JP2001040425A

JP2001040425A - メッキ被覆膜の剥離方法

Info

Publication number: JP2001040425A
Application number: JP21533299A
Authority: JP
Inventors: Kenichiro Nakajima; 健一朗中島; Yoichi Hirose; 洋一広瀬
Original assignee: Showa Denko KK
Current assignee: Resonac Holdings Corp
Priority date: 1999-07-29
Filing date: 1999-07-29
Publication date: 2001-02-13
Anticipated expiration: 2019-07-29
Also published as: JP4406963B2

Abstract

(57)【要約】【課題】乾式にて簡単な方法で短時間にメッキ部品から
被覆膜を除去し、除去後の基材を再利用できるようにす
る。【解決手段】部品表面にショットピーニングあるいは、
それとともにボールミル等を組合せることによりメッキ
被覆膜を浮かせて剥離する。被膜分離除去後の基材は、
再メッキあるいは再溶解に使用できる。

Description

【発明の詳細な説明】【発明の属する技術分野】

【０００１】本発明は、金属へニッケルメッキ、クロム
メッキ、銅メッキ、アルミメッキ等の単層、あるいはこ
れらの複合ないし多層メッキを行ったメッキ被覆膜を有
する使用済部品、メッキ不良部品等からメッキ被覆膜を
簡単な設備にて、効果的に剥離し部品として再利用ある
いは、メッキ被覆膜の混入汚染の影響を受けずに原料等
の溶解工程に戻す方法で、特に、使用済みあるいは不良
品となった希土類合金の磁石部品の廃材のような希少価
値のある合金部品のメッキ被覆膜を剥離し再利用、ある
いは溶解用原料として使用できるようにする方法に関す
るものである。

【従来の技術】

【０００２】金属部品のリサイクルは、昨今の省資源化
の中にあり、ますます重要となっている。特に希土類合
金のような希少金属に関しては、ハードディスクディス
クドライブ等の磁石用途として電子機器部品に最近急速
に数多く使用されてきており、それに伴ってその廃材の
リサイクル使用が必要となってきている。これら希土類
磁石部品は、活性な金属であるため腐食防止として、各
種メッキ被覆された状態で使用される場合が多い。この
ような部品の廃材を再利用する場合、メッキ被覆膜を除
去し再度メッキし加工しなおす、あるいは再溶解して合
金化しなおす等の再利用が考えられるが、いずれにして
も表面に被覆されているメッキ被膜を一度剥離しない
と、再メッキ加工が出来ない、あるいは再溶解時にメッ
キ金属元素が不純物として混入する。

【０００３】金属からメッキ被覆膜を剥離する方法は、
化学反応を利用する湿式、あるいは機械的に剥ぎ取る乾
式、それらの組合せ等いろいろな方法が考案されている
が、希土類合金から例えばニッケル被覆膜を除去する方
法として、特開平５−３３０７４では、電解酸化により
除去した後、前記希土類合金を少なくとも一部として新
たに希土類合金を製造する方法が提案されている。

【０００４】しかしながら、一般にメッキは部品の耐食
性を向上するため用いられる。従って部品素地よりメッ
キ被覆膜の耐食性のほうが良好である。そのようなメッ
キ部品から酸あるいはアルカリ等を用いてメッキ被覆膜
を溶解除去しようとする場合、メッキ被覆膜の一部が溶
解し、部品素地が露出すると、急激に部品素地の腐食が
進行する。そのため、メッキ被覆膜を十分除去しようと
すると、かなりの部品素地が溶解消失することになる。
特に、活性な希土類元素を大量に含む希土類磁石のメッ
キ部品の場合、そのような傾向が顕著である。従って、
部品の収率が低く、また被膜の溶解に必要な酸あるいは
アルカリの量が多くなり経済的でない。更に、使用済み
となった酸あるいはアルカリ廃液の処分に費用がかかり
経済的でない上、環境に対する負荷が著しく大きい。ま
た、素地をある程度溶かし去ることになり、メッキ前の
部品の寸法より小さくなるため、再度メッキし直したと
しても、寸法が製品規格より小さくなり、再利用は不可
能である。

