JP2002212746A - 未貫通穴を有する被めっき物への無電解ニッケルめっき方法 - Google Patents

未貫通穴を有する被めっき物への無電解ニッケルめっき方法

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JP2002212746A
JP2002212746A JP2001003372A JP2001003372A JP2002212746A JP 2002212746 A JP2002212746 A JP 2002212746A JP 2001003372 A JP2001003372 A JP 2001003372A JP 2001003372 A JP2001003372 A JP 2001003372A JP 2002212746 A JP2002212746 A JP 2002212746A
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Kenji Hara
健二 原
Kuniaki Otsuka
邦顕 大塚
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Abstract

(57)【要約】 【課題】未貫通穴を有する被めっき物の未貫通穴の内部
にも十分な無電解ニッケル層を形成することが可能な無
電解ニッケルめっき方法を提供する。 【解決手段】未貫通穴を有する被めっき物を第1段目の
無電解ニッケルめっき液に浸漬して該未貫通穴に無電解
ニッケルめっき液を充填させた後、該未貫通穴に無電解
ニッケルめっき液が残存する状態で、第2段目の無電解
ニッケルめっき液に浸漬して無電解ニッケルめっきを行
う方法であって、第1段目の無電解ニッケルめっき液
が、ニッケル化合物を0.15mol/l以上、pH緩
衝剤を0.25mol/l以上含有することを特徴とす
る未貫通穴を有する被めっき物への無電解ニッケルめっ
き方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、未貫通穴を有する
被めっき物への無電解ニッケルめっき方法に関する。
【0002】
【従来の技術】鉄鋼材料等の鉄系材料に無電解ニッケル
層を形成する方法としては、溶剤への浸漬処理、アルカ
リ性水溶液への浸漬処理及びアルカリ性水溶液中での電
解処理を順次行って被めっき物に付着した油脂成分など
の汚れを除去した後、塩酸、硫酸などの鉱酸水溶液に浸
漬して被めっき物表面を活性化し、その後、無電解ニッ
ケルめっきを行って無電解ニッケル層を形成する方法が
広く行われている。
【0003】この方法は、すでに技術的に確立された信
頼性の高い方法として長年使用されてきた実績がある
が、材料の形状や凹凸の状態等によっては、形成される
無電解ニッケル層が不均一となり易く、十分な防錆効果
が発揮できない場合がある。
【0004】未貫通穴を有する鉄系材料に無電解ニッケ
ルめっき層を形成する方法としては、一般的に上記の処
理に加えて、被めっき物やめっき液に物理的な揺動を与
える処理が行われている。しかしながら、揺動処理だけ
では、未貫通穴の内部にめっき液を十分に充満できず、
まためっき液を未貫通穴に充満しても、未貫通穴の内部
に充填されためっき液だけでは、十分なめっき皮膜を析
出をさせるために必要なニッケル量が不足し易く、pH
緩衝性能も十分でないため、未貫通穴の内部に均一な無
電解ニッケル層を形成することは非常に困難である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の主な目的は、
未貫通穴を有する被めっき物の未貫通穴の内部にも十分
な無電解ニッケル層を形成することが可能な無電解ニッ
ケルめっき方法を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記した課
題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、ニッケル化合物
とpH緩衝剤を高濃度で含む無電解ニッケルめっき液中
に被めっき物を浸漬して、未貫通穴に無電解めっき液を
充填させた後、該未貫通穴に無電解ニッケルめっき液が
残存する状態で通常の無電解ニッケルめっき液中に浸漬
して無電解ニッケルめっきを行う方法によれば、ニッケ
ルとpH緩衝剤を高濃度で含む無電解ニッケルめっき液
が未貫通穴中に存在する状態で無電解ニッケルめっきを
行うことができるために、未貫通穴の内部にも均一な無
電解ニッケルめっき層を形成することが可能となること
を見出し、ここに本発明を完成するに至った。
【0007】即ち、本発明は、以下の未貫通穴を有する
被めっき物への無電解ニッケルめっき方法を提供するも
のである。 1.未貫通穴を有する被めっき物を第1段目の無電解ニ
ッケルめっき液に浸漬して該未貫通穴に無電解ニッケル
めっき液を充填させた後、該未貫通穴に無電解ニッケル
めっき液が残存する状態で、第2段目の無電解ニッケル
めっき液に浸漬して無電解ニッケルめっきを行う方法で
あって、第1段目の無電解ニッケルめっき液が、ニッケ
ル化合物を0.15mol/l以上、pH緩衝剤を0.
