JP2018131639A - 希土類磁石のめっき前処理方法及びめっき処理方法 - Google Patents
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Landscapes
- Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)
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Abstract
Description
本件発明に係る希土類磁石のめっき前処理方法は、無電解めっき又は電解めっきにより希土類磁石の表面に金属皮膜を形成する際の希土類磁石のめっき前処理方法である。本件発明に係る希土類磁石のめっき前処理方法では、アルカリ脱脂処理工程を行った後に、少なくとも第1酸処理工程と第2酸処理工程との2段階で酸活性処理を行い、これら各工程の後に超音波水洗によるスマット除去を施す。以下に、本件発明に係る希土類磁石のめっき前処理方法について具体的に説明する。
希土類磁石は、R−TM−B系(R:Yを含む希土類元素、TM:遷移金属、B:ホウ素)で示され、希土類元素としては、サマリウム、ネオジム、プラセオジム、ホルミウム等の少なくとも1種及びイットリウムが挙げられる。遷移金属としては鉄、コバルト等が挙げられる。
アルカリ脱脂処理は、希土類磁石表面の油脂類の汚れを除去するもので、希土類磁石をアルカリ脱脂処理液に浸漬することにより行う。アルカリ脱脂処理液の成分は、特に限定はされず、例えば水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、シアン化ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム等を含むものを用いることができ、市販品としてはアルカリ脱脂剤(商品名K−340、日本カニゼン株式会社)が例示される。ここで、希土類磁石の浸漬条件としては、アルカリ脱脂処理液のアルカリ濃度を5〜200g/L、温度を20〜90℃とし、浸漬時間を2〜30分とすることが好ましい。また、このアルカリ脱脂処理の前に、トリクロルエチレン等を用いた溶剤脱脂処理を行ってもよい。
本件発明では、希土類磁石の被めっき面に対して、アルカリ脱脂処理を行った後に酸活性処理を施す。酸活性処理は、希土類磁石表面の酸化皮膜及びアルカリ皮膜の除去や、希土類磁石と金属めっき皮膜との間の密着性を向上させ、また不純物質の侵入を防止し、金属めっき皮膜の耐食性を向上させることを目的として行われる。ここで、この酸活性処理は、少なくとも第1酸処理工程と第2酸処理工程との2段階で行う。
第1酸処理工程は、希土類磁石表面の酸化皮膜及びアルカリ皮膜の除去を目的とするものである。ここで、第1酸処理工程で用いる第1酸処理液としては、硝酸、硫酸、塩酸、及びリン酸若しくはこれらの塩のうち1種又は2種を含むことが、磁石表面を十分に活性化させる上で好ましい。当該リン酸としては、例えば、次亜リン酸、亜リン酸、正リン酸等のリン化合物が挙げられる。
第2酸処理工程は、希土類磁石と金属めっき皮膜との間の密着性を向上させ、また不純物質の進入を防止し、金属めっき皮膜の耐食性を向上させることを目的とするものである。ここで、第2酸処理工程で用いる第2酸処理液としては、第1酸処理液と同様に、硝酸、硫酸、塩酸、及びリン酸若しくはこれらの塩のうち1種又は2種を含むことが、磁石表面を十分に活性化させる上で好ましい。当該リン酸としては、例えば、次亜リン酸、亜リン酸、正リン酸等のリン化合物が挙げられる。
本件発明では、上述したアルカリ脱脂処理及び酸活性処理の後に、それぞれ超音波水洗を行いスマット除去する。超音波水洗は、希土類磁石の表面に物理的又は磁気的に付着した不純物を除去するもので、これにより希土類磁石と金属めっき皮膜の密着性を向上することができる。超音波水洗に用いる水としては、水道水やイオン交換水等を用いることができ、特に限定されるものではない。また、超音波水洗の方法に関しても特に限定されず、希土類磁石を浸漬することが出来る。
本件発明に係る希土類磁石のめっき処理方法は、上述しためっき前処理方法で処理された希土類磁石の表面に無電解めっき処理により金属皮膜を形成する際の希土類磁石のめっき処理方法である。本件発明に係る希土類磁石のめっき処理方法では、アルカリ無電解ニッケルめっき処理工程と無電解ニッケルめっき処理工程とを備え、当該アルカリ無電解ニッケルめっき処理工程で用いるめっき浴が、ニッケル塩と、有機カルボン酸及び/又はその塩とを含有する。以下に、本件発明に係る希土類磁石のめっき処理方法について具体的に説明する。
