JPS59211572A - 金合金の被膜形成方法 - Google Patents

金合金の被膜形成方法

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JPS59211572A
JPS59211572A JP8645683A JP8645683A JPS59211572A JP S59211572 A JPS59211572 A JP S59211572A JP 8645683 A JP8645683 A JP 8645683A JP 8645683 A JP8645683 A JP 8645683A JP S59211572 A JPS59211572 A JP S59211572A
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JP
Japan
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gold
substrate
alloy
gold alloy
ion
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Pending
Application number
JP8645683A
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English (en)
Inventor
Hideo Shinomiya
篠宮 秀夫
Shinji Ikeda
池田 信二
Hachiro Kushida
串田 八郎
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Citizen Holdings Co Ltd
Citizen Watch Co Ltd
Original Assignee
Citizen Holdings Co Ltd
Citizen Watch Co Ltd
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/0015Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterized by the colour of the layer
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/24Vacuum evaporation
    • C23C14/32Vacuum evaporation by explosion; by evaporation and subsequent ionisation of the vapours, e.g. ion-plating

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、金合金の被膜形成方法、特に安定した色調の
金色系被膜を基質(二形成させる実用性の後れた方法f
二関する。
従来、時計、装身具あるいは装飾品などの表向(=金色
の、いわゆる金メッキを施すことは広く竹われているが
、実質的には金合金のメッキであって、湿式法−二おい
ても乾式法においても、安定した金色の色調のメッキ層
を形成させることは困難であった。最近では乾式法が一
般に採用され、真空蒸看やイオンブレーティング法によ
り合金系の金メッキがなされている。これらの方法では
、いずれも装置内において、2個の加熱用ボートが用い
られ、合金成分としての金と他の金属、例えばチタンや
コバルトなどを、それぞれ別個のポートに入れ、別々に
加熱蒸発させて基質への金合金被膜形成が行われている
。2個のボートの710熱は、それぞれ別個(二行われ
、各金属の所望蒸気圧な得るように溶融温度は調節され
る。その加熱手段は抵抗2111熱及び電子ビームが有
利に採用され、2個のボート&、例えばT1は電子ビー
ムにより、Auに抵抗加熱(二よって加熱してもよいし
、両金属をそれぞれ′電子ビームにより別個に加熱する
こともできる。しかし、従来のこのような二元蒸発によ
る基板への金色被膜の形成は、真空度とそれぞれの金属
加熱の厳密なコントロールが要求され、両金属の蒸気圧
の僅かな変動で色調が容易に変るという欠点があった。
本発明者らは、金合金の安定した色調の被膜を基板に形
成させる乾式金メツキ法について研究を催ねた結果、所
望の色調の金合金被膜を形成させる望ましい方法を見出
した。
本発明の1」的は、基板上に所望の金色系の色コの金合
金被膜を容易に形成させる新規な方法を彷供するにある
。また、本発明の他の目的は、所望色調の一定した金合
金被膜形成物を工業的に安定かつ有利に提供することに
ある。そのrl12の本発明の目的及び優れた効果は以
下の記1代から一層明らかとなるであろう。
すなわち、本発明は、金とニッケル、コバルト。
パラジウム並びにクロムより成る群からJ′jI択され
る金属との合金を約1000〜1500℃の渦1丈に加
熱し、その上方に保持された基板との間に゛市川を印加
して真空条件下にイオンブレーティングする金合金の被
膜形成方法を提供する。
本発明の方法は、従来イオンブレーティングの蒸発源と
しては到底考えられず、また試みられたことのない金合
金を用いることが特徴的であり、用いられる金合金は、
ニッケル、コバルト、パラジウム及びクロムから選択さ
れる少くとも1種の金属と金との合金であって、その色
調を変化させるような実質的量の他の金属類が含まれる
ものは本発明(二おいては採用できない。本発明におい
ては、金と上記金属類の1種との合金が有利(二用いら
れるが、金と上記金属類の2種以上との合金をイ吏用し
うることはもらろんである。
本発明方法に用いられるイオンブレーティングにおいて
は、従来9.IJられた各種イオンブレーティング方法
、例えば、直流イオンブレーティング装置、多陰極イオ
ンブレーティング装置あるいは高置θ支励起イオンブレ
ーティングの装置等を用いる]方法は有利に採用でき、
μ空槽中でグロー放電を起し一〇プラズマ頭域を形成さ
せる金属被膜形成法が包含される。
本発明の方法においては、あらかじめ、所望の色調の金
合金をil# +j、Jし、これをボートに入れてイオ
ンブレーティングすること(二より、基板の表面に、L
記金合金の色調と実質的に同じ色調の合金と皮11(膜
形成させることができるので極めて有利である。合金類
の色調は、Au−Ni、 Au−Co、 Au−Pd及
びAu−0rの各組合せによって、それぞれの構成割合
が同じ場合にも微妙な差異があり、構成割合の変化によ
って色調は連続的(二変動する。しかし、金メツキ色調
を与える(二は、どの1111合せ合金の場合にも金を
主要構成ト戊分とすることが実質的(二屯安であり、例
えば10〜99東:1r%の金成分を含有する合金類が
好ましく用いられる。また、例えばパラジウムは金と合
金にされるとき、金のゴールド色にピンク系のニュアン
スを付Ej−’fるなど、他の金属もそれぞれ特異の感
覚色を付与することができるので、金に対し、2種以上
の金属の選択とそれぞれの含有量(二より、所望の合金
色調を創作することができる。しかし、金合金形成用添
