Brevet FR2282483A1 — publié le 19760319

Les objets d'emploi courant, tels que les poignées de portes et de fenttres, les couverts, etc, ainsi que d'autres objets rip, - usuels servant egalement de parure, par exemple les bouclesyeem - ture, les cendriers, les bracelets articulés métalliques pour montures, ou encore les objets ornementaux par exemple verres ou bien coupes, subissent une usure considérable en particulier après un emploi prolongé, et cette usure les rend inutilisables ou bien leur donne un aspect désagréable. Une telle usure est provoquée, d'une part par l'abrasion mécanique et les éraflures accompagnant l'emploi, et d'autre part par les nettoyages et la corrosion.Suivant la matière de ltobjet et les conditions d'emploi, la corrosion peut résulter simplement de l'exposition à l'air, sous llef- fet de l'humidité et des impuretés de l'air. Elle peut également titre causée par les produits de nettoyage, par la sueur et par d'autres matières. Une méthode habituelle pour éviter ces inconvénients consiste à prévoir des revêtements galvaniques qui donnent à ces objets une plus grande résistance à l'usure et à la corrosion. Mais on a constaté souvent qutau bout de quelques années d'emploi les revê- ments galvaniques eux-m8mes ne sont pas suffisamment résistants. De tels revêtements ont parfois une faible résistance à la corrosion et bien souvent une trèd faible résistance aux éraflures. Pour cette raison, les objets usuels pourvus de revEtements galvaniques de ce genre subissent des phénomènes d'usure après un emploi prolongé, ce qui se manifeste par des zones mates et des éraflures. La présente invention a pour but d'éviter ces inconvé nient s. La présente invention concerne les objets usuels et objets de parure avec revêtement; suivant cette invention, le revêtement a une épaisseur de 0,1 à 50 microns et est constitué par des matières dures contenant des carbures et (ou bien) nitrures et (ou bien) borures et (ou bien) siliciures et (o j ien) oxydes des éléments des groupes III à VI, soit isolément, soit sous forme de mélanges ou de cristaux mixtes. Les matières qui ont donné de bons résultats dans ce but sont les suivantes : carbures, nitrures, borures et carbonitrures, de titane, zirconium, hafnium, vanadium, niobium, tantale, tungstène, lanthane, cérium et gadolinium. Ors ce à la forte dureté des matières employées pour le revêment, ces matières donnent déjà une très bonne protection contre l'usure mêmes quand elles sont employées en couches très minces. Des épaisseurs de couches d'environ lV microns suffisent generalement. Dans certains cas particulkers, des revêtements plus minces ou plus épais seront plus avantageux, par exemple avec une épaisseur allant de 2 à 20 microns. Pour améliorer l'adhérence ou réduire les contraintes thermiques, il est avantageux d'employer une ou plusieurs couches intermédia ires constituées par des métaux ou des alliages de métaux et de matieres dures, ou bien par des matières dures. La composition et la constitution des diverses couches du revêtement dépend de la matière de base ou matière-support, du but de l'emploi et également de la méthode d'application des couches. On peut employer comme matière de base aussi bien des matiè- res métalliques que des matières non métalliques, par exemple des aciers à faible ou forte teneur d'alliage, des matières moulées, des métaux non ferreux, des métaux légers, des métaux durs ainsi qu * es matières à base de carbure de tungstène ou de carbure de titane, ou encore le verre et les produits céramiques. Dans certains cas, il est avantageux d'ajouter aux couches de matières dures une addition purement métallique, dont la proportion pondérale peut atteindre 30. Les métaux qui conviennent le mieux pour ces additions métalliques sont les suivants : cuivre, nickel, fer, cobalt, chrome, molybdène et tungstène I1 peut titre parfois avantageux de constituer le revêtement en plusieurs couches ayant des compositions différentes. Si l'on emploie des matières dures colorées pour ces rev8tements, ceux-ci peuvent produire un effet décoratif. Pour accrottre cet effet, les revêtement peuvent comporter des zones supercielles constituées par des matières dures de diverses couleurs. Le tableau suivant indique quelques matières dures possédant des couleurs intéressantes dans ce but Isfatières dures Couleurs Nitrure de titane Jaune d'or Carbonitrure de titane Rouge-jaune à rouge violet, suivant composition Nitrure de zirconium Jaune clair Nitrure de hafnium Jaune -brun Nitrure de vanadium Jaune clair Carbure de tantale Jaune-brun Carbure de niobium Brun clair à violet suivant composition Matières dures Couleurs Carbonitrure de zirconium Bronze à rouge-violet suivant composition Carbonitrure de niobium Violet clair Carbonitrure de vanadium Jaune clair LaB6 Violet LaB12 Vert asur CeB6 Bleu-violet GdB6 Bleu LaN et CON Noir Pour déposer des couches de entières dures, on peut employer des procédés déjà connus, par exemple le dépôt à partir d'une phase gazeuse, la pulvérisation cathodique, la projection de plasma, etc Dans loe cas où le dépôt des couches ne donne pas un revêtement suffisamment lisse, on peut donner au revêtement un aspect brillant par