Brevet FR2384866A1 — publié le 19781020

La présente invention concerne un procédé de nickelage électrolytique de substrats d'acier, en particulier de tôles d'acier permettant d'assurer une adhérence irréprochable du film de nickel sur le métal de base. L'invention s'étend aux produits obtenus par un tel procédé qui trouvent des applications notamment dans des plaques tubulaires d'échangeurs de chaleur de réacteurs nucléaires ainsi que dans les plaques de formage de panneaux de revêtements De nombreuses difficultés opératoires apparaissent régulièrement lorsqu'il convient de réaliser un nickelage de surfaces en acier. Un tel nickelage doit nécessairement être précédé d'une opération de décapage. Malgré un rinçage soigné après ce décapage, le carbone contenu dans l'acier et libéré par suite de l'action de l'acide se dépose sous forme d'un film connu sous le nom de "smut" qui s'accumule notamment en bas de la tôle lorsque celle-ci est maintenue verticalement après le rinçage. Ce film qui présente de faibles propriétés d'adhérence, en s'interposant entre le dépôt de nickel et le substrat formé par l'acier décapé est la cause de défauts d'adhérence marqués pouvant même permettre d'enlever pratiquement sans difficulté une "peau" de nickel déposée sur le métal formant le substrat. Deux procédés sont connus jusqu'à présent pour remédier à cet inconvénient grave et même généralement rédhibitoire. On peut enlever le smut par un'procédé chimique basé sur une inversion de courant en milieu soude-cyanuré. Cette solution ne donne cependant pas une totale satisfaction du point de vue du résultat et nécessite une opération difficile à réaliser sans entrainer simultanément une augmentation importante du prix du traitement. Il est d'autre part connu d'effectuer électrolytiquement un décapage sulfurique. Ce procédé qui donne satisfaction dans de nombreux cas rend nécessaire d'appliquer une densité de courant relativement importante qui pour le traitement de grandes surfaces entraîne le recours à des installations nécessitant des ampérages prohibitifs. Le but visé par l'invention est de réaliser un procédé de nickelage électrolytique de substrats d'acier, en particulier de toles d'acier, qui présente des qualités d'adhérence irréprochable en mettant en oeuvre des moyens simples,permettant notamment le traitement de-surfaces importantes. Le procédé selon l'invention comporte les opérations classiques réalisées sur une tôle ayant subi un traitement de surface adéquat habituel notamment par meulage et sablage, consistant successivement en un dégraissage électrolytique, en un décapage et le procédé est caractérisé en ce qu'on réalise ensuite un traitement mécanique de dérochage du smut suivi d'un nouveau nettoyage électrolytique, d'un décapage et finalement du nickelage. Bien entendu entre chacune des opérations successives décrites, il est procédé à un rinçage normal. Le procédé selon l'invention s'écarte totalement des techniques classiques et va même en sens inverse de ce que l'homme de l'art considérait comme la pratique normale, car il est totalement surprenant que deux opérations de décapage successives puissent donner un résultat satisfaisant. L'homme de l'art supposerait que la deuxième opération de décapage devrait normalement accentuer les défauts de surface résultant du premier décapage. Sans que la Demanderesse entende se limiter par aucune explication théorique ou scientifique, elle pense que le traitement mécanique de dérochage permet d'éliminer la couche de smut formée lors du premier traitement de décapage, ce qui facilite le deuxième traitement de décapage et surtout accélère celui-ci. De cette manière, le deuxième traitement de décapage peut être très rapide en empêchant la réapparition du smut en quantité importante. Le traitement mécanique permettant de dérocher la couche de smut, entre les deux décapages, peut s'effectuer avantageusement par brossage à l'aide d'une brosse en fibres de tampico. D'autres moyens peuvent cependant être utilisés tels qu'un traitement par ultra-sons. Afin de mieux faire ressortir les caractéristiques de l'invention, celle-ci sera décrite à titre d'exemple à l'aide d'une spécification opératoire appliquée au nickelage de tôles en acier