Les procédés de galvanisation

Dans la section suivante, les différents procédés de galvanisation sont présentés, en expliquant également les outils de base nécessaires à chaque méthode. En général, on distingue trois procédés de galvanisation : la galvanisation en tonneau, la galvanisation au stylo/tampon et la galvanisation en bain.

Aperçu des procédés

On distingue trois procédés de dépôt galvanique des métaux : la galvanisation en bain, la galvanisation au stylo (ou galvanisation au tampon), et la galvanisation en tonneau. Chacun de ces procédés présente des avantages et des inconvénients.

Le procédé de galvanisation en bain

La galvanisation en bain est une méthode dans laquelle la pièce à galvaniser et l'anode sont immergées dans un électrolyte. Un courant est appliqué, ce qui permet le dépôt de métal sur la pièce.

La galvanisation en bain est un procédé couramment utilisé dans l'industrie. En général, les pièces sont chromées, dorées ou nickelées dans de grands réservoirs. Des cadres sont souvent utilisés pour suspendre les pièces à revêtir. Pour augmenter la densité de courant possible et accélérer le dépôt, un mouvement du bain peut être appliqué, par injection d'air, pompage ou déplacement du cadre.

L'avantage de ce procédé est qu'il est facile à réaliser et permet de générer des courants élevés, rendant possible le dépôt de couches métalliques épaisses. L'inconvénient est qu'il nécessite de grandes quantités d'électrolyte pour remplir les réservoirs, ce qui rend la galvanisation en bain peu adaptée aux petits projets privés ou amateurs.

Équipement de base nécessaire

Pour réaliser le procédé de galvanisation en bain, une source de courant continu réglable, un réservoir ou un conteneur et des câbles de connexion sont nécessaires.

La source de courant peut être, par exemple, une alimentation de laboratoire, avec des affichages de tension (Volt) et de courant (Ampère). Le réservoir doit être suffisamment grand pour que l'objet à galvaniser puisse y être complètement immergé. Il doit être en matériau résistant aux alcalins et aux acides ; les conteneurs en plastique ou en verre sont particulièrement adaptés. En outre, vous aurez besoin de câbles pour connecter la source de courant à l'anode et à la pièce. Pour éviter toute confusion, utilisez toujours un câble rouge pour le pôle (+) et un câble noir pour le pôle (-).

Surface de l'anode

En règle générale, la surface de l'anode doit correspondre à la taille de la surface de la pièce à galvaniser. Si la surface de l'anode est trop petite, il est possible que les couches se déposent de manière inégale.

Cet effet se produit parce que le courant ne se distribue pas uniformément dans l'électrolyte (diffusion) et suit le chemin le plus court. Dans la zone où le chemin est le plus court, le courant est plus fort, ce qui entraîne un dépôt plus épais à cet endroit. La forme et la disposition de l'anode doivent également permettre une répartition uniforme du courant.

Une anode plus grande n'a pas d'effet négatif sur le résultat. Cependant, une densité de courant anodique inadéquate (rendement anodique) peut entraîner une passivation plus importante (selon l'électrolyte), réduisant ainsi le flux de courant. Si cela se produit, l'anode doit être nettoyée.

Le procédé de galvanisation au stylo ou au tampon

Lorsque des pièces de grande taille ou déjà montées doivent être galvanisées, la galvanisation au stylo est la plus adaptée. Ce procédé utilise une tige métallique connectée à l'anode (+), dont l'extrémité est équipée d'un tampon en tissu ou d'une éponge (pour simplifier, nous utiliserons le mot "tampon"). Le tampon sert à absorber l'électrolyte et doit être entièrement imbibé de la solution souhaitée. Pendant que l'objet à galvaniser est connecté à la cathode (-), le tampon est appliqué sur l'objet en effectuant un mouvement circulaire. Cela permet de créer un flux de courant et, en quelques secondes, une couche métallique se dépose sur les points de contact.

Le mouvement circulaire est crucial, car une petite surface de contact entraîne un courant élevé. Si le tampon reste trop longtemps au même endroit, cette zone peut devenir mate et prendre une couleur foncée (brûlure), cet effet s'accélérant à mesure que le courant augmente. Il faut donc un peu d'expérience, mais cela s'acquiert rapidement. Un mouvement de va-et-vient du tampon est moins approprié, car les interruptions momentanées peuvent provoquer des brûlures à haute densité de courant.

L'anode doit être fabriquée à partir de matériaux inertes tels que le platine, le graphite (ou dans certains cas, l'acier inoxydable), ou du même matériau que celui de l'électrolyte utilisé.

