MXPA98003399A - Articulo que tiene un recubrimiento - Google Patents

Abstract

Se describe un artículo, en particular un artículo de latón, el cual se recubre con un recubrimiento en multicapas que comprende una capa de níquel semibrillante depositada sobre la superficie del artículo, una capa de níquel brillante depositada sobre la capa de níquel semibrillante, una capa de níquel-tungsteno-boro depositada sobre la capa de níquel brillante, una capa de cromo depositada sobre la capa de níquel-tungsteno-boro, una capa que consiste de un metal refractario no precioso depositado sobre la capa de cromo, una capa de emparedado que consiste de capas alternantes de un compuesto de metal refractario no precioso, de preferencia nitruro de circonio y un metal refractario no precioso, de preferencia circonio, depositada sobre la capa de metal refractario no precioso, un compuesto de metal refractario no precioso, tal como nitruro de circonio depositado sobre la capa de emparedado y una capa que consiste de unóxido de metal refractario no precioso o los productos de reacción de un metal refractario no precioso, oxígeno y nitrógeno depositada sobre la capa del compuesto de metal refractario no precioso. El recubrimiento proporciona el color de latón al artículo y también proporciona protección contra la abrasión y la corrosión.

Description

ARTICULO QUE TIENE UN RECUBRIMIENTO CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención se relaciona con los sustratos, en particular sustratos de latón, recubiertos con un recubrimiento decorativo y protector en multicapas.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Es actualmente la práctica con varios artículos de latón tales como lámparas, trípodes, candeleros, perillas de puerta, cerraduras, chapas de puertas y los semejantes, alisar y pulir primero a la superficie del artículo a un alto brillo y luego aplicar un recubrimiento orgánico protector, tal como uno que comprende acrílicos, uretanos, epoxies y los semejantes sobre esta superficie pulida. En tanto que este sistema es en general bastante satisfactorio, tiene la desventaja de que la operación de alisado y pulido, particularmente si el artículo es de una forma compleja, es de labor intensa. También, los recubrimientos orgánicos conocidos no siempre son tan durables como se desea, en particular en aplicaciones a la intemperie en donde los artículos están expuestos a los elementos y a la radiación ultravioleta. Sería por consiguiente bastante REF: 27406 ventajoso si los artículos de latón o de aún otros artículos metálicos, se pudieran proveer con un recubrimiento el cual proporcione al artículo la apariencia del latón altamente pulido y también proporcione resistencia al desgaste y protección contra la corrosión. La presente invención proporciona tal recubrimiento.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención está dirigida a un sustrato metálico que tiene un recubrimiento en multicapas dispuesto o depositado sobre su superficie. Más en particular, está dirigida a un sustrato metálico, en particular latón, que tiene depositada sobre su superficie múltiples capas metálicas superpuestas de ciertos tipos específicos de metales o compuestos de metal. El recubrimiento es decorativo y también proporciona resistencia a la corrosión y al desgaste. El recubrimiento provee la apariencia del latón altamente pulido, esto es, tiene un tono de color latón. Así, la superficie de un artículo que tiene el recubrimiento sobre el mismo simula a la superficie de latón altamente pulido. Una primera capa depositada directamente sobre la superficie del sustrato consiste de níquel.

La primera capa puede ser monolítica o puede consistir de dos capas de níquel diferentes tales como una capa de níquel semibrillante depositada directamente sobre la superficie del sustrato y una capa de níquel brillante superpuesta sobre la capa de niquel semibrillante. Dispuesta sobre la capa de níquel se encuentra una capa que consiste de una aleación de niquel-tungsteno-boro . Sobre la capa de aleación de níquel-tungsteno-boro se encuentra una capa que consiste de un metal refractario no precioso tales como circonio, titanio, hafnio o tantalio, de preferencia circonio o titanio. Sobre la capa del metal refractario se encuentra una capa de emparedado que comprende una pluralidad de capas alternantes de un metal refractario no precioso, de preferencia circonio o titanio, y un compuesto de metal refractario no precioso, de preferencia un compuesto de circonio o un compuesto de titanio, tal como nitruro de circonio o nitruro de titanio. Sobre la capa de emparedado se encuentra una capa que comprende un compuesto de metal refractario no precioso tal como un compuesto de circonio, compuesto de titanio, compuesto de hafnio o compuesto de tantalio, de preferencia un compuesto de titanio o un compuesto de circonio, tal como nitruro de circonio.

Las capas de níquel y de aleación de níquel-tungsteno-boro se aplican mediante electrodeposición . Las capas de metal refractario tales como circonio, compuesto de metal refractario, tales como un compuesto de circonio y los productos de reacción de metal refractario no precioso, oxígeno y nitrógeno se aplican mediante deposición en vapor, tal como mediante deposición electrónica (o deposición o metalización por bombardeo iónico) .

BREVE DESCRIPCIÓN DEL DIBUJO La FIGURA 1 es una vista en sección transversal de una porción del sustrato que tiene el recubrimiento de multicapas depositado sobre su superficie .

DESCRIPCIÓN DE LA MODALIDAD PREFERIDA El sustrato 12 puede ser cualquier metal laminable o sustrato de aleación metálica tales como cobre, acero, latón, tungsteno, aleaciones de níquel y los semejantes. En una modalidad preferida, el sustrato es de latón. La capa 13 de níquel se deposita sobre la superficie del sustrato 12 mediante procesos de electrodeposición convencionales y bien conocidos.