pelissage. On obtient ce résultat à l'aide d'une suspension de poudres d'oxyde d'aluminium, ou bien par abrasion anodique ou encore par polissage électrique. Prelier exemple Un couvercle de table en acier X8Cr17 deit recevoir un revêtement de nitrure de titane de 4 microns d'épaisseur. Le dépôt est effectué à partir de la phase gazeuse à 800 C, à l'aide d'un mélage gazeux de tétrachlorure de titane, d'hydrogène et d'azote. Durée de déport 70 minutes. Le couvert porte alors un revêtement jaune d'or très brillant. La dureté de ce revêtement est de 2.400 HV. Lui-nême résiste à l'humidité, à la sueur, aux acides et bases minéraux et organiques à l'état dilué, aux produits de lavage et nettoyage. La couleur j'aune d'or et le brillant initial persistent ainsi pendant longtemps. Deuxième exemple Des boucles de ceinture et des fermors de poche en carbure de titane et métal dur reçoivent un revêtement de nitrure de hafnium. Le dépôt du revêtement se fait & partir de la phase gazeuse,à l'aide d'un mélange de tétraclorure de hafnium, d'hydrogène et d'azote, à la température de 1.1500 C. Au bout de 60 minutes on obtient un revêtement jaune-brun de nitrure de hafnium, de 3 microns d'épaisseur. Avec une poudre d'oxyde d'aluminium d'environ 1 micron de grosseur, on peut donner à ce revêtement un brillant élevé par polissage. Ce revêtement a une dureté d'environ 2.000 HV, et résiste très bien à la sueur, à l'humidité de l'air et aux produits de nettoyage. Troisième exemple Un cendrier en acier au chrome est poli jusqu'à être très brillant, et ensuite est traité pendant 45 minutes & 800 C, dans un mélange gazeux de tétrachlorure de titane, d'azote, dthydrogène et d'éthylène. I1 en résulte un revêtement constitué par 10% de carbure de titane et 90% de nitrure de titane. La surface a un très beau brillant rouge-violet, et est amenée à un brillant "de miroir" par un bref décapage anodique. Quatrième exemple Sur une plaque professionnelle en laiton, on applique par pulvérisation cathodique un revêtement de LaB6 de 1 micron d'épaisseur. Ensuite, on place les gabarits de lettres, et l'on applique une couche jaune de 2 microns d'épaisseur avec ZrN. Après enlèvement des gabarits, on obtient une inscription jaune sur fond violet. Un bref polissage à l'oxyde d'aluminium donne une plaque très brillante. Grâce à la forte dureté des couches, ce brillant se conserve longtemps. Cinctième exemple Des boutons de manchettes en un alliage dur de cobalt et de carbure de tuhgstène doivent recevoir un revêtement constitué par 15% de carbure de titane et 85% de nitrure de titanes Le dépôt du revêtement se fait à 9000 C, à l'aide dfun mélange gazeux de tétrachlorure de titane, d'hydrogène, d'azote et d'éthylène. Au bout de 59 minutes, on obtient ainsi un revêtement rouge-violet de carbonitrure de titane de 6 microns d'épaisseur. Ltinvention ne se limite évidemment pas aux exe#ples décrits et permet au contraire de réaliser des objets d'emploi usuel et des objets de parure métalliques ou non métalliques de nature quelconque, qui résistent bien à l'abrasion, aux éraflures, à la corrosion, et peuvent avoir une ou plusieurs couleurs. On peit citer comme exemples ; les couverts de table, les poignées de portes et de fenêtres, les armatures diverses, les plaques professionnelles, les boucles de ceintures, les fermoirs de poches, les bracelets de montres, les boutons de manchettes, les épingles de cravates, les briquets, les serrures, les cendriers, les récipients pour boissons, les verres et les coupes; REVENDICATIONS 1) Objets usuels et objets de parure avec revêtement, caractérisés en ce que le revêtement a une épaisseur de 0,1 à 50 microns, et est constitué par des matières dures qui sont des carbures et (ou bien) nitrures, et (ou bien) borures et (ou bien) siliciures et (ou bien) oxydes des groupes III à VI, sous la forme de mélanges ou de critaux mixtes. 2) Objets usuels et objets de parure conformes à la revendication 1, caractérisés en ce que le revêtement contient des carbures et (ou bien) nitrures et (ou bien) carbonitrures et (ou bien) borures des éléments suivants : titane, zirconium, hafnium, vanadium, niobium, tantale, tungstène, lanthane, cérium et gadolinium. 3) Objets usuels et objets de parure conformes aux revendications 1 et 2, caractérisés en ce que le revêtement contient jus qu > à 30% d'additions métalliques en plus des matières dures. 4) Objets usuels et objets de parure conformes à la revendication 3, caractérisés en ce que les additions métalliques sont constituées par du cuivre, du nickel, du fer, du chrsme, du molybdène et du tungstène, isolément ou de façon groupée. b) Objets usuels et obkets de parure conformes aux revendications 1 et 2, caractérisés en ce que une ou plusieurs couches in termédiaires en matières métalliques et (ou bien) non métElliques se trouvent entre la matière de base et la couche supérieure. 6) Objets usuels et objets de parure conformes aux revendications I et 5 caractérisés en ce que le revSiient a une épaisseur de 2 à 20 microns. 7) Objets usuele et objets de parure conformes aux revendications 2, 3 et 4, caractérisés en ce que le revêtement comporte des zones superficielles de diverses couleurs.