Processus complet de revêtement sous vide pour bijoux: placage en or, placage en titane et autres

La technologie de revêtement sous vide, principalement la déposition par vapeur physique (PVD) et la déposition par vapeur chimique (CVD), a révolutionné l'industrie de la joaillerie en offrant des produits écologiques, durables,et solutions de finition de surface de haute qualité pour le placage orContrairement à l'électroplatement traditionnel qui repose sur des produits chimiques toxiques, le revêtement sous vide fonctionne dans un environnement scellé à basse pression.assurer la conformité avec les normes environnementales internationales telles que l'UE RoHS et REACHLe procédé implique une série d'étapes interconnectées, du prétraitement à l'inspection post-coating, où la précision de chaque étape a une incidence directe sur l'apparence, l'adhésion, l'adhérence et l'élasticité du produit final.et la longévitéCet article détaille le flux de travail complet du revêtement sous vide pour bijoux, en mettant l'accent sur le nettoyage par ultrasons, les exigences de polissage de surface,et les caractéristiques distinctes, y compris les périodes de conservation de la couleur, des plaques d'or et de titane.

Pré-traitement: le fondement d'un revêtement de haute qualité

Le prétraitement est universellement reconnu comme la phase la plus critique dans le revêtement sous vide, car les contaminants de surface tels que l'huile, la cire, les oxydes et la poussière peuvent provoquer une défaillance du revêtement, y compris l'écaillage, les bulles,Cette étape comprend deux processus de base: le polissage de surface et le nettoyage en plusieurs étapes, la technologie ultrasonique jouant un rôle essentiel dans la décontamination complète.

Exigences relatives au polissage de surface

Le polissage est essentiel pour créer un substrat lisse et uniforme qui améliore l'adhérence du revêtement et son attrait visuel.Le procédé suit une approche séquentielle de "polissage brut → polissage moyen → polissage fin" utilisant des équipements tels que des polisseurs de roues de tissu et des machines de polissage abrasifPour les bijoux décoratifs nécessitant des finitions en miroir, la rugosité de la surface doit être contrôlée à raison de 0,030 μm, ce qui garantit la cohérence de la réflexion lumineuse et l'uniformité du revêtement.Pour les pièces aux effets texturés (e.g., sablage ou brossage), ces textures sont appliquéesaprèsPour les bijoux fonctionnels, tels que les accessoires pour piercings médicaux, le polissage vise une rugosité modérée (Ra 0,1 à 0,0).3 μm) pour créer des micro-fosses agissant comme "ancres" pour le revêtementLes matériaux de polissage varient selon le substrat: les pâtes d'oxyde d'aluminium sont utilisées pour les métaux communs tels que les alliages de cuivre,tandis que les pâtes de diamants sont préférées pour les matériaux plus durs tels que l'acier au titane.

Nettoyage par ultrasons et décontamination en plusieurs étapes

Le nettoyage par ultrasons tire parti des ondes sonores à haute fréquence (généralement 40 kHz) pour générer des bulles microscopiques dans les solutions de nettoyage,qui implode pour éliminer les contaminants même des zones complexes comme les gravures et les structures creusesLe processus de nettoyage suit une séquence rigoureuse pour éliminer différents types d'impuretés:

• Élimination de la cire: Les bijoux poli sont immergés dans un décapant alcalin faible (concentration de 8 à 10%) à 75 ± 2 °C pendant 240 ± 10 secondes.contenant des étoxylates d'acide gras méthyle ester et du diethanolamide de noix de cocoUn débit d'eau supplémentaire de 3L/24H maintient l'efficacité de la solution, avec un remplacement hebdomadaire recommandé.
• Dégraissage: Ensuite, les pièces subissent un dégraissage par ultrasons dans un dégraisseur alcalin à 4 à 5% à 55 ± 2 °C pendant 240 ± 10 secondes. Cette étape élimine les contaminants organiques tels que les empreintes digitales, les fluides de coupe et les huiles de peau.Formulation du dégrasageur, y compris les étoxylates d'alkylphénol et les alcanolamines d'huile de noix de coco, assure une émulsification complète de l'huile sans endommager le substrat.
• Activation de la surface: pour éliminer les films d'oxyde à l'échelle nanométrique formés lors du polissage (qui empêchent l'adhérence du revêtement),les bijoux sont traités avec une solution mixte de KMnO4 (100±10 g/l) et de NaOH (20±5 g/l) à 50±2 °C pendant 240±10 secondesCe procédé de gravure douce rafraîchit la surface métallique, améliorant sa réactivité avec le matériau de revêtement.
• Neutralisation et rinçage: Après activation, le bijou est neutralisé dans une solution d'acide oxalique (H2C2O4) (50±10 g/l) à température ambiante pour éliminer les oxydants résiduels.Il est ensuite rincé à l'eau désionisée en trois étapes consécutives pour éliminer les résidus chimiques., avec un dernier rinçage à l'eau pure pour éviter les dépôts minéraux.
• Séchage: Les bijoux nettoyés sont séchés dans un four sous vide à 80-100°C pendant 30 à 60 minutes pour éliminer toute l'humidité..Tout au long du processus de nettoyage, des rinçages par pulvérisation (5 L/min) sont effectués entre chaque étape afin d'éviter toute contamination croisée.