Estos procesos incluyen el uso de un baño de electrodeposición convencional tal como, por ejemplo, un baño de Watts como la solución de electrodeposición. Normalmente, tales baños contienen sulfato de níquel, cloruro de níquel y ácido bórico disueltos en agua. También se pueden utilizar todas las soluciones de electrodeposición de cloruro, sulfamato y fluoroborato. Estos baños pueden incluir opcionalmente una diversidad de compuestos bien conocidos y utilizados convencionalmente, tales como agentes de liberación, abrillantadores y los semejantes. Para producir una capa de níquel especularmente brillante, por lo menos un abrillantador de la clase I y por lo menos un abrillantador de la clase II se agregan a la solución de electrodeposición. Los abrillantadores de clase I son compuestos orgánicos los cuales contienen azufre. Los abrillantadores de clase II son compuestos orgánicos los cuales no contienen azufre. Los abrillantadores de clase II también pueden provocar liberación y cuando se agregan al baño de electrodeposición sin los abrillantadores de clase I que contienen azufre, dan como resultado depósitos de niquel semibrillantes . Estos abrillantadores de clase I incluyen ácidos alquilnaftalen y bencensulfónico, los ácidos bencen- y naftalen- di- y trisul fónicos , bencen- y naftalensulfonamidas y sulfonamidas tales como sacarina, vinil y alilsulfonamidas y ácidos sulfónicos. Los abrillantadores de clase II son en general materiales orgánicos insaturados tales como, por ejemplo, alcoholes acetilénicos o etilénicos, alcoholes acetilénicos etoxilados y propoxilados, cumarinas y aldehidos. Estos abrillantadores de Clase I y Clase II son bien conocidos para aquellos experimentados en la técnica y están disponibles comercialmente. Se describen, i n t er a l i a , en la Patente Norteamericana No. 4,421,611 incorporada en la presente por referencia. La capa de níquel puede ser una capa monolítica que consiste de níquel semibrillante, níquel brillante o puede ser una capa doble que contiene una capa que comprende níquel semibrillante y una capa que comprende níquel brillante. El espesor de la capa de níquel está en general en el rango de aproximadamente 2.54 mieras (0.000100 pulgadas), de preferencia aproximadamente 3.81 mieras (0.000150 pulgadas) a aproximadamente 88.9 mieras (0.0035 pulgadas ) . Como es bien conocido en la técnica, antes de que la capa de níquel se deposite sobre el sustrato, el sustrato se somete a activación al ser colocado en un baño ácido convencional y bien conocido . En una modalidad, la capa de níquel es una capa monolítica que comprende de preferencia níquel brillante . En otra modalidad, como se ilustra en la Figura, la capa 13 de níquel consiste realmente de dos capas de níquel diferentes 14 y 16. La capa 14 consiste de níquel semibrillante, en tanto que la capa 16 consiste de níquel brillante. Este depósito de níquel doble proporciona protección a la corrosión mejorada al sustrato subyacente. La placa 14 semibrillante, libre de azufre, se deposita mediante procesos de electrodeposición convencionales, directamente sobre la superficie del sustrato 12. Luego, el sustrato 12 que contiene la capa 14 de níquel semibrillante se coloca en un baño de electrodeposición de níquel brillante y la capa de níquel brillante 16 se deposita sobre la capa 14 de níquel semibrillante. El espesor de la capa de níquel semibrillante y la capa de niquel brillante es de un espesor efectivo para proporcionar protección a la corrosión mejorada. En general, el espesor de la capa de níquel semibrillante es de por lo menos aproximadamente 1.27 mieras (0.00005 pulgadas), de preferencia por lo menos aproximadamente 2.54 mieras (0.0001 pulgadas) y más de preferencia por lo menos aproximadamente 3.81 mieras (0.00015 pulgadas). El límite del espesor superior no es en general crítico y está determinado por consideraciones secundarias tales como el costo. En general, sin embargo, un espesor de aproximadamente 38.1 mieras (0.0015 pulgadas), de preferencia aproximadamente 25.4 mieras (0.001 pulgadas) y más de preferencia aproximadamente 19.0 mieras (0.00075 pulgadas) no debe ser rebasado.

La capa 16 de níquel brillante tiene en general un espesor de por lo menos aproximadamente 1.27 mieras (0.00005 pulgadas), de preferencia por lo menos aproximadamente 3.175 mieras (0.000125 pulgadas) y más de preferencia por lo menos aproximadamente 6.35 mieras (0.00025 pulgadas) . El rango del espesor superior de la capa de níquel brillante no es crítico y es controlado en general por las consideraciones tales como el costo. En general, sin embargo, un espesor de aproximadamente 63.5 mieras (0.0025 pulgadas), de preferencia aproximadamente 50.8 mieras (0.002 pulgadas) y más de preferencia aproximadamente 38.1 mieras (0.0015 pulgadas) no debe ser rebasado.

