de détails à la publication “Nickel Plating Handbook - 2014” par le Nickel Institute que l’on peut trouver ici.