Le revêtement sous vide: processus de dépôt du noyau

Après pré-traitement, les bijoux sont transférés dans une chambre sous vide pour revêtement.formation de film uniformeDeux techniques principales sont utilisées pour le revêtement d'or et de titane: le pulvérisation par magnétron et le revêtement multi-arc.

Plaquage en or réel (plaquage en or PVD)

Le placage en or PVD dépose une fine couche d'or pur (Au) ou d'alliage d'or (par exemple Au-Pd) sur la surface des bijoux.offrant une alternative rentable à l'or massif tout en conservant une apparence d'or authentiqueLe procédé utilise généralement la pulvérisation par magnétron, où les ions argon sont accélérés par un champ électrique pour bombarder une cible d'or, éjectant des atomes d'or qui se déposent sur le bijou en rotation.Parmi les principaux paramètres figurent::

• Niveau de vide: maintenu à 2×10−3 Pa pour empêcher l'oxydation des atomes d'or.
• Température de dépôt: contrôlée à 150-200°C pour éviter la déformation du substrat (critique pour les dessins délicats).
• Épaisseur du revêtement: 0,5-1,5 μm pour les bijoux décoratifs; des couches plus épaisses (2-3 μm) sont utilisées pour les objets à forte usure tels que les bagues.
• Amélioration de l'adhésion: Une fine couche intermédiaire de titane (Ti) ou de chrome (Cr) est souvent déposée en premier pour améliorer la liaison entre le substrat et l'or.

Pour les bijoux haut de gamme, un procédé hybride combine le revêtement ionique multi-arc (pour la couche intermédiaire) et le pulvérisation par magnétron (pour la couche d'or),résultant d'un revêtement d'une dureté HV 1500-2000 30 fois plus dur que l'or galvanisé traditionnelCela améliore la résistance aux rayures et la longévité.

La conservation de la couleur du placage en or

La durée de conservation de la couleur du placage en or PVD varie de2 à 5 ansLes facteurs clés qui influencent la longévité sont les suivants:

• Épaisseur du revêtement: Les couches plus épaisses (2-3 μm) peuvent prolonger la rétention de la couleur à 4-5 ans, tandis que les couches plus fines (0,5-1 μm) peuvent s'estomper légèrement après 2-3 ans.
• Exposition à l'environnement: Le contact avec des cosmétiques, des parfums, du chlore (bassins de baignade) ou de la sueur acide accélère l'oxydation, réduisant la rétention de couleur de 30 à 50%.
• Qualité du substrat: Les métaux de base de haute pureté (par exemple, l'acier au titane) réduisent la corrosion galvanique, conservant la couche d'or plus longtemps que les alliages de faible qualité.

Titane plaqué (titane nitrure)

Le revêtement au titane, communément appelé "or au titane" (TiN), produit un revêtement durable et résistant à la corrosion avec une teinte doré-bronzée distinctive.qui ionisent des atomes de titane par des arcs à haute tension, les accélérant vers les bijoux avec un biais négatif (-500 à -1000V) pour une adhérence accrue.

• Préparation des cibles: des cibles de titane de haute pureté (99,99%) sont utilisées pour assurer l'intégrité du revêtement.
• Introduction de gaz réactif: L'azote (N2) est injecté dans la chambre pour réagir avec les ions titane, formant du TiN.
• Contrôle des processus: la température de dépôt est réglée à 200-300°C, avec une épaisseur de revêtement de 1 à 2 μm.La couche de TiN obtenue présente une résistance à l'usure exceptionnelle (en dépit de 48 heures d'essais de pulvérisation de sel sans corrosion) et une finition réfléchissante avec une réflectivité de la lumière de 95% après polissage.

