Nickelage par galvanoplastie de pièces de meccano

[wolfi]

bonjour artplating,
voilà un beau résultat sur ce bas de leica M (je suppose).
Tu as bien su préserver la netteté des marquages au polissage.

[Meccano nickelé]

Bonsoir,
merci à Artplating pour ces photos.
réponse à Wolfi:
Le nickelage brillant des pièces Meccano avant environ 1916, n'était pas réalisé avec le bain de Watts, par contre je ne connais pas la composition du bain de cette époque. Tout ce que je peux dire, c'est qu'il était réalisé avec une intensité et donc une vitesse de déposition plus faible, c'est d'ailleurs la raison qui a amené Franck Hornby (inventeur du Meccano) a recherché un procédé plus rapide pour répondre à la demande.
J'utilise mon expérience et celle des autres collectionneurs de Meccano de cette période, pour dire que le nickelage brillant (donc avant 1916) résiste mal aux conditions de stockage en milieu humide, le dépôt de décolle par plaque et fait apparaitre de la corrosion du fer deu métal de base, c'est certainement cette corrosion qui est à l'orine du décollement sous forme de pelure. Je pense que pour augmenter la production, le métal était embouti pour le découpage de bandes et des trous et que la préparation avant passage au banc de nickelage n'était pas optimale (dégraissage ? polissage ?) et le dépôt était peu adhérent. Il faut se souvenir qu'on était déjà dans un contexte d'augmentation de la productivité, ce n'est pas spécifique à notre époque.Par contre je possède des boites qui ont été bien conservées dont l'aspect est éclatant et comme neuf. L'aspect brillant est dû à la faible vitesse de dépôt et peut être à la faible épaisseur.

Je n'ai pas avancé dans mes essais depuis le début de mes 1ères interventions sur le forum. Le banc est prêt, Roseleur a vu des photos, il a décélé quelques "erreurs" sans me les citer, je pense qu'il attend que je le présente sur le forum.
J'ai tous les sels nécessaires, cela commence à être difficile pour acheter les quantites nécessaires pour des bancs de taille importante. Le mien fait 45 litres environ, il a été conçu pour presque toutes pièces Meccano sauf les plus longues barres.Voici les photos du banc.

[wolfi]

C'est une belle réalisation meccano,
peux-tu nous expliquer ton montage, ca serait sympa ?

wolfi

[Meccano nickelé]

Grâce à l'aide de Roseleur, les photos de mon bac électrolytique sont là. Je vais vous en décrire la composition:

-Le réchauffeur, il est à gauche, la résistance chauffante plonge dans le liquide du bain. la résistante torsadée est en inox haute qualité permettant d'en limiter la corrosion (appareil de récupération de laboratoire). La puissance de chauffe est importante (1500 ou 2000 W), il me permet de réchauffer les 45 litres en 45 mn (de 15°C à 55°C). Au dessus de la résistance, on trouve le système d'homogénéisation (turbine). Cet appareil est équipe d'un réglage de point de consigne de la température désirée ce qui permet de réguler la température sans dépasser la température souhaitée; bien sûr l'appareil affiche en permanence la température du bain.

-Le bac électrolytique, c'est un bac isotherme "camping gaz", de grande dimension, il présente les avantages d'avoir des formes rectangulaires, de résister à la température et d'être très solide. En plus il a des poignées....
Ce bac a d'excellentes qualités isothermes puisqu'une heure après l'arrêt du réchauffage, la température du bain ne chute que d'1°C. Ce qui me permet de retirer le réchauffeur pendant la phase d'électrodéposition. Je pense procéder de la sorte pour éviter de mettre en suspension les particules solubles puisque je n'ai pas prévu de système de filtration (certainement un sujet de discussion). Pour éviter ce phénomène et celui de formation de dégagement gazeux (bulle) à la surface des pièces à traiter (nuisible à la qualité du dépôt), j'ai construit un système d'agitation mécanique.

-Le système d'agitation mécanique des pièces à traiter, la vitesse optimale de la barre cathodique retrouvée dans la bibliographie est de 5 à 6mètres/mn. J'ai construit le système avec des pièces Meccano, bielle, engrenages coniques à nombre de dents différents pour adapter la vitesse de rotation de la bielle par rapport à celle du moteur électrique (moteur moderne en basse tension). L'alimentation électrique du moteur permet également de faire varier la vitesse du moteur (ceci n'est pas nécessaire, mais je l'avais). La bielle permet de provoquer un va et vient de la barre cathodique supportant les pièces. Pour améliorer le guidage et réduire la résistance mécanique du mouvement de va et vient, la barre cathodique a été fixée sur la partie mobile d'un système de coulisse de tiroir (système à bille). l'ensemble a été testé pendant de longues heures, il est fiable et très silencieux. Le moteur et le réducteur de vitesse sont visibles sur la droite