MB , formant plaque tubulaire d'un échangeur de chaleur dont les dimensions sont 2 de 2.350 x 1.350 mm Les pièces brutes subissent un contrôle de réception et si nécessaire un dégraissage au solvant et un polissage au disque. Après une mise en place des bouchons dans les ouvertures tubulaires prévues dans la plaque, on procède à un sablage à sec, on enlève les bouchons et dépoussière. On procède ensuite à un masquage de la face non nickelée, fixe au cadre alimentant le courant et à l'aide d'un palan amène la pièce à un bain de dégraissage électrolytique se trouvant à une température de 18 à 30 et sous une tension de 6 à 9 volts, la pièce restant -n cathode pendant 2 minutes et ensuite 2 minutes en anode. Ensuite la pièce passe a' un bain de rinçage et finalement à un bain de décapage pendant 5 minutes. Les opérations prémentionnées sont absolument classiques et relèvent donc de l'état de la technique. On réalise ensuite selon l'invention un brossage à l'aide d'une brosse à fibres tampico jusqu'à ce qu'un passage à l'aide d'un chiffon blanc ne laisse plus de traces noires sur le chiffon. Après un rinçage, on répète rapidement la séquence antérieure, à savoir nettoyage électrolytique, rinçage et décapage à l',acide chlorhydrique, la durée du décapage étant cependant dans ce cas réduite considérablement et étant de l'ordre de 15 secondes à 1 minute, de préférence de l'ordre de 30 secondes. Après un rinçage rapide (30 sec.), on amène immédiatement la pièce au bain de nickelage et procède à l'opération de nickelage dans les conditions suivantes Température : 52 à 57 C pH : 3,5 à 4,2 Intensité : 2000 ampères Tension : 7,5 volts Durée : 45 minutes Agitation cathodique : 10 va et vient/minute Distance anode-cathode : 22 cm. Le bain présente la composition suivante 300 g/l Ni 504 30 g/l NiCl2 30 g/l H 30 On termine par un rinçage à l'eau désionisée à la lance et en cuve, élimine le vernis de masquage, rince et sèche, Des micrographie agrandissement 500 x de pièces traitées selon l'invention (Figure 1) et également en procédant à un traitement de nickelage immédiatement après un traitement selon l'état de la technique (Figure 2), permettent d'observer dans le premier cas que le nickel déposé adhère directement sur le substrat d'acier alors que dans le second cas, une couche apparaissant noire à la micrographie, constituée par un amuit, est interposée entre le dépôt de nickel et le substrat. Le produit réalisé selon l'état de la technique révèle à un examen macrographique, des défauts graves i'adhérence du dépôt sur le substrat. Il est même possible dans de nombreux cas d'arracher a la main une pellicule complète de nickel qui se sépare du substrat. Aucun défaut de ce type n'appariait dans le cas de la pièce traitée selon l'invention. Bien que la Demanderesse ait décrit ci-dessus à titre d'exemple un mode d'exécution particulièrement préféré de l'invention, elle n'entend nullement s'y limiter, de nombreuses variantes et modifications accessibles a l'homme de l'art étant possibles dans le cadre du principe général décrit et revendiqué. REVENDICATIONS 1. Procédé de nickelage d'un substrat en acier dans lequel une tôle ayant subi un traitement de surface adéquat habituel notamment par moulage et sablage, est soumise successivement à un dégraissage électrolytique et à un décapage, caractérisé en ce qu'on réalise ensuite un traitement mécanique de dérochage du smut suivi d'un nouveau nettoyage électrolytique, d'un décapage et finalement du nickelage. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le traitement mécanique permettant de dérocher la couche de smut, entre les deux décapages, s'effectue par brossage à l'aide d'une brosse en fibres de tampico. 3. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le traitement mécanique permettant de dérocher la couche de smut entre les deux décapages consiste en un traitement par ultra-sons. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications- 1 à 3 caractérisé en ce que la durée du deuxième décapage est de l'ordre de 15 secondes à 1 minute. 5. Procédé selon la revendication 4 caractérisé en ce que ladite durée est de l'ordre de 30 secondes. 6. Produits obtenus par le procédé d'une quelconque des revendications 1 à 5.