本件発明では、上述しためっき前処理を施した後、希土類磁石の酸化を防ぐ手段として、希土類磁石表面に2種類の無電解めっき処理を施してニッケルめっき皮膜を形成する。本件発明における無電解めっき処理では、2種類の無電解めっき処理として、アルカリ無電解ニッケルめっき処理工程と無電解ニッケルめっき処理工程とを実施する。これら2種のめっき処理工程を実施することで、触媒を付与することなしにめっき析出させることができ、膜厚を効率良く析出させるという効果を得ることが出来る。ここで、アルカリ無電解ニッケルめっき処理と、無電解ニッケルめっき処理とは、この順番で行うことで、ニッケルの析出が促進されると共にめっき浴の自己分解が起きないため、触媒付与が不要となる。
本件発明に係る希土類磁石のめっき処理方法において、アルカリ無電解ニッケルめっき処理工程で用いられるめっき浴は、ニッケル塩と、有機カルボン酸及び/又はその塩とを含有する。ここで、当該めっき浴にニッケル塩が含まれることで、ニッケルめっき皮膜の密着性を向上させることが出来る。当該ニッケル塩は、硫酸及び塩素のいずれも含まないものが好ましく、酢酸ニッケル、炭酸ニッケル、硝酸ニッケル、水酸化ニッケル等を好適に用いることが出来る。特に、当該ニッケル塩としては、炭酸ニッケルを用いることが工業的に望ましく、また炭酸ニッケルを用いることでニッケルめっき皮膜の密着性の向上をより図ることが出来る。また、当該めっき浴に当該有機カルボン酸及び/又はその塩が含まれることで、ニッケル析出の安定化を図ることが出来る。当該有機カルボン酸としては、クエン酸、乳酸、リンゴ酸、コハク酸、マロン酸、酢酸等を挙げることが出来る。特に、有機カルボン酸としてクエン酸を用いることで、ニッケル析出の安定化をより図ることが出来る。
本件発明に係る希土類磁石のめっき処理方法では、無電解ニッケルめっき処理工程を行うことで、無電解ニッケル皮膜の膜厚をより厚くすることが出来る。無電解ニッケルめっき処理工程で用いられるめっき浴は、通常の硫酸ニッケル、次亜リン酸ニッケル等のニッケル塩や、リン、ホウ素等の還元剤を含有する浴が用いられる。
上述した本件発明に係る希土類磁石のめっき前処理方法で処理された希土類磁石の表面に、従来公知の方法により電解めっき処理又は無電解めっき処理を施したとしても、当該希土類磁石に密着性や外観が良好で、且つ耐食性に優れた金属めっき皮膜を形成することは可能である。しかし、希土類磁石の表面に対し、上述しためっき処理条件でニッケルめっき皮膜を形成することで、より密着性や外観が良好で且つ耐食性に優れたニッケルめっき皮膜を形成することが出来る。なお、めっき皮膜は、単層でも複数層でもよく、その目的によって任意に選択することが出来る。
比較例1では、実施例1〜3との対比を行うため、希土類磁石のめっき前処理として、アルカリ脱脂処理工程を行った後に、第1酸処理工程と第2酸処理工程とのいずれか一方の処理を施さないときのめっき皮膜の密着性の確認を行った。この確認を行った結果を表1に示す。
[比較例2]
比較例2では、比較例1と同様に、希土類磁石のめっき前処理として、アルカリ脱脂処理工程を行った後に、第1酸処理工程と第2酸処理工程とのいずれか一方の処理を施さないときのめっき皮膜の密着性の確認を行った。この確認を行った結果を表1に示す。
比較例3では、実施例1〜3との対比を行うため、希土類磁石のめっき前処理として、アルカリ脱脂処理工程を行った後に、第1酸処理工程と第2酸処理工程との2段階で酸活性処理を行った場合に、これら全ての工程の後に超音波水洗によるスマット除去を施さないときのめっき皮膜の密着性の確認を行った。この確認を行った結果を表1に示す。
比較例4では、比較例3と同様に、希土類磁石のめっき前処理として、アルカリ脱脂処理工程を行った後に、第1酸処理工程と第2酸処理工程との2段階で酸活性処理を行った場合に、これら全ての工程の後に超音波水洗によるスマット除去を施さないときのめっき皮膜の密着性の確認を行った。この確認を行った結果を表1に示す。
比較例5では、比較例3と同様に、希土類磁石のめっき前処理として、アルカリ脱脂処理工程を行った後に、第1酸処理工程と第2酸処理工程との2段階で酸活性処理を行った場合に、これら全ての工程の後に超音波水洗によるスマット除去を施さないときのめっき皮膜の密着性の確認を行った。この確認を行った結果を表1に示す。
比較例6では、比較例3と同様に、希土類磁石のめっき前処理として、アルカリ脱脂処理工程を行った後に、第1酸処理工程と第2酸処理工程との2段階で酸活性処理を行った場合に、これら全ての工程の後に超音波水洗によるスマット除去を施さないときのめっき皮膜の密着性の確認を行った。この確認を行った結果を表1に示す。