25mol/l以上含有することを特徴とする未貫通穴
を有する被めっき物への無電解ニッケルめっき方法。 2.被めっき物を第1段目の無電解ニッケルめっき液に
浸漬した後、水洗を行うことなく、第2段目の無電解ニ
ッケルめっき液に浸漬する上記項1に記載の方法。 3.第1段目の無電解ニッケルめっき液が、還元剤とし
て次亜リン酸化合物を含有するめっき液の場合に、被め
っき物を浸漬する際の液温を5〜50℃とし、還元剤と
して水素化ホウ素化合物を含有するめっき液の場合に、
被めっき物を浸漬する際の液温を5〜35℃とする上記
項1に記載の方法。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明の無電解ニッケル方法は、
未貫通穴を有する被めっき物を第1段目の無電解ニッケ
ルめっき液に浸漬して該未貫通穴に無電解ニッケルめっ
き液を充填させた後、該未貫通穴に無電解ニッケルめっ
き液が残存する状態で、第2段目の無電解ニッケルめっ
き液に浸漬して無電解ニッケルめっきを行う方法であ
る。
【0009】以下、本発明の無電解ニッケルめっき方法
について詳細に説明する。
【0010】本発明の無電解ニッケルめっき方法では、
いわゆる、めくら穴などと称される未貫通穴を有する物
品を被めっき物とする。被めっき物の材質については特
に限定はないが、通常、極軟鋼、軟鋼、硬鋼等の炭素鋼
材料、クロム鋼、ニッケルクロム鋼、クロムモリブデン
鋼等の合金鋼材料、ステンレス鋼、工具鋼、硫黄快削鋼
等の特殊用途鋼材料、鍛鋼、鋳鉄鋼等の鍛鋳造品材料等
を含む鉄系材料を被めっき物とする。
【0011】この様な被めっき物の具体例としては、ボ
ルト、ナット等の機械部品、シャフト、ロール等のOA
機械部品、時計、カメラ、電子顕微鏡等の精密部品など
を例示できる。
【0012】本発明のめっき方法では、まず、常法に従
って、被めっき物を脱脂処理、活性化処理等等の前処理
に供する。
【0013】脱脂方法については特に限定はないが、例
えば、溶剤への浸漬処理、アルカリ性水溶液への浸漬処
理及びアルカリ性水溶液中での電解処理を順次行う方法
を例示できる。活性化処理については、例えば、塩酸、
硫酸などの鉱酸水溶液に浸漬する方法を例示できる。
【0014】次いで、被めっき物を第1段目の無電解ニ
ッケルめっき液中に浸漬して、被めっき物の未貫通穴の
内部に該無電解めっき液を充填する。
【0015】第1段目の無電解ニッケルめっき液として
は、通常用いられている無電解ニッケルめっき液と比べ
てニッケル化合物とpH緩衝剤を高濃度で含む無電解ニ
ッケルめっき液を用いる。具体的には、ニッケル化合物
濃度が0.15mol/l以上、pH緩衝剤の濃度が
0.25mol/l以上の無電解ニッケルめっき液を用
いる。
【0016】この様な無電解ニッケルめっき液を未貫通
穴に充填させた後、第2段目の無電解ニッケルめっき液
に浸漬して無電解ニッケルめっきを行うことによって、
ニッケル化合物とpH緩衝剤を高濃度で含む無電解ニッ
ケルめっき液が未貫通穴中に存在する状態で無電解ニッ
ケルめっき処理が行われ、被めっき物の未貫通穴の内部
に均一な無電解ニッケルめっき皮膜を形成することが可
能となる。
【0017】第1段目の無電解ニッケルめっき液として
は、具体的には、ニッケル化合物、pH緩衝剤、錯化
剤、還元剤等を基本成分として含有する無電解ニッケル
めっき液を用いることができる。
【0018】ニッケル化合物としては、水溶性のニッケ
ル化合物、例えば、硫酸ニッケル、塩化ニッケル、炭酸
ニッケルなどを用いることができる。ニッケル化合物
は、一種単独又は二種以上混合して用いることができ、
その含有量は、0.15mol/l程度以上とすること
が必要であり、0.15〜0.3mol/l程度とする
ことが好ましい。
【0019】pH緩衝剤としては、ギ酸、酢酸、プロピ
オン酸、酪酸等のモノカルボン酸;これらのナトリウム
塩、カリウム塩、アンモニウム塩等のモノカルボン酸
塩;シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジ
ピン酸等のジカルボン酸;これらのナトリウム塩、カリ
ウム塩、アンモニウム塩のジカルボン酸塩等を用いる
ことができる。pH緩衝剤は一種単独又は二種以上混合
して用いることができ、その含有量は0.25mol/
l以上とすることが必要であり、0.25〜1mol/
l程度とすることが好ましい。
【0020】錯化剤としては、例えば、グリコール酸、
乳酸、ヒドロアクリル酸、オキシ酪酸、グリセリン酸、
タルトロン酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸などのオキ
シカルボン酸;これらのナトリウム塩、カリウム塩等の
オキシカルボン酸塩等を用いることができる。錯化剤は
一種単独又は二種以上混合して用いることができる。錯
化剤の含有量は特に限定的ではないが、0.02〜0.