Équipement de base nécessaire

Pour réaliser le procédé de galvanisation au stylo ou au tampon, il vous faut une source de courant continu réglable (une alimentation avec affichage numérique de la tension et du courant), une anode en forme de stylo avec support d'anode (stylo de galvanisation), un jeu de câbles et un tampon ou une éponge. L'anode du stylo (ou son support) doit être connectée au pôle (+) de l'alimentation à l'aide d'un câble. De plus, l'anode doit être équipée d'un tampon ou d'une éponge pour que le stylo de galvanisation soit prêt à l'emploi. La pièce elle-même est connectée au pôle (-), comme dans les autres procédés mentionnés.

Tampons et éponges

Les tampons ou éponges utilisés servent à absorber l'électrolyte. Cette caractéristique est essentielle, car l'électrolyte doit être maintenu entre l'anode et la pièce à galvaniser pendant le processus, afin que les ions métalliques puissent être transférés. Les tampons utilisés pour la galvanisation doivent avoir une très grande capacité d'absorption et être résistants. Ils ne doivent pas être trop fins, sinon des effets d'isolation pourraient se produire en raison de la pression exercée par endroits, empêchant le passage du courant électrique. De plus, un tampon ne doit pas comporter de coutures apparentes, car celles-ci pourraient rayer la surface du métal.

Épaississant ou agent gélifiant

Un épaississant, ou agent gélifiant, est une substance spécifique ajoutée à l'électrolyte pour en augmenter la viscosité. Il existe des épaississants spécialement conçus pour différents types d'électrolytes. L'utilisation de produits non adaptés rendrait l'électrolyte inutilisable. Grâce à ces agents gélifiants, il est possible d'épaissir tous les types d'électrolytes, garantissant ainsi un travail propre et économique, sans écoulements. Toutefois, l'électrolyte ne doit pas être trop épais.

Pour épaissir un électrolyte, il suffit de verser la quantité nécessaire dans un récipient et d'ajouter progressivement l'agent gélifiant en remuant jusqu'à obtention de la consistance souhaitée. Il est important d'agir avec précaution pour éviter la formation de poussières lors de l'utilisation de poudres épaississantes. Si l'électrolyte devient trop épais, il peut être dilué en ajoutant plus d'électrolyte non épaissi.

Le procédé de galvanisation en tonneau

La galvanisation en tonneau est idéale pour le traitement de grandes quantités de petites pièces, en particulier pour celles qui ne peuvent pas être fixées sur des supports ou qui demandent trop d'efforts pour y être attachées. En principe, le processus de galvanisation est similaire à celui de la galvanisation en bain, mais les pièces à traiter sont placées en vrac dans un tonneau rotatif à faible vitesse. Le contact avec les pièces est assuré par une tige de contact centrale, des marteaux mobiles (câbles avec des embouts conducteurs) ou des points de contact appropriés sur la paroi du tonneau. La rotation de ce dernier, assurée par un moteur, garantit un mouvement constant qui permet un revêtement relativement uniforme des petites pièces. Cependant, il peut y avoir de légères différences, car le brassage non contrôlé fait que certaines pièces sont en contact plus longtemps, obtenant ainsi une couche plus épaisse, ou, à l'inverse, un contact plus court et donc une épaisseur moindre.

Un avantage de ce procédé est la rapidité de chargement, car les pièces peuvent être déposées en vrac dans le tonneau. En revanche, les pièces présentent toujours de petites marques d'impact dues au mélange constant, ce qui rend ce procédé moins adapté aux finitions miroir, bien que cela n'ait pas d'importance pour des pièces comme les vis. De plus, un minimum de pièces est nécessaire pour garantir un contact permanent entre elles.

Équipement nécessaire

Pour réaliser la galvanisation en tonneau, vous aurez besoin d'un tonneau de galvanisation. En plus du tonneau, un moteur réducteur et la mécanique constituent les éléments essentiels, formant ainsi une installation de galvanisation en tonneau. Comme pour la galvanisation en bain, un bloc d'alimentation suffisamment puissant et réglable ainsi qu'un jeu de câbles sont également nécessaires.

Remplissage du tonneau de galvanisation

En général, le tonneau de galvanisation ne doit être rempli qu'à 40 ou 50 % de sa capacité avec les pièces à traiter. Cela garantit que les pièces peuvent bouger librement et empêche tout coincement, blocage ou accrochage. Si cela se produit, les points de contact ne seront pas optimaux, ce qui entraînera une galvanisation irrégulière. Il est essentiel de veiller à ce que les pièces aient également un bon contact avec la tige de contact.

Remarque : Les billes sont le matériau de remplissage idéal, car elles ne peuvent pas s'accrocher et permettent un mouvement libre, garantissant ainsi un résultat optimal de galvanisation.