【０００５】他の方法として、特開平５−３３０７３で
はニッケル被覆膜を有する希土類合金について水素を吸
収させ、部品を膨張させることによりメッキ被覆膜を剥
離する方法が提案されている。しかしながら、水素処理
のためには、安全面からも雰囲気を完全に大気から遮断
できるチャンバーすなわち真空排気が可能な密閉チャン
バーを用いる必要がある。さらに、水素化した後、温度
を上げて真空排気することにより水素を除き、その後活
性な希土類元素を含む合金が、大気に触れて燃焼するの
を防ぐ必要がある。いずれにしても特殊な高価な設備が
必要となり、さらに処理にも時間がかかるため、処理費
用も極めて高価となる。また、水素化処理後は極めて活
性な粉末状態となるため、処理後の取扱いは制限を受
け、再利用が難しくなる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】金属メッキ部品、特に
希土類磁石部品のように活性な金属部品の廃材を、廃液
処理等のような環境に対する負荷、あるいは、また水素
吸収法のような大型の設備、処理時間等の必要なく、簡
単かつ安価な装置により短時間に、剥離後の部品素地が
再度メッキ工程及び再溶解工程に使用できるような剥離
方法を考案することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
について鋭意研究を重ねた結果、以下の方法にてこれを
解決した。すなわちメッキ部品にショットピーニングを
施すことにより部品基材から被覆膜を浮かせて剥離する
ことを特徴とする部品のメッキ被覆膜を剥離する方法。
であり、メッキ部品にショットピーニングを施すととも
に、ボールミル、ポットミル、振動ミルいずれかを合わ
せ用いることにより部品基材から被覆膜を浮かせて剥離
することを特徴とする部品のメッキ被覆膜を剥離する方
法。である。

【０００８】さらに、これらの方法においてメッキ部品
基材が希土類磁石である上記１）又は２）いずれか記載
のメッキ被覆膜の剥離方法。４）メッキ被覆膜がニッケルまたはアルミニウムである
上記３）記載のメッキ被覆膜の剥離方法。希土類磁石が
ＮｄＦｅＢ系合金磁石である上記３）又は４）に記載の
メッキ被覆膜の剥離方法。である。

【０００９】また、上記１）〜５）いずれか記載の方法
にて部品からメッキ被覆膜を除去後、再度部品基材をメ
ッキ工程に戻すことによりメッキ部品とすることを特徴
とするメッキ部品のリサイクル方法。上記１）〜５）い
ずれか記載の方法にて部品からメッキ被覆膜を除去後、
部品基材を再溶解工程に戻し原料としてリサイクルする
方法。について併せ案出した。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明について更に詳細に
説明する。本発明の基本的な目的とする、廃液処理等の
環境問題が無く、収率が高く、設備費用が安くかつ処理
時間が短いため処理費用の安い方法について鋭意検討し
た結果、鉄鋼の表面硬化等に使用されるショットピーニ
ング法を用いて条件を最適化することにより前記問題を
解決出来ることを見出した。さらに、ボールミル、ポッ
トミル、振動ミル等の従来粉砕に用いられた装置の使用
を付加することにより、更により良い効果をあげること
がわかった。

【００１１】一般に延性に優れた金属材料に対してショ
ットピーニングを行うと、表面層に近い部分ほどショッ
トの衝撃の影響がでて、加工後は表面層近傍に面方向に
圧縮応力、その内側には引張応力が残留する。希土類磁
石のニッケルメッキ部品にショットピーニングをかけた
時は、延性のあるニッケルメッキ被膜のみが伸びようと
し、一方マトリックスの希土類磁石は、極めて硬く脆い
金属間化合物のため、室温近傍では実質的に全く塑性変
形しない。そのような機械的性質の差が手伝って、ニッ
ケルメッキ膜と希土類磁石基材との間にせん断力が加わ
って、ニッケルメッキ被膜が盛り上がり、いわゆるＳｗ
ｅｌｌｉｎｇ状態となり、最後には被膜が剥離する。剥
離したメッキ被覆膜は、薄片状であるので、その後篩等
で、容易に分離できる。

【００１２】この発明で用いるショットピーニング法
は、一般に用いられているものであって、例えば０．１
〜１．０ｍｍ程度の鋼球あるいは球状のセラミックスを
遠心力あるいは圧縮空気によりメッキを被覆している部
品表面に衝突させるものである。