加金属類であるNi、Go、Pd 及びOrは、いずれ
の場合(二も合金中に1〜10屯量%稈度存在させるこ
とが好ましく、2種以上を併用する場合には、それらの
合計lが上記範囲内となるようにすることが望ましい。
添加金属が1%禾満の場合には、添加金属の色調が反映
されず、実質的に金そのものになってしまい、また10
%を超えると金合金の色調から逸脱するので好ましくな
い。
本発明の方法(二おいては、このように金合金をあらか
じめ調製してイオンプレーディングに適用される。本発
明の金合金の被膜形成方法は、上記合金をボートに入れ
、イオンブレーティング装置内に16いて、装置直向を
例えば10〜10  Torr程度の不活性ガス含有礪
空条件下(二保ち、被膜を形成させる基板と合金との間
に、例えば0.5〜IKVの市川を印iJDし、ボート
中の合金を1000〜1500℃のt品度(二加熱する
ことにより行われ、基板表面に合金と実質的に同じ合金
液;換を容易に形成させることができる。金合金の蒸発
速度は、2個以上のボートを使用する場合と異なり、本
質的な制約はないが、形成される被膜の質やその外MM
による商品価値等から、例えば50〜500A/ 8e
Q稈IWが有利であり、真空度と合金加熱温度が、所望
蒸発速度及び好ましい被膜外観を得るため(=、それぞ
れ組合せ選択される。
通常、金合金の被j換は、実用上0,2〜1μ程度の厚
さに形成される。本発明(二おいては、基板表面(二所
定厚さの金合金被膜を形成させるの(二必要な金合金の
はよりρ藺の金合金をボートに入れ、イオンブレーティ
ングすることが好ましく、所要鼠をボートに入れて完全
に蒸発させるときは、最終的な合金組成の変動に基く色
調変化を招くので、イオンブレーティング終了時点で、
ボート中の合金は仕込量の少くとも5%、好ましくは1
0%、さらに好ましくは20%が残存するようC二操作
することが望ましい。
このようなイオンブレーティングによる金合金の被膜を
形成させる基板は、時計、装身具などは通常金属であっ
て、その金属材料の表面をよく洗浄して直接被膜を形成
させることができるが、被膜の接着強度をさらに同上さ
せるために、素材とは別の金属を表面(二あらかじめ被
覆し、あるいは金属材料の表面を酸化処理あるいは窒化
処理などして、−114強固な金合金被膜を形成させる
ことができる。−万、例えばガラスの如き非導′市性材
料に本発明の方法を適用する場合には、その材料表面に
桿′市性何料の彼攪を施さねばならない。
本発明の方法は、従来実施されたことのない金合金を蒸
発源として用い、この組成と実質的に同一の組成の彼覆
層を形成させることができ、従って調製された金合金の
色調と実質的に同じ色調の破膜を容易C二得ることがで
きるので極めて好都合であり、一定した色調の被膜が安
定に得られる点でその王道的価イ19は非常に高い。
次に、添付図面【二より本発明の方法をさらに具体的に
説明−「る。
弔1図は、本発明の方法を実施する1例を説明するため
の概要図で、本発明の方法に有利C二用いられる1直流
イオンプンーテイング装置の例であり、真空槽1の中に
カソード電極を兼ねた基板ホルダー 2 I及びこれに
対向して下側C二加熱手段を備えた蒸発源ボート6が配
備され、両者は直流電源4に連結されている。基板ホル
ダー2には、金合金の被膜形成用基板5が保持され、ボ
ート6はIJI]熱電源熱電上6所望の温1焚(二加熱
されるようCニコントロールされる。
このような装置を用いてイオンブレーティングを行うに
は、まず基板をよく洗浄してホルダー2(二取り付け、
ボート6には所望の金合金の所定蹟を入れ、排気ロアよ
り排気して真空槽1内は2×10  Torr以下の真
空状態にされる。次いで通窮ガス導入バルブ8よりアル
ゴンガスヲJ4人して5 x 10−5Torr程度(
二し、ホルダー2に、例工ば100−1000Vの直流
電圧を印加し、基板にボンバードを行ってから、さらに
アルゴンガスを導入して10−2〜10−3Torr程
IWの真空度とし、ボート6中の金合金を抵抗加熱電源
6(二より1300℃以上に昇温溶融させることにより
、金合金イオンを基板に衝突させ、その被膜が形成され
る。
次に、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。
実)他側1 上記直流イオンブレーティング装置を用い、Au:Ni
が!’JE、 +lj比95:5の金合金を調製して、
そのIONをボート(二人れ、基板としてBs材にNi
メッキした時計ケース(下側表面積約20cr7I)を
用いた。基板メはメッキすべき表面をメチルアルコール
及びアセトンで順次洗浄し、ホルダーに取り付けた。装
置の真空イ曹を2 X 10  ’rorrに排気し、
Arガスを導入して5 X 10  Torrとしたの
ち、基板じLOOOVの直流電圧を印加してボンバード
を行った。次いで、さらにAr ガスを導入して槽内を
3 X 10  ’rorrに調整し、ボード内の金合
金を約1500℃C7]0然して金合金の蒸発速1yを
約5 OA/ sea C−r yトロールし、約3分
イオンブレーティングを行った。形成された被膜の厚み
は0.45μであった。
このようにして基板をとりかえて1ll1次杓100個
の基板に被1換形成を行ったのち、同じ金合倹7yをボ
ート中のfJ3yの残留金合欲(二追加して同様にイオ
ンブレーティングを行った。はじめの金合金被膜と最後
の同被膜は実′6的に同一の意味のある金色で、いずれ
も美しい金メッキflylであり、耐食性、耐1≠耗性
も充分満足しうるものであった。
実施例 実施例1と同じ装置を用い、同様に操作して、第1表中
に示す各欅金合金乞各種)と板にイオンブレーティング
した。各金合金の基板上への形成被膜厚は、いずれも約
0.45μであった。
得られた各金合金被膜について叫食性試験及び耐厚耗性
試験を行い、それらの結果を第1表に併記した。耐食性
は、人エフ’l1m (Na1l 9.9 L 尿素1
.7,9.乳酸1.711. ’Na S O,8F/
及びNHOH4 0,2gを水に溶解して螢容量を1)に調製した水溶液
)を用いる人工汗浸漬試験法により、また、11吋IY
托性は、スガ試験機株式会社製の摩耗試l@1幾(NV
S−180−1,171Z07)による方法で測定した
。それらの評価は、いずれも、概略伏のような基準によ
るものである。
◎・・・非′帛′によい  ○・・・ややよい△・・・
や・や悪い   X・・・悪 い上記の結果から明らか
なように、金合金被膜の耐摩耗性及び耐食性は充分満足
いくものであり、被IIλ色調も工業的に安定した金合
金特有の色合いを形成させることかできた。
また、実施例2〜5の各側において、実施@lと同様に
、ポート内の残留金合金に、これと同一の金合金を補給
しても同一の色調が得られることが確められた。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の詳細な説明するための直流イオンブ
レーティング装置に係る概略図である。 図中の符号1はμ空槽、2は基板ホルダー、6は蒸発源
ポート、4は直流電源である。 特許出願人  シチズン時計株式会社