-Les supports de pièces à traiter sont tout simplement fabriqués à partir de barres laiton et de crochets en cuivre de 4mm de diamètre, section des trous Meccano. Le cuivre est plus facile à courber. Bien sûr j'ai adapter l'écartement des barres verticales au pas du système Meccano. Je peux également déplacer les barres verticales pour adapter le système d'accrochage en fonction de la longueur des pièces. J'ai conçu l'espace d'accrochage des pièces pour respecter une autre paramètre trouver dans le bibliographie ancienne: les pièces à traiter doivent être situées dans la zone du tiers médian de la hauteur du liquide du bain Il ne faut pas être dans les tiers inférieurs et supérieurs pour plusieurs raisons, les courants ne sont pas homogènes et en partie basse, on peut être gêné par la présence de "boues".

-Les anodes solubles ont été placées au centre des longueurs, la profondeur immergée est réglable, leur alimentation électrique est réalisée par des câbles multibrins de 4mm2 doublés. Vu les surfaces à traiter de mes pièces Meccano et l'intensité associée, c'est suffisant.
Les anodes sont placées de part et d'autre et à égale distance des pièces à traiter. J'ai également respecter les conseils retrouvés dans la bibliographie: La distance idéale entre les anodes et les pièces doit être comprise entre 8 et 15cm. trop près entraîne une absence de dépôt uniforme voir des points de brûlure par surintensité et trop loin provoque un dépôt très loin mais bien plus uniforme. Mes pièces Meccano sont de forme plate donc bien plus faciles à traiter que des pièces présentant des arêtes et des creux.
Mes anodes font 10 cm de large et 40 de haut. Une des questions que je me pose encore, est-ce que ma surface anodique est suffisante et bien répartie pour des pièces Meccano qui seront accrochées horizontalement et pourront mesurer jusqu'à 32cm?

-Facilitation pendant les phases d'accrochage et de décrochage des pièces: C'est la partie tubulaire en cuivre, elle permet de bloquer le système d'accrochage des pièces en position haute pour que celles-ci ne soient pas immergées.

-Gadget ou pas: j'ai ajouté un éclairage en basse tension, dirigé vers les pièces à traiter.

-L'alimentation électrique, c'est une grosse alimentation stabilisée professionnelle (achetée à bas cher sur un site de ventes aux enchères très connu) . Elle est réglable en tension et en intensité.

ça y est, je me suis exposé aux critiques du "maître".
Dernières précisions: par mes choix (absence de filtration) j'ai cherché à me replacer dans les conditions utilisées à l'époque au vu de certaines photos de l'atelier Meccano.

Nota: j'ai profité des conditions météo du jour pour présenter mon installation car aujourd'hui 09 jan 2010 , il neige abondamment sur le Tarn et Garonne, je le précise car c'est rare chez nous.

[roseleur]

Je suppose aussi que les adjuvants autres que chlorure et sulfate de nickel et acide borique peuvent influencer sur la couleur.

Les adjuvants mais aussi les impuretés présentes éventuellement dans les sels lors de la constituition du bain ou introduits lors de son utilisation et en particulier les métaux étrangers induisent des changements de couleur. Du reste, c'est ainsi que l'on obtient le "nickel noir" par addition de sels de zinc ou d'ammonium et de sodium.
C'est pourquoi les bains de nickel doivent être parfaitement entretenus et filtrés.

Pour l'installation de meccano nickelé, quelques remarques :

• Bien que la cuve soit isotherme, prévoir un bac de rétention en cas de fuite. La température élevée du bain risque à la longue de provoquer une déformation et une dégradation de la matière plastique (fissures).
• La résistance thermorégulée doit être branchée sur un disjoncteur de sécurité 10 ou 30 milliampères en raison de sa proximité avec le liquide du bain.
• La surélévation du dispositif d'agitation ne me semble pas indispensable, et risque de génêr la mise au bain. En général il y a une barre de contact en cuivre posée directement sur les bords de la cuve, sur des poulies libres.
• Il faut que le cadre d'accrochage des pièces soit amovible et en cuivre ou laiton, est ce le cas ?
  Il faut savoir également qu'il va s'épaissir à cause du nickel déposé en cas d'utilisation fréquente.Ces montages sont généralement protégés sur les parties ne faisant pas contact .Personnellement j'utilise des crochets de fil électrique rigide gainé
• Les anodes doivent être ensachées avec des sacs en tissu synthétique (filtrage des impuretés)
• Le bain doit être filtré et agité par une pompe filtre ce qui peut parfaitement remplacer le dispositif d'agitation (je n'en utilisais pas, la pompe brassant suffisamment le liquide).
  Je ne suis pas sûr que le fait de supprimer la filtration soit un plus.La fidélité par rapport aux conditions d'origine est un peu illusoire puis que tu ne connais pas la nature du bain utilisé sur les photos en question.