【００１３】なお、本発明者らは、類似のショットブラ
スト法のような表面研磨に近い方法を検討したが、研磨
により剥ぎ取る場合は、剥ぎ取ることは可能であるが、
均一に一定厚さ剥ぎ取るための管理が難しく、また被膜
と基材が粉末状になり後の廃棄処理での仕分けが面倒で
あること、あるいは被膜の粉末の一部が基材中にめり込
む等のことから、基材の回収の点でショットピーニング
法、いわゆる表面に応力を与える方法が適していること
がわかった。

【００１４】また、表面の衝撃を与える手段として単に
部品同士を回転キルンのようなものにて落下衝突させる
方法も検討したが、本発明法に比べ数１０倍〜１００倍
の時間がかかり、実用的でないことがわかった。

【００１５】同様に衝撃を与える方法として、ボールミ
ル等のミル内にて鋼球の落下衝撃を与えることにより剥
離の検討を行ったが、やはり処理時間がショットピーニ
ングと比較し数10倍以上の長時間を要するため効率的で
はなかった。

【００１６】本発明の第２の特徴としては、ショットピ
ーニング法では、部品の比較的平面である部分にはショ
ットが効果的に当たり、処理効果が大きいが、角部分に
ついては、ショットがあたりづらい、あるいはショット
の加圧力がそがれる傾向にある。そのためショットピー
ニングの処理時間を長くしてこれに対処しようとする
と、平面部分の基材が損耗する可能性がある。これに対
し、先に述べたボールミル等の鋼球による落下の衝撃
は、比較的角部分に効果的にあたることから、角から剥
がれる傾向がみられる。本発明者らは、ショットピーニ
ング処理により主として平面部分を剥離、ボールミル等
の鋼球落下によるミルにて角部分を剥離するように両者
を組み合わせることによりショットピーニング単独の場
合よりもショットピーニング時間を減少させ、これによ
り基材の損傷を少なくし、かつ完璧に基材の寸法を損ね
ることなく剥離処理が可能であることを見出した。この
場合に用いるミルは、例えば直径５〜１０ｍｍの鋼球あ
るいは球状のセラミックスとメッキを剥離しようとする
部品を筒状の容器に入れ、回転力あるいは振動によって
球および部品同士の衝突によりメッキ表面に衝撃力を与
えるもので、ボールミル、ポットミル、振動ミル等で呼
ばれるものである。

【００１７】本発明による方法は、希土類合金磁石のニ
ッケルメッキのみでなく、他の金属例えばクロム，銅、
アルミニウム等によるメッキにも適用可能であるし、一
般の金属部品の表面メッキされたものについても同様の
効果がある。

【００１８】上記方法にてメッキ被覆膜を剥離した部品
は、基材のロスが少なく、基材の寸法は全くあるいは、
殆ど変化が無いため、再度メッキ工程に戻すことによ
り、製品として再利用可能である。

【００１９】なお、例えば本発明の方法を希土類磁石合
金に適用する場合で、表面近傍に機械的な衝撃力が残
り、磁気特性に影響が残っている場合、必要に応じて熱
処理を加えることにより、磁気特性を改善することがで
きる。

【００２０】あるいは、メッキ被膜を剥離した後、溶解
工程に戻すことにより、メッキ素材の溶け込み汚染を受
けることなく、原料合金として再利用可能である。

【００２１】なお、メッキ被覆膜は、本発明によれば薄
片状で部品素地より効率良く分離可能なうえ、研削によ
り被膜を剥離するものではないため、部品素地からの混
入汚染の程度が少ない。そのため、分離採取した薄片を
酸溶解して電解採取、あるいは電気炉により加熱溶解
し、部品素地から混入してくる酸化しやすい希土類元素
等の含有成分については、スラグ化して分離する方法に
より、メッキとして用いたニッケル、アルミニウムある
いは銅等の有価金属を経済的に回収することも可能とな
る。