6mol/l程度とすることが好ましく、0.05〜
0.3mol/l程度とすることがより好ましい。
【0021】還元剤としては、次亜リン酸、次亜リン酸
ナトリウムなどの次亜リン酸化合物、水素化ホウ素、水
素化ホウ素ナトリウムなどの水素化ホウ素化合物、ヒド
ラジンなどを用いることができ、その含有量は0.01
〜0.5mol/l程度とすることが好ましく、0.0
2〜0.3mol/l程度とすることがより好ましい。
【0022】第1段目の無電解ニッケルめっき液のpH
値については、通常の無電解ニッケルめっき液と同様で
良い。具体的には、次亜リン酸化合物を還元剤とする無
電解ニッケルめっき液の場合には、pH3〜7程度とす
ることが好ましく、pH3.5〜6.5程度とすること
がより好ましい。水素化ホウ素化合物を還元剤とするめ
っき液については、pH3〜10程度とすることが好ま
しく、pH4〜9程度とすることがより好ましい。pH
調整剤としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カ
リウムなどの水酸化アルカリ、水酸化アンモニウム等を
用いることができる。
【0023】更に、第1段目の無電解ニッケルめっき液
には、必要に応じて、硝酸鉛などの金属イオンを含む安
定剤、チオ尿素などの反応促進剤など公知の成分を添加
することができる。
【0024】第1段目の無電解ニッケルめっき液に被め
っき物を浸漬する工程は、未貫通穴の内部に無電解ニッ
ケルめっき液を充填することを目的とするものであり、
めっきの析出反応が開始されないように、無電解ニッケ
ルめっき液の液温は、通常のめっき処理を行う際の液温
より低い温度とする。例えば、次亜リン酸化合物を還元
剤とする無電解ニッケルめっき液の場合には液温を5〜
55℃程度とすることが好ましく、20〜30℃程度と
することがより好ましい。また、水素化ホウ素化合物を
還元剤とする無電解ニッケルめっき液の場合には液温を
5〜35℃程度とすることが好ましく、20〜30℃程
度とすることがより好ましい。
【0025】無電解ニッケルめっき液中への浸漬時間
は、未貫通穴に無電解ニッケルめっき液が十分に充填さ
れるまでの時間とすれば良く、通常、1〜20分程度、
好ましくは5〜10分程度とすればよい。
【0026】尚、被めっき物を第1段目の無電解ニッケ
ルめっき液中に浸漬する前に、30〜80℃程度、好ま
しくは40〜60℃程度の水中に被めっき物を1〜5分
間程度浸漬して湯洗を行うことによって、未貫通穴への
無電解ニッケルめっき液の充填が容易になる。
【0027】次いで、未貫通穴に第1段目の無電解ニッ
ケルめっき液が残存する状態で、第2段目の無電解ニッ
ケルめっき液中に浸漬して無電解ニッケルめっきを行
う。
【0028】第1段目の無電解ニッケルめっき液は、未
貫通穴にできるだけ多く残存することが好ましく、例え
ば、無電解ニッケルめっき液が未貫通穴の容積の50%
以上残存することが好ましく、70%以上残存すること
がより好ましく、90%以上残存することが更に好まし
い。
【0029】未貫通穴に無電解ニッケルめっき液を残存
させるためには、通常、第1段目の無電解ニッケルめっ
き液に被めっき物を浸漬した後、水洗を行うことなく、
直接、第2段目の無電解ニッケルめっき液に被めっき物
を浸漬することが好ましい。第2段目の無電解ニッケル
めっきの前に水洗を行う場合には、未貫通穴に第1段目
の無電解ニッケルめっき液ができるだけ多く残存するよ
うに、水洗時間をできるだけ短時間とする。また、被め
っき物における未貫通穴の形状に応じて、無電解ニッケ
ルめっき液の流出を防止できるようにラックの形状を工
