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Desenvolvimento de liga e de recobrimentos por filmes finos para a fabricação de bijuterias folheadas a ouro

Processo: 12/50387-6
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas - PIPE
Vigência: 01 de maio de 2013 - 31 de março de 2014
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica
Pesquisador responsável:Oswaldo Pereira Vilela da Silva Junior
Beneficiário:Oswaldo Pereira Vilela da Silva Junior
Empresa:PV Prest Vácuo Ltda
Município: Cotia
Assunto(s):Filmes finos  Ligas metálicas  Metalização  Materiais cerâmicos  Pulverização catódica 

Resumo

Atualmente, as bijuterias folheadas a ouro comercializadas no Brasil são, em sua grande maioria, feitas de latão e possuem uma camada intermediária que contém níquel. Para que o produto tenha uma boa qualidade, o revestimento de ouro depositado deveria ter espessura maior que 10 um, o que protegeria o substrato da corrosão. No entanto, devido ao alto custo do ouro (cotado a R$ 104,50/g em abril de 2012), a espessura da camada deste metal vem se tornando cada vez menor, chegando a 1 um. Uma camada tão fina normalmente expõe o metal base e as camadas intermediárias utilizadas nos recobrimentos galvânicos a meios corrosivos, o que faz com que as peças se oxidem facilmente, perdendo a cor original em pouco tempo, e liberando níquel, que é um metal altamente alergênico. O objetivo deste projeto é solucionar estes problemas, desenvolvendo bijuterias feitas com uma liga amarela de bronze ao alumínio, sem níquel, e utilizando filmes finos de nitretos e óxidos resistentes ao desgaste em sua superfície. Estas modificações de superfície tornarão possível o uso de uma camada de ouro eletrodepositada da ordem de apenas 0,25 um de espessura, o que diminuirá significativamente o custo final do produto. A liga obtida será adequada à fundição por cera perdida. Serão estudadas as variáveis de processo: composição química, cor, brilho, fluidez, grau de reprodução de detalhes, dureza e resistência à oxidação. Para que as bijuterias mantenham a aparência de novas por um período de tempo superior ao verificado atualmente, deve-se proteger a camada de ouro eletrodepositada. Para tanto, foram traçadas duas rotas de desenvolvimento: - aplicação de filme de nitreto amarelo (TiN ou ZrN), utilizando a técnica "magnetron sputtering", recobrindo o metal base. Sobre essa camada de nitreto será depositada uma camada de ouro por eletrodeposição; - eletrodeposição de uma camada de ouro diretamente sobre o metal base, e acima dessa camada será aplicado um recobrimento de um filme transparente e incolor, como por exemplo, SiO2, AI2O3 ou TiO2, por meio da técnica "RF sputtering". A otimização dos processos de revestimento se dará pelo estudo da influência dos parâmetros de processo como tempo, temperatura, tensão, corrente, vazão de gás, potência e rendimento. Os filmes obtidos serão caracterizados quanto a sua espessura, aderência e taxa de recobrimento. Nas peças de bijuterias acabadas será feito um estudo comparativo do comportamento de resistência à abrasão e à corrosão sem e com aplicação dos filmes cerâmicos. (AU)