La capa 16 de níquel brillante también funciona como una capa de liberación la cual tiende a cubrir o llenar imperfecciones en el sustrato. Dispuesta sobre la capa 16 de níquel brillante se encuentra una capa 20 que comprende una aleación de níquel-tungsteno-boro. Más específicamente, la capa 20 consiste de una aleación de compuesto amorfo de níquel, tungsteno y boro. La capa 20 se deposita sobre la capa 16 mediante procesos de electrodeposición convencionales. El baño de electrodeposición se pone en operación a una temperatura de aproximadamente 46°C a 52°C (115°F a 125°F) y a un rango de pH preferido de aproximadamente 8.2 a aproximadamente 8.6. Las sales solubles, de preferencia solubles en agua, bien conocidas de níquel, tungsteno y boro se utilizan en el baño o solución de electrodeposición para proveer concentraciones de níquel, tungsteno y boro. La capa de aleación de, níquel-tungsteno-boro consiste en general de aproximadamente 50 a aproximadamente 70 por ciento en peso de níquel, aproximadamente 30 a 50 por ciento en peso de tungsteno y de aproximadamente 0.05 a aproximadamente 2.5 por ciento en peso de boro, de preferencia de aproximadamente 55 a aproximadamente 65 por ciento en peso de níquel, aproximadamente 35 a aproximadamente 45 por ciento en peso de tungsteno y de aproximadamente 0.5 a aproximadamente 2.0 por ciento en peso de boro y más de preferencia de aproximadamente 57.5 a aproximadamente 62.5 por ciento en peso de níquel, aproximadamente 37.5 a aproximadamente 42.5 por ciento en peso de tungsteno y de aproximadamente 0.75 a aproximadamente 1.25 por ciento en peso de boro. El baño de electrodeposición contiene cantidades suficientes de las sales solubles de níquel, tungsteno y boro para proporcionar una aleación de níquel-tungsteno-boro de la composición descrita anteriormente. Un baño de electrodeposición de níquel-tungsteno-boro efectivo para proveer una aleación de níquel-tungsteno-boro de la cual una composición está disponible comercialmente, tal como el sistema AmplateMR de Amorphous Technologies International de Laguna Niguel, California. Una aleación típica de níquel-tungsteno-boro que contiene aproximadamente 59.5 por ciento en peso de níquel, aproximadamente 39.5 por ciento en peso de tungsteno y aproximadamente 1% de boro. La aleación de níquel-tungsteno-boro es una aleación compuesta amorfa/nano-cristalina. Tal capa de aleación se deposita mediante el proceso de electrodeposición AMPLATE comercializado por Amorphous Technologies International. El espesor de la capa 20 de aleación de níquel-tungsteno-boro es en general por lo menos aproximadamente de 0.508 mieras (0.00002 pulgadas), de preferencia por lo menos aproximadamente 1.27 mieras (0.00005 pulgadas) y más de preferencia por lo menos aproximadamente 2.54 mieras (0.0001 pulgadas) . El rango del espesor superior no es crítico y es en general dependiente de consideraciones económicas. En general, no se debe exceder a un espesor de aproximadamente 63.5 mieras (0.0025 pulgadas), de preferencia aproximadamente 50.8 mieras (0.002 pulgadas) y más de preferencia aproximadamente 25.4 mieras (0.001 pulgadas) . Dispuesta sobre la capa 20 de aleación de níquel-tungsteno-boro se encuentra una capa 21 que consiste de cromo. La capa 21 de cromo se puede depositar sobre la capa 20 mediante técnicas de electrodeposición de cromo convencionales y bien conocidas. Estas técnicas, junto con varios baños de electrodeposición de cromo se describen en Brassard, "Decorative Electroplat ing - A Process in Transition", Metal Finishing, páginas 105-108, junio de 1988; Zaki, "Chromium Plating", PF Director, páginas 146-160; y en las Patentes Norteamericanas Nos. 4,460,438, 4,234,396 y 4,093,522, todas las cuales se incorporan en la presente por referencia. Los baños de electrodeposición de cromo son bien conocidos y están disponibles comercialmente. Un baño de electrodeposición de cromo típico contiene ácido crómico o sales del mismo y un ion catalítico tal como sulfato o fluoruro. Los iones catalíticos se pueden proveer mediante ácido sulfúrico o sus sales y ácido fluosilícico . Los baños se pueden poner en operación a una temperatura de aproximadamente 44°C -47°C (112°-116°F) . Normalmente, en la electrodeposición del cromo, se utiliza una densidad de corriente de aproximadamente 150 amperes por pie cuadrado a aproximadamente 5 a 9 voltios. La capa de cromo tiene en general un espesor de por lo menos aproximadamente 0.0508 mieras ( 0.000002pulgadas ) , de preferencia de por lo menos aproximadamente 0.127 mieras (0.000005 pulgadas), y más de preferencia por lo menos aproximadamente 0.2032 mieras (0.000008 pulgadas). En general, el rango superior del espesor no es crítico y está determinado por consideraciones secundarias tales como el costo. Sin embargo, el espesor de la capa y cromo no debe en general ser mayor de aproximadamente 1.524 mieras (0.00006 pulgadas), de preferencia aproximadamente 1.27 mieras (0.00005 pulgadas) y más de preferencia aproximadamente 1.016 mieras (0.00004 pulgadas ) . Dispuesta sobre la capa de cromo 21 se encuentra una capa 22 que consiste de un metal refractario no precioso tal como hafnio, tantalio, circonio o titanio, de preferencia circonio o titanio y más de preferencia circonio. La capa 22 se deposita sobre la capa 21 mediante técnicas convencionales y bien conocidas, tales como recubrimiento al vacío, deposición física mediante vapor, tal como mediante deposición electrónica (o metalización por bombardeo iónico) y los semejantes. Las técnicas y el equipo de electrodeposición iónica o metalización por bombardeo iónico se describen, i n t er al i a , en T. Van Vorous, "Planar Magnetron Sputtering; A New Industrial Coating Technique", Solid State Technology, diciembre de 1976, páginas 62-66; U. Kapacz y S. Schulz, "Industrial Application of Decorative Coatings Principie and Advantages of the Sputter Ion Plating Process", Soc. Vac. Coat., Proc. 34 h Arn. Techn. Conf., Philadelphia, Estados Unidos, 1991, 48-61; y las Patentes Norteamericanas Nos. 4,162,954 y 4,591,418, todas las cuales se incorporan en la presente por referencia. Brevemente, en el proceso de deposición mediante bombardeo iónico (o deposición electrónica) , el metal refractario tal como el objetivo de titanio o circonio, el cual es el cátodo, y el sustrato se colocan en una cámara al vacío. El aire en la cámara se evacúa para producir condiciones de vacío en la cámara. Un gas inerte, tal como Argón, se introduce a la cámara. Las partículas de gas se ionizan y se aceleran al objetivo para desalojar los átomos