Voilà pour l'instant ce qui me vient à l'esprit

[Meccano nickelé]

pour répondre à la demande générale, voici la photo du moteur et du système d'agitation mécanique de la barre cathodique de mon installation de nickelage.

A droite, le moteur à basse tension et à faible vitesse de rotation. J'ai dû augmenter la vitesse, c'est le rôle des 2 engrenages coniques Meccano.
En bas de l'axe verticale se trouve la bielle qui transforme le mouvement circulaire en mouvement de va et vient (l'inverse de ce qui se passe sur les locomotives à vapeur).
La barre trouée Meccano boulonnée sur la bielle est fixée à sa partie gauche sur la barre cathodique, c'est elle qui transmet le mouvement.

[Meccano nickelé]

seconde vue du système d'agitation.

cette vue permet de voir la barre trouée Meccano boulonnée sur la bielle et fixée à sa partie gauche sur la partie mobile d'un système de coulisse de tiroir (système à bille). La barre cathodique est quant à elle fixée sur cette coulisse, elle et visible à gauche.


Vue de la barre cathodique en aluminium. La barre laiton est celle où sont boulonnés les crochets en cuivre. L'alimentation électrique de cette barre est assurée par le cable visible qui est raccordé sur la partie arrière d'un des 2 boulons en laiton.
Les trous inoccupés sur la barre cathodique horizontale en aluminium sont prévus pour adapter l'espace entre les 2 barres laiton verticales, la distance entre les trous est d'1 pouce (multiple du pas entre les trous du système Meccano).

Vue générale et notamment des anodes avec leur fixation.

Vue des crochets en cuivre avec un exemple d'accrochage d'une barre Meccano. La barre visible en second plan sera remplacée par une section en laiton.

[roseleur]

Donc le système d'accrochage coulisse de haut en bas ?
Mais comment est-il bloqué en position haute ?

La barre visible en second plan sera remplacée par une section en laiton.

Ou en plastique ça évitera qu'elle se nickelle.

Vu le diamètre les crochets en cuivre risquent d' être rapidement trop gros pour passer par les trous .
(le bain dépose plus sur les aspérités et les pointes)

[Meccano nickelé]

Oui Roseleur le système d'accrochage (et d'agitation) coulissent de haut en bas.
le blocage en position haute est assuré par la rotation de 2 plats en aluminium.
Il vaut mieux regarder les photos pour comprendre.

Position haute

Position basse

Je suis d'accord avec toi Roseleur, il vaut mieux que j'utilise une barre en plastique pour faire la liaison en partie basse des 2 barres verticales d'accrochage des pièces.
Je me doutais de la remarque concernant le diamètre des crochets et de l'accroissement du diamètre pendant le dépôt. J'ai tout simplement cherché à réduire le jeu pour faciliter le passage du courant. Si ça ne marche pas, il faudra modifier.

[wolfi]

bonjour meccano,

Tu dis que le nickelage brillant des pièces de meccano avant 1916 n'était pas réalisé avec un bain de watts.
Quel autre bain aurait été utilisé ?

Je suppose que vers cette époque, les additifs organiques devaient être connus ?
A moins, et comme tu le dis, la brillance aurait été obtenue par un dépôt plus lent avec moins d'intensité ? Ca parait plausible, qu'en pense roseleur ?

Le décollement par plaques du revêtement de nickel est connu sur d'autres pièces anciennes que des meccano. S'agirait-il d'un problème de préparation de la surface ?
Alors le décollage serait apparu assez rapidement je pense et non des décennies après.
Il serait intéressant de dénickeler électrolytiquement une pièce pour voir la préparation de la surface.
Est il possible que le décollage soit dû à des tensions internes de la couche de nickel sur du fer qui est un métal magnétique également ?
Il est intéressant de constater que ce phénomène apparait sur des pièces qui n'ont pas reçu de cuivrage préalable.

La construction de ton bain est astucieuse, et tu sais pleinement exploiter les possibilités offertes par les pièces de meccano. :)
Tes photos sont superbes. Du coté de Montpellier, il a neigé un peu aussi ces derniers jours .

Je me demande toutefois comment tu comptes réaliser la préparation des pièces anciennes, autant que je sache, les couches de nickel anciennes devraient être éliminées avant renickelage ?
Je dirais qu'il faudrait un dénickelage élctrolytique suivi d'un surfaçage et d'un polissage avant dégraissage chimique, puis ultrasonique (ca ne devait pas exister) puis dégraissage éléctrolytique à chaud, rinçage dans de l'eau distillée puis activation ?
Ca fait pas mal de bains....