【００２２】

【実施例】以下、実施例により本発明を更に詳細に説明
する。（実施例１）ネオジムメタル、純鉄、フェロボロン、ア
ルミニウムメタル及び銅メタルを高周波真空誘導炉を用
いて、真空中で１４５０℃まで加熱して溶解し、ストリ
ップキャスト法により厚さ０．３ｍｍのＮｄＦｅＢ合金
を鋳造した。この合金は、重量比、Ｎｄ３０．０、Ａ
ｌ０．３５、Ｃｕ０．０２、Ｂ１．０、Ｆｅ６
８．５、Ｎｉ０．００１及びその他の不可避的な不純
物から成っていた。この合金を直径５ｍｍ程度に粗粉砕
し、室温で水素を吸蔵させた後、５００℃で脱水素して
解砕した。解砕した合金をブラウンミルで５００μｍ以
下に粉砕し、窒素気流中でジェットミル粉砕し、フィッ
シャー法による平均粒径で３．３μｍのＮｄＦｅＢ微粉
末を得た。

【００２３】この粉末を圧力１．０ｔ／ｃｍ²のもとで
成形方向と垂直に１０ｋＯｅの磁場を印加しながら成形
し、真空中で１０８０℃まで加熱してＮｄＦｅＢ燒結体
を得た。この燒結体を真空中、５７０℃で熱焼鈍して冷
却後、１０×１０×１０ｍｍの立方体に加工した。燒結
体は、重量比Ｎｄ２９．０、Ａｌ０．３５、Ｃｕ
０．０２、Ｂ１．０、Ｆｅ６９．５、Ｎｉ０．０
０１、およびその他の不可避的な不純物から成ってい
た。加工後の燒結体を８０℃に保った硫酸ニッケル水和
物（２０ｇ／ｌ）、酒石酸カリウム・ナトリウム（４０
ｇ／ｌ）、次亜リン酸ナトリウム（１０ｇ／ｌ）および
水酸化ナトリウム（ＰＨを９に調製）水溶液に１時間浸
した後、５７０℃まで加熱して３０μｍの厚さで均一に
Ｎｉをメッキした。この燒結磁石の特性は、残留磁束密
度１４．３ｋＧ、保磁力１２．０ｋＯｅ、最大エネ
ルギー積４５．５ＭＧＯｅであった。

【００２４】この磁石１ｋｇを直径０．３ｍｍφの鉄球
を用い、投射量３０ｋｇ／ｍｉｎ、投射時間１０分間で
メッキ表面にショットピーニングにて衝撃力を加え、篩
を用いて分離すると、磁石に被覆してあったニッケル
２．９ｇを完全に分離・回収できた。なお、磁石の寸法
は、処理前と比べて０．０４〜０．０６ｍｍ小さくなっ
ていたが、製品の公差の範囲内であった。また、重量は
０．１５重量％減少していた。

【００２５】（実施例２）実施例１で作製したニッケル
をメッキした磁石１ｋｇを直径０．３ｍｍφの鉄球を用
い、投射量３０ｋｇ／ｍｉｎ、投射時間２分間でメッキ
表面にショットピーニング処理した後、回転数３００ｒ
ｐｍ、処理時間６時間でポットミルをかけると、磁石に
被覆してあったニッケル２．９ｇを完全に分離、回収で
きた。この時、磁石の寸法の変化は最大で０．０３ｍｍ
小さくなっただけであった。なお、磁石の重量も０．１
重量％減少しただけであった。この方法が最も寸法の変
化が少なくニッケルメッキを除去できた。

【００２６】（実施例３）実施例１において一旦メッキ
を剥離した磁石に再び実施例１と同じ方法でニッケルメ
ッキをし、磁気特性を測定すると、残留磁束密度１
４．３ｋＧ、保磁力１１．８ｋＯｅ、最大エネルギー積
４５．３ＭＧＯｅであり、特性の低下は見られなかっ
た。

【００２７】（実施例４）実施例１と同一の５ｋｇの原
料合金に実施例１によりメッキを剥離した磁石を１０％
添加して高周波誘導炉を用いて真空中で１４５０℃まで
加熱し溶解後、ストリップキャスト法により鋳造する
と、合金は重量比Ｎｄ２９．９、Ａｌ０．３５、Ｃ
ｕ０．０２、Ｂ１．０、Ｆｅ６９．６、Ｎｉ
０．００１およびその他の不可避的な不純物から成って
おり、ニッケルの増加は見られなかった。また、溶解収
率は９３％であった。この合金から作製した磁石は、残
留磁束密度１４．３ｋＧ、保磁力１１．９ｋＯｅ、
最大エネルギー積４５．２ＭＧＯｅであり、実施例１
の磁石と同じ特性を示した。すなわち、本方法にて磁石
原料合金として剥離した磁石の基材は再利用できること
がわかった。