de titanio o circonio. Luego el material objetivo es desalojado, se depositan normalmente como una película de recubrimientos sobre el sustrato. La capa 22 tiene en general un espesor de por lo menos aproximadamente 0.00635 mieras (0.00000025 pulgadas), de preferencia por lo menos aproximadamente 0.0127 mieras (0.0000005 pulgadas) y más de preferencia por lo menos aproximadamente 0.0254 mieras (0.000001 pulgadas). El rango del espesor superior no es crítico y es en general dependiente de consideraciones tales como el costo. En general, sin embargo, la capa 22 no debe ser más gruesa de aproximadamente 1.27 mieras (0.00005 pulgadas), de preferencia aproximadamente 0.381 mieras (0.000015 pulgadas) y más de preferencia aproximadamente 0.254 mieras (0.000010 pulgadas) . En una modalidad preferida de la presente invención, la capa 22 consiste de titanio o circonio, de preferencia circonio y se deposita mediante electrodeposición iónica o metalización por bombardeo iónico . Dispuesta sobre la capa 22 se encuentra una capa 26 de emparedado que comprende capas alternantes 28 y 30 de un compuesto de metal refractario no precioso y un metal refractario no precioso. La capa 26 tiene en general un espesor de aproximadamente 1.27 mieras (0.00005 pulgadas) a aproximadamente 0.0254 mieras (0.000001 pulgadas), de preferencia de aproximadamente 1.016 mieras (0.00004 pulgadas) a aproximadamente 0.0508 mieras (0.000002 pulgadas) y más de preferencia de aproximadamente 0.762 mieras (0.000030 pulgadas) a aproximadamente 0.0762 mieras (0.000003 pulgadas) . Los compuestos de metal refractario no precioso, que comprenden las capas 28, incluyen un compuesto de hafnio, un compuesto de tantalio, un compuesto de titanio o un compuesto de circonio, de preferencia un compuesto de titanio o un compuesto de circonio y más de preferencia un compuesto de circonio. Estos compuestos se seleccionan de nitruros, carburos y carbonitruros, los nitruros son preferidos. Así, el compuesto de titanio se selecciona a partir de nitruro de titanio, carburo de titanio y carbonitruro de titanio, el nitruro de titanio es preferido. El compuesto de circonio se selecciona a partir del nitruro de circonio, carburo de circonio y carbonitruro de circonio, el nitruro de circonio es preferido. Los compuestos de nitruro se depositan mediante cualquiera de los procesos de deposición al vacío reactivos convencionales y bien conocidos, en los que se incluyen deposición electrónica (o metalización por bombardeo iónico) reactiva, La deposición electrónica (o metalización por bombardeo iónico) reactiva es similar en general a la electrodeposición iónica, excepto que un material gaseoso el cual reacciona con el material objetivo desalojado se introduce a la cámara. Así, en el caso en donde el nitruro de circonio comprenden las capas 28, el objetivo consiste de circonio y el gas nitrógeno es el material gaseoso introducido a la cámara . Cada una de las capas 28 en general tiene un espesor de por lo menos aproximadamente 0.000508 mieras (0.00000002 pulgadas), de preferencia por lo menos aproximadamente 0.00254 mieras (0.0000001 pulgadas) y más de preferencia por lo menos aproximadamente 0.0127 mieras (0.0000005 pulgadas) . En general, cada una de las capas 28 no deben ser más gruesas de aproximadamente 0.635 mieras (0.000025 pulgadas), de preferencia aproximadamente 0.254 mieras (0.00001 pulgadas) y más de preferencia aproximadamente 0.127 mieras (0.000005 pulgadas). Las capas 30 alternantes en la capa de emparedado 26 con las capas 28 del compuesto de metal refractario no precioso consisten de un metal refractario no precioso tal como se describe para la capa 22. Los metales preferidos que comprenden las capas 30 son titanio y circonio, el circonio es preferido . Las capas 30 se depositan mediante cualquiera de los procesos de deposición en vapor convencionales y bien conocidos, tales como deposición electrónica iónica (o metalización por bombardeo iónico) . Cada una de las capas 30 tiene un espesor de por lo menos aproximadamente 0.000508 mieras (0.00000002 pulgadas), de preferencia por lo menos aproximadamente 0.00254 mieras (0.0000001 pulgadas) y más de preferencia por lo menos aproximadamente 0.0127 mieras (0.0000005 pulgadas) . En general, cada una de las capas 30 no debe ser más gruesa de aproximadamente 0.635 mieras (0.000025 pulgadas), de preferencia aproximadamente 0.254 mieras (0.00001 pulgadas) y más de preferencia aproximadamente 0.127 mieras (0.000005 pulgadas). La capa 26 de emparedado que comprende múltiples capas alternantes 28 y 30 sirve en general para, inter a l i a , reducir la tensión de la película, incrementar la dureza global de la película, mejorar la resistencia química y realinear el reticulado para reducir los poros y las fronteras del grano que se extienden a través de toda la película. El número de capas alternantes de metal 30 y nitruro de metal 28 en la capa de emparedado 26 es en general una cantidad efectiva para reducir la tensión y mejorar la resistencia química. En general esta cantidad es de aproximadamente 50 a aproximadamente dos capas alternantes 28, 30, de preferencia de aproximadamente 40 a aproximadamente cuatro capas 28, 30 y más de preferencia de aproximadamente 30 a aproximadamente seis capas 28, 30. Un método preferido para la formación de la capa de emparedado 26 es al utilizar deposición electrónica (o metalización por bombardeo iónico) para depositar una capa 30 de un metal refractario no precioso tal como circonio o titanio seguido por deposición electrónica reactiva (o metalización por bombardeo iónico reactiva) para depositar una capa 28 de nitruro de metal refractario no precioso, tal como nitruro de circonio o nitruro de titanio. De preferencia, la velocidad de flujo del gas nitrógeno se hace variar (es pulsada) durante la deposición electrónica (metalización por bombardeo iónico) reactiva entre cero (no se introduce nada de gas nitrógeno) a la introducción de nitrógeno a un valor deseado para formar múltiples capas alternantes de metal 30 y nitruro de metal 28 en la capa de emparedado 26. La proporción del espesor de las capas 30 a 28 es de por lo menos aproximadamente 20/80, de preferencia 30/70 y más de preferencia 40/60. En general, no debe ser mayor de aproximadamente 80/20, de preferencia 70/30 y más de preferencia 60/40. Dispuesta sobre la capa de emparedado 26 se encuentra una capa 32 que comprende un compuesto de metal refractario no precioso, de preferencia un nitruro de metal refractario no precioso, carbo-nitruro o carburo y más de preferencia un nitruro.

