Nouveaux revêtements PVD décoratifs résistants à l'usure

New wear resistant PVD decorative coatings

Haute école ARC-Ingénierie, Hôtel-de-Ville 7, 2400 Le Locle, Suisse

Auteur de correspondance : raymond.constantin@he-arc.ch

Reçu : 30 Avril 2006
Accepté : 20 Juin 2006

Résumé

Les revêtements PVD TiN+Au sont certainement les plus utilisés afin de remplacer les placages galvaniques or. Cependant, l'usure rapide de la couche d'or superficielle provoque un ternissement de la couche après quelques mois seulement de porter. Afin d'éviter ce problème, un nouveau type de revêtement de couleur or à base de nitrures a été développé. La couleur peut être parfaitement adaptée à celle des standards 1N14 et 2N18 pour une dureté supérieure à 3000 HV. La deuxième phase de la recherche est la mise au point de ce revêtement sur une installation de type industrielle, ce qui permettra dans un futur proche de remplacer les traditionnels TiN+Au. Les revêtements PVD de couleur noire occupent également une place importante dans la production des couches dures décoratives. Les solutions à base de DLC sont parmi les plus populaires mais souffrent de plusieurs inconvénients majeurs, en particulier des niveaux de contraintes internes élevés ainsi qu'une forte pollution des installations de déposition. Une nouvelle solution à base de TiAl (C,O) est actuellement à l'étude. Les premiers résultats sont encourageants et éliminent les principaux défauts des couches à base de Ti-C:H : les contraintes résiduelles mesurées sont très faibles, ainsi que la pollution de la chambre pendant la déposition. La couleur noire obtenue est très foncée et la morphologie de la couche suggère une microstructure amorphe.

Abstract

TiN+Au PVD coatings are surely the most used to replace the conventional electrochemical gold platings. However, the quick abrasive wear of the top gold layer leads to a visual tarnishment of the coating after only several months of use. In order to avoid this difficulty, a new kind of gold-like coating based on hard nitrides has been developed. The color can perfectly match the 1N14 and 2N18 standards with hardness values higher than 3000 HV. The second step of this project consists in the development of this coating on an industrial plant, leading to a possible replacement of the traditional TiN+Au PVD coatings in a near future. Black colored PVD coatings are also important in the production of hard decorative coatings. Ti-C:H coatings are specially well known but are limited by several drawbacks such as high internal residual stresses and high chamber contamination during deposition. A new solution based on TiAl (C,O) is presently studied. The first results are promising and the main disadvantages of the Ti-C:H coatings have disappeared: internal residual stresses are low and the deposition cycles do not lead to significant pollution of the chamber. The resulting color is deep black and the morphology of the coating suggests an amorphous microstructure.