【００２８】（比較例１）実施例１で作製したニッケル
をメッキした磁石を室温で水素を飽和量まで吸蔵させ、
この水素を完全に除去するため、真空中で８００℃まで
加熱し、急冷した。この磁石を炉から取出す際、水素に
より解砕されて生じた微粉末から発火し、試料全体が燃
焼し再利用は不可能であった。

【００２９】（比較例２）実施例１で作製したニッケル
をメッキした磁石を０．１ｍｏｌ／ｌの硝酸溶液に２０
分間浸すと、磁石表面から気体の発生を伴ってニッケル
が溶解した。ニッケルを溶解させた磁石を室温で減圧し
て乾燥し、磁石の寸法を測定したところ、処理前と比べ
て０．１ｍｍ以上小さくなったうえ、寸法が均一でな
く、表面には凹凸が多数見られた。このため、寸法が規
格にあわず、磁石としての再利用は不可能であった。

【００３０】また、ニッケルを溶解させた後の磁石をオ
ーブンで大気中２００℃、１時間乾燥して実施例１と同
一の原料合金に１０％添加し溶解したところ、スラグの
発生量が多く、収率が実施例４の９３％に比べて８６％
まで低下したことから、実施例１〜２との優位性が見ら
れなかった。本例で発生した廃液は、ニッケルを含んで
おり、その処理が問題となった。

【００３１】（比較例３）実施例１と同一の５ｋｇの原
料合金にニッケルをメッキしたままの部品を１０％添加
して高周波誘導炉を用いて真空中で１４５０℃まで加熱
し溶解後、ストリップキャスト法により鋳造すると、ニ
ッケル濃度は０．２７重量％となった。実施例１と同じ
方法で磁石を作製すると、磁力が低下し、規格の特性
（ＪＩＳＣ―２５０２、Ｒ５−１−１５、１９９８年
版）を満たすことができず、ＮｄＦｅＢ磁石原料合金と
しては不適当であった。

【００３２】（比較例４）内径２５０ｍｍφのボールミ
ルに鋼球を入れず、実施例１で作製したニッケルメッキ
をした磁石１Ｋｇのみを入れ、回転数３００ｒｐｍで２
４時間運転したが磁石表面のニッケルは、ほとんど剥が
れなかった。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、簡単な設備にてメッキ
部品から極めて効率良くメッキ被覆膜を剥離することが
でき、特にＮｄＦｅＢ系希土類磁石に本発明を用いる
と、再度メッキすることにより製品とすることが可能で
あり、あるいは溶解し原料合金として再利用することが
可能となり、極めて有用である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｆ 41/02 Ｈ０１Ｆ 41/02 Ｇ // Ｂ２４Ｂ 31/00 Ｂ２４Ｂ 31/00 ＺＦターム(参考） 3C058 AA01 AA11 AB01 CB03 CB10 4K001 AA10 AA39 BA22 CA01 CA02 DA05 5E062 CD04 CG07 FG15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】メッキ部品にショットピーニングを施すこ
とにより部品基材から被覆膜を浮かせて剥離することを
特徴とする部品のメッキ被覆膜を剥離する方法。
【請求項２】メッキ部品にショットピーニングを施すと
ともに、ボールミル、ポットミル、振動ミルいずれかを
合わせ用いることにより部品基材から被覆膜を浮かせて
剥離することを特徴とする部品のメッキ被覆膜を剥離す
る方法。
【請求項３】メッキ部品基材が希土類磁石である請求項
１〜２いずれか記載のメッキ被覆膜の剥離方法。
【請求項４】メッキ被覆膜がニッケルまたはアルミニウ
ムである請求項３記載のメッキ被覆膜の剥離方法。
【請求項５】希土類磁石がＮｄＦｅＢ系合金磁石である
請求項３又は４に記載のメッキ被覆膜の剥離方法。
【請求項６】請求項１〜５いずれか記載の方法にて部品
から被覆膜を除去後、再度部品基材をメッキ工程に戻す
ことによりメッキ部品とすることを特徴とするメッキ部
品のリサイクル方法。
【請求項７】請求項１〜５いずれか記載の方法にて部品
から被覆膜を除去後、部品基材を溶解工程に戻し原料と
してリサイクルする方法。