La capa 32 consiste de un compuesto de hafnio, un compuesto de tantalio, un compuesto de titanio o un compuesto de circonio, de preferencia un compuesto de titanio o un compuesto de circonio y más de preferencia un compuesto de circonio. El compuesto de titanio se selecciona a partir de nitruro de titanio, carburo de titanio y carbonitruro de titanio, el nitruro de titanio es preferido. El compuesto de circonio se selecciona a partir de nitruro de circonio, carbonitruro de circonio y carburo de circonio, el nitruro de circonio es preferido . La capa 32 provee resistencia al desgaste y a la abrasión y el color o la apariencia deseada, tal como por ejemplo, latón pulido. La capa 32 se deposita sobre la capa 26 mediante cualquiera de los procesos de electrodeposición convencionales y bien conocidos, tales como recubrimiento al vacío, electrodeposición iónica reactiva o metalización por bombardeo iónico reactivo y los semejantes. El método preferido es la deposición electrónica (o metalización por bombardeo iónico) reactiva. La deposición electrónica iónica reactiva es en general similar a la deposición electrónica iónica, excepto que un gas reactivo el cual reacciona con el material objetivo desalojado se introduce a la cámara. Así, en el caso en donde el nitruro de circonio comprende a la capa 32, el objetivo consiste de circonio y el gas nitrógeno es el gas reactivo introducido a la cámara. Al controlar la cantidad de nitrógeno disponible para reaccionar con el circonio, el color del nitruro de circonio se puede hacer similar a aquel del latón de varios matices. La capa 32 tiene un espesor por lo menos efectivo para proveer resistencia a la abrasión y/o el color del latón. En general, este espesor es de por lo menos 0.0508 mieras (0.000002 pulgadas), de preferencia por lo menos 0.1016 mieras (0.000004 pulgadas) y más de preferencia por lo menos 0.1524 mieras (0.000006 pulgadas) . El rango superior del espesor no es en general crítico y es dependiente de consideraciones tales como el costo. En general, no se debe exceder de un espesor de aproximadamente 0.762 mieras (0.00003 pulgadas), de preferencia aproximadamente 0.0635 mieras (0.000025 pulgadas) y más de preferencia aproximadamente 0.508 mieras (0.000020 pulgadas) . El nitruro de circonio es el material de recubrimiento preferido ya que provee más estrechamente la apariencia del latón pulido.