夫することが好ましい。
【0030】本発明で用いる第2段目の無電解ニッケル
めっき液については、特に限定はなく、従来から用いら
れている公知の無電解ニッケルめっき液を用いることが
できる。特に、第2段目の無電解ニッケルめっき液とし
ては、第1段目の無電解ニッケルめっき液の持ち込みに
よる悪影響を避けるために、第1段目の無電解ニッケル
めっき液と同種の還元剤を用いた無電解ニッケルめっき
液を用いることが好ましい。
【0031】第2段目の無電解ニッケルめっきの条件に
ついては、使用する無電解ニッケルめっき液の種類に応
じて、従来のめっき条件と同様とすればよく、目的とす
る膜厚のニッケルめっき皮膜が形成されるまで、該めっ
き液中に被めっき物を浸漬すればよい。
【0032】
【発明の効果】本発明の無電解ニッケルめっき方法によ
れば、被めっき物の未貫通穴の内部まで均一な無電解ニ
ッケルめっき皮膜を形成することができ、高品質のめっ
き製品を得ることができるる。
【0033】
【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説
明する。 実施例1〜12及び比較例1〜6 被めっき物として、直径3mm、深さ15mmの未貫通
穴を有する炭素鋼(φ10×50mm)を用い、下記表
1に示す処理工程で無電解ニッケルめっきを行った。第
1段目の無電解ニッケルめっき液の組成及びめっき条件
を下記表2に示し、第2段目の無電解ニッケルめっき液
の組成とめっき条件を下記表3に示す。また、第1段目
の無電解ニッケルめっき液と第2段目の無電解ニッケル
めっき液の組み合わせを下記表4及び表5に示す。
【0034】上記めっき処理の終了後、被めっき物の未
貫通穴の部分を切断して、未貫通穴の内部にニッケルめ
っき皮膜が形成されている面積割合を求めた。結果を下
記表4及び表5に記載する。
【0035】
【表1】
【0036】
【表2】
【0037】
【表3】
【0038】
【表4】
【0039】
【表5】
【0040】以上の結果から明らかなように、本発明の
無電解めっき方法によれば、未貫通穴の内部にも十分な
無電解ニッケルめっき皮膜を形成できることが判る。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】未貫通穴を有する被めっき物を第1段目の
    無電解ニッケルめっき液に浸漬して該未貫通穴に無電解
    ニッケルめっき液を充填させた後、該未貫通穴に無電解
    ニッケルめっき液が残存する状態で、第2段目の無電解
    ニッケルめっき液に浸漬して無電解ニッケルめっきを行
    う方法であって、第1段目の無電解ニッケルめっき液
    が、ニッケル化合物を0.15mol/l以上、pH緩
    衝剤を0.25mol/l以上含有することを特徴とす
    る未貫通穴を有する被めっき物への無電解ニッケルめっ
    き方法。
  2. 【請求項2】被めっき物を第1段目の無電解ニッケルめ
    っき液に浸漬した後、水洗を行うことなく、第2段目の
    無電解ニッケルめっき液に浸漬する請求項1に記載の方
    法。
  3. 【請求項3】第1段目の無電解ニッケルめっき液が、還
    元剤として次亜リン酸化合物を含有するめっき液の場合
    に、被めっき物を浸漬する際の液温を5〜50℃とし、
    還元剤として水素化ホウ素化合物を含有するめっき液の
    場合に、被めっき物を浸漬する際の液温を5〜35℃と
    する請求項1に記載の方法。
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