比較例7では、比較例3と同様に、希土類磁石のめっき前処理として、アルカリ脱脂処理工程を行った後に、第1酸処理工程と第2酸処理工程との2段階で酸活性処理を行った場合に、これら全ての工程の後に超音波水洗によるスマット除去を施さないときのめっき皮膜の密着性の確認を行った。この確認を行った結果を表1に示す。
比較例8では、比較例3と同様に、希土類磁石のめっき前処理として、アルカリ脱脂処理工程を行った後に、第1酸処理工程と第2酸処理工程との2段階で酸活性処理を行った場合に、これら全ての工程の後に超音波水洗によるスマット除去を施さないときのめっき皮膜の密着性の確認を行った。この確認を行った結果を表1に示す。
比較例9では、比較例3と同様に、希土類磁石のめっき前処理として、アルカリ脱脂処理工程を行った後に、第1酸処理工程と第2酸処理工程との2段階で酸活性処理を行った場合に、これら全ての工程の後に超音波水洗によるスマット除去を施さないときのめっき皮膜の密着性の確認を行った。
比較例10では、実施例21〜23との対比を行うため、希土類磁石のめっき処理方法として、アルカリ無電解ニッケルめっき処理工程を行なわずに無電解ニッケルめっき処理工程のみを行ったときに得られるめっき皮膜の密着性の確認を行った。
表1より、希土類磁石のめっき前処理において、アルカリ脱脂処理工程を行った後に、第1酸処理工程と第2酸処理工程との2段階で酸活性処理を行い、これら各工程の後に超音波水洗によるスマット除去を施した実施例1〜3は、クロスカット法に準じてめっき皮膜の密着性の確認を行った結果、試験体のめっき皮膜に全く剥がれは見受けられなかった。これに対して、アルカリ脱脂処理工程を行った後に、第1酸処理工程と第2酸処理工程との2段階で酸活性処理を行わない比較例1,2や、アルカリ脱脂処理工程を行った後に、第1酸処理工程と第2酸処理工程との2段階で酸活性処理を行った場合にこれら全ての工程の後に超音波水洗によるスマット除去を施さない比較例3〜9に関しては、クロスカット法に準じてめっき皮膜の密着性の確認を行った結果、マス目の一部に欠損が見受けられた。以上の結果より、希土類磁石のめっき前処理において、アルカリ脱脂処理工程を行った後に、第1酸処理工程と第2酸処理工程との2段階で酸活性処理を行い、これら各工程の後に超音波水洗によるスマット除去を施すことによって、効果的にめっき皮膜の密着性の向上が図られることが分かった。
Claims (8)
- 無電解めっき又は電解めっきにより希土類磁石の表面に金属皮膜を形成する際の希土類磁石のめっき前処理方法であって、
アルカリ脱脂処理工程を行った後に、少なくとも第1酸処理工程と第2酸処理工程との2段階で酸活性処理を行い、これら各工程の後に超音波水洗によるスマット除去を施すことを特徴とする希土類磁石のめっき前処理方法。 - 前記超音波水洗は、20〜150kHzの超音波振動を加えた水に、前記希土類磁石の被めっき面を1〜5分間接触させる請求項1に記載の希土類磁石のめっき前処理方法。
- 前記第1酸処理工程は、前記希土類磁石の被めっき面を、硝酸、硫酸、塩酸、及びリン酸若しくはこれらの塩のうち1種又は2種を含み且つ酸濃度が15〜150mL/Lの酸液中に50〜600秒間浸漬させる請求項1又は2に記載の希土類磁石のめっき前処理方法。
- 前記第2酸処理工程は、前記希土類磁石の被めっき面を、硝酸、硫酸、塩酸、及びリン酸若しくはこれらの塩のうち1種又は2種を含み且つ酸濃度が20〜100mL/Lの酸液中に30〜600秒間浸漬させる請求項1〜3のいずれかに記載の希土類磁石のめっき前処理方法。
- 請求項1〜請求項4のいずれかに記載のめっき前処理方法で処理された希土類磁石の表面に無電解めっき処理により金属皮膜を形成する際の希土類磁石のめっき処理方法であって、
2種のめっき処理工程を備え、
当該2種のめっき処理工程は、アルカリ無電解ニッケルめっき処理工程と無電解ニッケルめっき処理工程であり、
当該アルカリ無電解ニッケルめっき処理工程で用いるめっき浴が、ニッケル塩と、有機カルボン酸及び/又はその塩とを含有することを特徴とする希土類磁石のめっき処理方法。 - 前記めっき浴は、更に還元剤及び安定剤を含有し、pHが9〜10である請求項5に記載の希土類磁石のめっき処理方法。
- 前記還元剤がリン酸及び/又はその塩であり、前記安定剤が硝酸鉛である請求項6に記載の希土類磁石のめっき処理方法。
- 前記有機カルボン酸がクエン酸である請求項5〜請求項7のいずれかに記載の希土類磁石のめっき処理方法。
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