Les alliages de nickel, en particulier le NiW, ont été développés comme une alternative potentielle au chrome dur. Ces alliages sont déposés par voie électrolytique et peuvent être considérés comme une alternative au chrome dur pour certaines applications, car ils présentent de très bonnes propriétés physico-chimiques et mécaniques. 
Le tungstène est utilisé comme élément d'alliage dans la matrice de nickel pour améliorer ses propriétés mécaniques et anticorrosion. En effet, le W est connu comme un métal d'une dureté exceptionnelle (2600HV) et d'une excellente résistance à la corrosion. L'avantage d'un alliage NiW est que sa composition peut être ajustée pour obtenir un compromis entre la dureté et la ténacité du matériau. Les nouveaux développements du projet Alt Ctrl Trans visent à appliquer des couches épaisses (> 50 µm) par dépôt électrolytique sans affecter l'intégrité de la couche.  Ainsi, les solutions trouvées reposent non seulement sur une synergie entre les différents composants organiques des bains (amélioration de la ductilité, nivellement, etc.), mais aussi sur des paramètres de dépôt appropriés pour limiter les contraintes internes dans la couche déposée.

NATURE DES COUCHES ET PROPRIETES

Le procédé permet de déposer des couches ductiles de nickel-tungstène d'une épaisseur de 10 µm. Ces couches présentent d'excellentes propriétés mécaniques et anticorrosion.

Pour des épaisseurs plus importantes, l'utilisation de courants pulsés est nécessaire, limitant les contraintes internes qui créent des fissures dans la couche déposée. Des structures multicouches par courant continu ont également été évaluées et ont également donné des couches épaisses de bonne qualité.

Figure 1 : Dépôt multicouche 50 µm NiW avec alternance de monocouches d’environ 150 nm (source Materia Nova)

Les revêtements de nickel-tungstène présentent un comportement passif en milieu alcalin. De plus, les revêtements de NiW ont un potentiel de corrosion plus négatif que les revêtements de Ni dans un milieu salin de NaCl 0,1M. Il a également été démontré que l'ajout de tungstène à la matrice de nickel réduit la dissolution du nickel. Cela peut s'expliquer par la formation d'une couche de passivation riche en tungstène sur la surface. La formation de produits de corrosion en surface tels que NiO, WO3, Ni(OH)2 mais aussi des oxydes mixtes tels que NiWO4 contribuerait au ralentissement de la vitesse de corrosion.

Figure 2 : Dépôts de NiW, Ni et Cr (CrVI)  après 1000 h de brouillard salin

En termes de propriétés mécaniques, le revêtement NiW présente une dureté très élevée de 1000 HV après traitement thermique à 500°C, comparable au chrome dur. Le coefficient de frottement du NiW est nettement meilleur que celui du chrome dur (~0,5). Enfin, la résistance à l'usure du NiW est remarquable, mais pas aussi bonne que celle du chrome dur (~6-8 mg/1000 cycles).

MISE EN OEUVRE

Comme toutes les techniques de traitement de surface, le dépôt électrolytique nécessite un prétraitement de surface adapté au substrat pour assurer l'adhésion de la couche déposée. Le prétraitement des surfaces repose sur 2 procédés essentiels : le dégraissage et le décapage. Le but du dégraissage est d'éliminer la graisse et les particules collées dans la graisse ; le support ne doit pas être affecté. Le décapage élimine de la surface la peau d'oxyde formée lors des traitements thermiques et/ou mécaniques précédents. Les hydroxydes formés lors du dégraissage alcalin sont également éliminés. Enfin, un traitement thermique post-dépôt peut être envisagé pour modifier la microstructure du matériau et de facto ses propriétés mécaniques.