En una modalidad de la invención, una capa 34 que comprende los productos de reacción de un metal refractario no precioso, un gas que contiene oxígeno tal como oxígeno y nitrógeno se deposita sobre la capa 32. Los metales que se pueden emplear en la práctica de esta invención son aquellos en los cuales son capaces de formar un óxido de metal y un nitruro de metal bajo condiciones apropiadas, por ejemplo, mediante el uso de un gas reactivo que comprende oxígeno y nitrógeno. Los metales pueden ser, por ejemplo, tantalio, hafnio, circonio y titanio, de preferencia titanio y circonio y más de preferencia circonio. Los productos de reacción del metal, oxígeno y nitrógeno consisten en general del óxido de metal, nitruro de metal y oxi-nitruro de metal. Así, por ejemplo, los productos de reacción del circonio, oxígeno y nitrógeno comprenden óxido de circonio, nitruro de circonio y oxi-nitruro de circonio. La capa 34 se puede depositar mediante una técnica de deposición bien conocida y convencional, en las que se incluyen la deposición electrónica reactiva (o metalización por bombardeo iónico reactiva) de un objetivo de metal puro o un objetivo compuesto de óxidos, nitruros y/o metales, evaporación reactiva, deposición electrónica iónica y auxiliada por iones, epitaxi de haz molecular de electrodeposición iónica, deposición por vapor químico y deposición a partir de precursores orgánicos en forma de líquidos. De preferencia, sin embargo, los productos de reacción de metal de esta invención se depositan mediante deposición electrónica iónica reactiva. Estos óxidos de metal y nitruros de metal que incluyen óxido de circonio y aleaciones de nitruro de circonio y su preparación y deposición son convencionales y bien conocidos y se describen, inter a l i a , en la Patente Norteamericana No. 5,367,285, la descripción de la cual se incorpora en la presente por referencia. En otra modalidad, en lugar de la capa 34 que consiste de los productos de reacción de un metal refractario, oxígeno y nitrógeno, consiste de un óxido de metal refractario no precioso. Los óxidos de metal refractario de los cuales la capa 34 está comprendida incluyen, pero no están limitados a, óxido de hafnio, óxido de tantalio, óxido de circonio y óxido de titanio, de preferencia óxido de titanio y óxido de circonio y más de preferencia óxido de circonio. Estos óxidos y su preparación son convencionales y bien conocidos. La capa 34 que contiene productos de reacción de metal, oxígeno y nitrógeno u óxido de metal tiene en general un espesor de por lo menos aproximadamente 0.00254 mieras (0.0000001 pulgadas), de preferencia por lo menos aproximadamente 0.00381 mieras (0.00000015 pulgadas) y más de preferencia por lo menos aproximadamente 0.00508 mieras (0.0000002 pulgadas) . En general, la capa de oxi-nitruro de metal no debe ser más gruesa de aproximadamente 0.0254 mieras (0.000001 pulgadas), de preferencia aproximadamente 0.0127 mieras (0.0000005 pulgadas) y más de preferencia aproximadamente 0.01016 mieras (0.0000004 pulgadas) . Con el fin de que la invención sea entendida más fácilmente, se proporciona el siguiente ejemplo. El ejemplo es ilustrativo y no limita la invención al mismo . EJEMPLO 1 Chapas de puertas de latón se colocan en un baño limpiador de enjuague convencional que contiene los jabones, detergentes, des floculantes estándares y bien conocidos y los semejantes, el cual se mantiene a un pH de 8.9 - 9.2 y a una temperatura de 82°C -93°C (180-200°F) durante 30 minutos. Luego las chapas de latón se colocan durante 6 minutos en un baño limpiador alcalino ultrasónico convencional. El baño limpiador ultrasónico tiene un pH de 8.9 - 9.2, se mantiene a una temperatura de aproximadamente 71°C -82°C (160-180°F) y contiene los jabones, detergentes, des floculantes convencionales y bien conocidos y los semejantes. Después de la limpieza ultrasónica, las chapas se enjuagan y se colocan en un baño electro-limpiador alcalino convencional durante aproximada-mente 2 minutos. El baño electrolimpiador contiene un ánodo de acero sumergido insoluble, se mantiene a una temperatura de aproximadamente 60-82°C (140-180°F), un pH de aproximadamente 10.5 - 11.5 y contiene detergentes estándares y convencionales. Luego las chapas se enjuagan dos veces y se colocan en un baño activador ácido convencional durante aproximadamente un minuto. El baño activador ácido tiene un pH de aproximadamente 2.0 - 3.0, se encuentra a una temperatura ambiente y contiene una sal acida a base de fluoruro de sodio. Luego las chapas se enjuagan dos veces y se colocan en un baño de electrodeposición de níquel semibrillante durante aproximadamente 10 minutos. El baño de níquel semibrillante es un baño convencional y bien conocido que tiene un pH de aproximadamente 4.2 - 4.6, se mantiene a una temperatura de aproximadamente 54-65°C (130-150°F), contiene NiS04, NiCl2, ácido bórico y abrillantadores. Una capa de niquel semibrillante de un espesor promedio de aproximadamente 6.35 mieras (0.00025 pulgadas) se deposita sobre la superficie de la chapa. Las chapas que contienen la capa de níquel semibrillante se enjuaga luego dos veces y se colocan en un baño de electrodeposición de níquel brillante durante aproximadamente 24 minutos. El baño de níquel brillante es en general un baño convencional el cual se mantiene a una temperatura de aproximadamente 54 -65°C (130-150°F), un pH de aproximadamente 4.0 - 4.8, contiene NiS04, NiCl2, ácido bórico y abrillanta-dores. Una capa de níquel brillante de un espesor promedio de aproximadamente 19.0 mieras (0.00075 pulgadas) se deposita sobre la capa de níquel semibrillante. Las chapas recubiertas con níquel semibrillante y brillante se enjuagan tres veces y se colocan durante aproximadamente 40 minutos en un baño de electrodeposición de níquel-tungsteno-boro disponible de Amorphous Technologies International de California como el baño AMPLATE . El baño utiliza un ánodo de titanio platinado insoluble, se mantiene a una temperatura de aproximadamente 46-52°C (115-125°F) y un pH de aproximadamente 8.2 - 8.6. Una capa de níquel-tungsteno-boro de un espesor promedio de aproximadamente 10.16 mieras (0.0004 pulgadas) se deposita sobre la capa de níquel brillante. Luego las chapas recubiertas con niquel- tungsteno-boro se enjuagan dos veces. Las chapas recubiertas con aleación de niquel- tungsteno-boro se colocan en un baño de electrodeposición de cromo hexavalente convencional, disponible comercialmente, se utiliza equipo de electrodeposición de cromo convencional durante aproximadamente siete minutos. El baño de cromo hexavalente es un baño convencional y bien conocido el cual contiene aproximadamente 239.68 g/1 (32 onzas/galón de ácido crómico. El baño también contiene los aditivos de electrodeposición de cromo convencionales y bien conocidos. El baño se mantiene a una temperatura de aproximadamente 44-47°C (112-116°F) y utiliza un catalizador de sulfato/ fluoruro mezclado. La relación de ácido crómico a sulfato es de aproximadamente 200:1. Una capa de cromo de aproximadamente 0.254 mieras (0.00001 pulgadas) se deposita sobre la superficie de la capa de níquel-tungsteno-boro. Las chapas se enjuagan completamente en agua desionizada y luego se secan. Las chapas recubiertas de cromo o cromadas se colocan en un recipiente de electrodeposición por bombardeo iónico.