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、金とニッケル、コバルト、パラジウム並ヒ(ニクロ
    ムより成る群から選択される金属との合金を約1000
    〜1500℃の温度に加熱し、その上方(−保持された
    基板を陰極とし、電圧を印加して真空条件下でイオンブ
    レーティングすることを特徴とする金合金の被膜形成方
    法。 2、金合金の仕込穢の少くとも5%を残留させるように
    イオンブレーティングを行う特許請求の屹IIH第1項
    記載の方法。 3、 イオンブレーティングを行う真空条件がアルゴン
    雰囲気中10〜IQ  Torrである特許請求の範囲
    第1項記載の方法。 4、印加重圧が100v〜IKVである特許請求の範囲
    第1項記載の方法。
JP8645683A 1983-04-12 1983-05-17 金合金の被膜形成方法 Pending JPS59211572A (ja)

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GB08409031A GB2138027B (en) 1983-04-12 1984-04-06 A process for plating an article with a gold-based alloy and an alloy therefor
DE19843413663 DE3413663A1 (de) 1983-04-12 1984-04-11 Legierung und verfahren zum vergolden
CH185684A CH667963GA3 (ja) 1983-04-12 1984-04-12
FR848405804A FR2544334B1 (fr) 1983-04-12 1984-04-12 Procede pour plaquer un article decoratif avec un alliage a base d'or et alliage pour la mise en oeuvre de ce procede
HK814/87A HK81487A (en) 1983-04-12 1987-11-05 A process for plating an article with a gold-based alloy

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