Pour les couleurs personnalisées (par exemple, titane or rose), des cibles d'alliage (Ti-Al) ou des ajustements du mélange de gaz (ratio N2/Ar) sont utilisés pour modifier les propriétés optiques du revêtement.

Retention de la couleur du revêtement en titane

Le revêtement en titane offre une conservation de la couleur supérieure par rapport au revêtement en or réel.3 à 8 anssa longévité est attribuée à:

• Inactivité matérielle: Le TiN est chimiquement stable, résistant à l'oxydation, à la corrosion et à la réaction avec les huiles de peau ou les produits chimiques ménagers.
• Dureté: Avec une dureté HV 2000-2500, le revêtement est très résistant aux rayures, empêchant les dommages de surface qui exposent le substrat et provoquent une décoloration.
• Densité de couche: Le revêtement multi-arc produit un film dense et sans trous d'épingle qui agit comme une barrière contre les facteurs environnementaux.la rétention de couleur reste supérieure à 70% après 5 ans.

Comparaison entre le placage en or et le placage en titane

Pour fournir une référence claire aux fabricants et aux consommateurs, les principales différences entre le placage en or réel et le placage en titane en PVD sont résumées ci-dessous:

Traitement après revêtement et contrôle de la qualité

L'étape finale garantit que le revêtement répond aux normes esthétiques et de performance, ce qui implique un refroidissement, une finition et des tests rigoureux.

Refroidissement et finition

Après dépôt, la chambre à vide est progressivement remplie d'azote pour libérer la pression, et les bijoux sont refroidis à température ambiante pendant 2 à 4 heures.Le refroidissement rapide est évité pour éviter les fissurations induites par des contraintes thermiques.Pour les pièces décoratives, un polissage final avec une roue de tissu douce élimine les imperfections de surface mineures et améliore l'éclat.aucun polissage supplémentaire n'est effectué pour préserver le motif de surface souhaité.

Inspection de la qualité

Les protocoles d'inspection couvrent plusieurs indicateurs de performance:

• Mesure de l'épaisseur: Un jaugeur d'épaisseur numérique (précision 0,1 μm) vérifie l'uniformité du revêtement, avec des écarts supérieurs à ± 0,1 μm nécessitant un retraitement.
• Épreuve d'adhérence: L'essai par ruban adhésif (ASTM D3359) et l'essai par découpe transversale sont utilisés pour s'assurer que le revêtement ne se décolle ni ne se fissure.
• Test de dureté: Un testeur de micro dureté mesure la dureté du revêtement, avec des exigences minimales de HV 1200 pour le titane et HV 800 pour l'or.
• Évaluation esthétique: Inspection visuelle par des contrôles d'éclairage standardisés pour détecter la décoloration, les trous d'épingle ou les inégalités.
• Validation de la rétention des couleurs: les tests de vieillissement accéléré (exposition aux UV pendant 1000 heures, immersion dans la sueur pendant 500 heures) prédisent la longévité dans le monde réel; le plaquage par or doit conserver ≥ 80% de la couleur après 500 heures,tandis que le revêtement en titane doit conserver ≥ 90%.
• Tests fonctionnels: La résistance à la corrosion (spray de sel) et à l'usure (essai d'abrasion) sont effectuées pour les bijoux de haute performance.

Avantages et applications dans l'industrie

Le revêtement sous vide présente de nombreux avantages par rapport aux méthodes traditionnelles: durabilité environnementale (absence de déchets toxiques), performances supérieures du revêtement (densité, adhérence et durabilité),et la polyvalence entre les matériaux (orLe placage sous vide à l'or réel est largement utilisé dans les bijoux légers de luxe (par exemple, les bijoux de luxe, les bijoux de luxe, les bijoux de luxe, etc.).Il s'agit d'un ensemble de produits de luxe et de luxe., tandis que le revêtement en titane domine les marchés des bijoux fonctionnels (par exemple, les montres de sport, les piercings médicaux) en raison de sa résistance aux rayures et à la corrosion.À mesure que la demande des consommateurs pour des bijoux écologiques et durables augmente, la technologie de revêtement sous vide continue d'évoluer,avec des tendances incluant des revêtements composites multifonctionnels (résistants à l'usure + antibactériens) et un contrôle intelligent des processus (surveillance de l'épaisseur en temps réel).