Este recipiente es un recipiente al vacío de acero inoxidable comercializado por Leybold A. G. de Alemania. El recipiente es un recipiente en general cilindrico que contiene una cámara al vacío la cual está adaptada para ser evacuada por medio de bombas.

Una fuente de gas argón se conecta a la cámara mediante una válvula ajustable para hacer variar la velocidad de flujo de argón a la cámara. Además, dos fuentes de gas nitrógeno se conectan a la cámara mediante una válvula ajustable para hacer variar la velocidad de flujo del gas nitrógeno a la cámara. Dos pares de conjuntos o montajes objetivo tipo Magnetrón se montan en una relación separada espaciada en la cámara y se conectan a las salidas negativas de fuentes de alimentación de corriente directa variable. Los objetivos constituyen los cátodos y la pared de la cámara es el ánodo común para los cátodos objetivo. El material objetivo consiste de circonio. Se provee un portador sustrato, el cual porta los sustratos, esto es, las chapas, por ejemplo, puede estar suspendido desde lo alto de la cámara y se hace girar mediante un motor de velocidad variable para llevar a los sustratos entre cada par de conjuntos o montajes objetivo de Magnetrón. El portador es conductor y se conecta eléctricamente a la salida negativa de una fuente de alimentación de corriente directa variable. Las chapas recubiertas de cromo se montan sobre el portador del sustrato en el recipiente de deposición electrónica (o metalización por bombardeo iónico) . La cámara de vacío se evacúa a una presión de aproximadamente 5xlO"J milibares y se calienta a una temperatura de aproximadamente 400°C vía un elemento de calentamiento por resistencia eléctrica radiante. El material objetivo se limpia mediante bombardeo iónico para retirar los contaminantes de su superficie. La limpieza por bombardeo iónico se lleva a cabo durante aproximadamente medio minuto mediante la aplicación de energía a los cátodos suficiente para obtener un flujo de corriente de aproximadamente 18 amperes y la introducción de gas argón a la velocidad de aproximadamente 200 centímetros cúbicos estándar por minuto. Una presión de aproximadamente 3xl0~3 milibares se mantiene durante la limpieza por bombardeo iónico. Luego las chapas se limpian mediante un proceso de ataque por ácido a baja presión. El proceso de ataque por ácido a baja presión se lleva a cabo durante aproximadamente 5 minutos e involucra la aplicación de un potencial de corriente directa negativo el cual se incrementa durante un período de un minuto de aproximadamente 1200 a aproximadamente 1400 voltios a las chapas y la aplicación de energía de corriente directa a los cátodos para obtener un flujo de corriente de aproximadamente 3.6 amperes. Se introduce gas argón a una velocidad la cual se incrementa durante un período de un minuto de aproximadamente 800 a aproximadamente 1000 centímetros cúbicos estándar por minuto y la presión se mantiene a una presión de aproximadamente l.lxlO"2 milibares. Las chapas se hacen girar entre los conjuntos o montajes objetivo de Magnetrón a una velocidad de una revolución por minuto. Luego las chapas se someten a un proceso de limpieza mediante ataque por ácido a alta presión durante aproximadamente 15 minutos. En el proceso de ataque por ácido a alta presión se introduce gas argón a la cámara de vacío a una velocidad la cual se incrementa durante un período de 10 minutos de aproximadamente 500 a 650 centímetros cúbicos estándar por minuto (esto es, al comienzo, la velocidad de flujo es de 500 centímetros cúbicos estándar por minuto y después de diez minutos, la velocidad de flujo es de 650 centímetros cúbicos estándar por minuto y persiste a 650 centímetros cúbicos estándar por minuto durante el resto del proceso de ataque por ácido a alta presión) , la presión se mantiene a una presión de aproximadamente 2xl0_1 milibares y un potencial negativo el cual se incrementa durante un período de diez minutos de aproximadamente 1400 a 2000 voltios se aplica a las chapas. Las chapas se hacen girar entre los conjuntos o montajes objetivo de Magnetrón a una velocidad de aproximadamente una revolución por minuto. La presión en el recipiente se mantiene a una presión de aproximadamente 2xl0_i milibares. Luego las chapas se someten a otro proceso de limpieza mediante ataque por ácido a baja presión durante aproximadamente cinco minutos. Durante este proceso de limpieza mediante ataque por ácido a baja presión, un potencial negativo de aproximadamente 1400 voltios se aplica a las chapas, se aplica energía de corriente directa a los cátodos para obtener un flujo de corriente de aproximadamente 2.6 amperes y se introduce gas argón a la cámara de vacío a una velocidad la cual se incrementa durante un período de cinco minutos de aproximadamente 800 centímetros cúbicos estándar por minuto a aproximadamente 1000 centímetros cúbicos estándar por minuto. La presión se mantiene a una presión de aproximadamente l.lxl0~¿ milibares y las chapas se hacen girar a una velocidad de aproximadamente una revolución por minuto (rpm) . El material objetivo se limpia otra vez mediante bombardeo iónico durante aproximadamente un minuto mediante la aplicación de energía en los cátodos, suficiente para obtener un flujo de corriente de aproximadamente 18 amperes, la introducción de gas argón a una velocidad de aproximadamente 150 centímetros cúbicos estándar por minuto y se mantiene a una presión de aproximadamente 3xlO"J milibares. Durante el proceso de limpieza, se interponen blindajes entre las chapas y los conjuntos o montajes objetivo de magnetrón para impedir la deposición del material objetivo sobre las chapas. Los blindajes se retiran y una capa de circonio que tiene un espesor promedio de aproximadamente 0.0762 mieras (0.000003 pulgadas) se deposita sobre la capa de níquel/tungsteno/boro de las chapas durante un período de cinco minutos. Este proceso de deposición mediante bombardeo iónico comprende la aplicación de energía de corriente directa a los cátodos, para obtener un flujo de corriente de aproximadamente 18 amperes, la introducción de gas argón al recipiente a una velocidad de aproximadamente 450 centímetros cúbicos estándar por minuto, la presión se mantiene en el recipiente a una presión de aproximadamente 6x10"'' milibares y se hace girar a las chapas a una velocidad de aproximadamente 0.7 revoluciones por minuto . Después que la capa de circonio se deposita, la capa de emparedado de capas alternantes de nitruro de circonio y circonio, se depositan sobre la capa de circonio. El gas de argón se introduce a la cámara de vacío a una velocidad de aproximadamente 250 centímetros cúbicos estándar por minuto. Se suministra energía de corriente directa a los cátodos para obtener un flujo de corriente de aproximadamente 18 amperes. Un voltaje de polarización de aproximadamente 200 voltios se aplica a los sustratos. El gas de nitrógeno se introduce a una velocidad inicial de aproximadamente 80 centímetros cúbicos estándar por minuto. Luego el flujo de nitrógeno se reduce a cero o casi cero. Esta pulsación del nitrógeno se ajusta de tal manera que se presente a aproximadamente un ciclo de trabajo del 50%. La pulsación continúa durante aproximadamente 10 minutos para dar como resultado un apilamiento de emparedado con aproximadamente cinco capas de un espesor promedio de aproximadamente 0.0254 mieras (0.000001 pulgadas) cada una. El apilamiento de emparedado tiene un espesor promedio de aproximadamente 0.1524 mieras (0.000006 pulgadas) . Después de la deposición de la capa de emparedado de capas alternantes de nitruro de circonio y circonio, una capa de nitruro de circonio, que tiene un espesor promedio de aproximadamente 0.254 mieras (0.00001 pulgadas) se deposita en el apilamiento de emparedado durante un período de aproximadamente 20 minutos. En esta etapa, el nitrógeno es regulado para mantener una corriente iónica parcial de aproximadamente 6.3 x 10-11 amperes. El argón, energía de corriente directa y voltaje de polarización se mantienen como se indica anteriormente . Después de la consumación de la deposición de la capa de nitruro de circonio, una capa delgada de los productos de reacción de circonio, oxígeno y nitrógeno se deposita, que tiene un espesor promedio de aproximadamente 0.00635 mieras (0.00000025 pulgadas) durante un periodo de aproximadamente 30 segundos. En esta etapa, la introducción de argón se mantiene a una velocidad de aproximadamente 250 centímetros cúbicos estándar por minuto, la corriente del cátodo se mantiene a aproximadamente 18 amperes, el voltaje de polarización se mantiene a aproximadamente 200 voltios y el flujo de nitrógeno se ajusta a una velocidad de aproximadamente 80 centímetros cúbicos estándar por minuto. Se introduce oxígeno a una velocidad de aproximadamente 20 centímetros cúbicos estándar por minuto. En tanto que ciertas modalidades de la invención se han descrito por propósitos de ilustración, se entenderá que pueden haber muchas modificaciones y modalidades dentro del alcance general de la invención. Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el convencional para la manufactura de los objetos o productos a que la misma se refiere. Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes :

Claims (28)

1. RE IVINDICACIONES 1. Un artículo que comprende un sustrato que tiene dispuesto sobre por lo menos una porción de su superficie un recubrimiento en multicapas, caracterizado porque comprende: una capa que consiste de níquel semibrillante; una capa que consiste de níquel brillante; una capa que consiste de niquel-tungsteno-boro; una capa que consiste de cromo; una capa que consiste de circonio o titanio; una capa de emparedado que consiste de una pluralidad de capas alternantes que consisten de circonio o titanio y de un compuesto de circonio o un compuesto de titanio; y una capa que consiste de un compuesto de circonio o un compuesto de titanio.
2. 2. El artículo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las capas que consisten de circonio o titanio consisten de circonio .
3. 3. El articulo de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque las capas que consisten de un compuesto de circonio o un compuesto de titanio consisten de un compuesto de circonio.
4. 4. El artículo de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el compuesto de circonio consiste de nitruro de circonio.
5. 5. El articulo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el sustrato consiste de latón.
6. 6. Un artículo que comprende un sustrato que tiene sobre por lo menos una porción de su superficie un recubrimiento en multicapas, caracterizado porque comprende : una capa que consiste de níquel semibrillante; una capa que consiste de níquel brillante; una capa que consiste de ni quel- tungsteno-boro ; una capa que consiste de cromo; una capa que consiste de circonio o titanio; una capa de emparedado que consiste de una pluralidad de capas alternantes que consisten de titanio o circonio y de un compuesto de circonio o un compuesto de titanio; una capa que consiste de un compuesto de circonio o un compuesto de titanio; y una capa que consiste de óxido de circonio u óxido de titanio.
7. 7. El artículo de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque las capas que co sisten de circonio o titanio están compuestos de circonio.
8. 8. El artículo de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque las capas que consisten de un compuesto de circonio o un compuesto de titanio están compuestos de un compuesto de circonio.
9. 9. El articulo de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el compuesto de circonio es nitruro de circonio.
10. 10. El artículo de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el sustrato es de latón.
11. 11. El artículo de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el sustrato es de latón.
12. 12. Un artículo que comprende un sustrato que tiene sobre por lo menos una porción de su superficie un recub imiento en multicapas, caracterizado porque comprende: una capa que consiste de níquel; una capa que ccr.s-s-e de ni quel- tungstenc-boro; una capa que consiste de cromo; una capa que consiste de circonio o titanio; una capa de emparedado que consiste de una pluralidad de capas alternantes que consisten de circonio o titanio y de un compuesto de circonio o un compuesto de titanio; y una capa que consiste de un compuesto de circonio o un compuesto de titanio.
13. 13. El artículo de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque la capa que consiste de níquel consiste de níquel brillante.
14. 14. El artículo de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque las capas que consisten de circonio o titanio consisten de circonio .
15. 15. El artículo de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque las capas que consisten de un compuesto de circonio o un compuesto de titanio consisten de un compuesto de circonio.
16. 16. El artículo de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque el compuesto de circonio consiste de nitruro de circonio.
17. 17. El artículo de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el sustrato consiste de latón.
18. 18. El artículo de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque el sustrato consiste de latón.
19. 19. Un artículo que comprende un sustrato que tiene sobre por lo menos una porción de su superficie un recubrimiento en multicapas, caracterizado porque comprende: una capa que consiste de níquel; una capa que consiste de níquel-tungsteno-boro; una capa que consiste de cromo; una capa que consiste de circonio o titanio; una capa de emparedado que consiste de una pluralidad de capas alternantes que consisten de circonio o titanio y de un compuesto de circonio o un compuesto de titanio; una capa que consiste de un compuesto de circonio o un compuesto de titanio; y una capa que consiste de óxido de circonio u óxido de titanio.
20. 20. El artículo de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque la primera capa consiste de níquel brillante.
21. 21. El artículo de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque las capas que consisten de circonio o titanio consisten de circonio .
22. 22. El artículo de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque las capas que consistende un compuesto de circonio o un compuesto de titanio están compuestos de un compuesto de circonio.
23. 23. El artículo de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado porque el compuesto de circonio es nitruro de circonio.
24. 24. El artículo de conformidad con la reivindicación 19, caracte izado porque las capas que consisten de circonio o titanio consisten de circonio .
25. 25. El artículo de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado porque las capas que consisten de un compuesto de circonio o un compuesto de titanio consisten de un compuesto de circonio.
26. 26. El artículo de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado porque el compuesto de circonio es—«.i t ruro de circonio.
27. 27. El artículo de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque el sustrato es de latón.
28. 28. El artículo de conformidad con la reivindicación 19, caracter zado porque el sustrato es de latón.