JP2835214B2 - ステンレス鋼部材のめっき装置およびそれを用いためっき方法 - Google Patents

ステンレス鋼部材のめっき装置およびそれを用いためっき方法

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JP2835214B2 JP18466091A JP18466091A JP2835214B2 JP 2835214 B2 JP2835214 B2 JP 2835214B2 JP 18466091 A JP18466091 A JP 18466091A JP 18466091 A JP18466091 A JP 18466091A JP 2835214 B2 JP2835214 B2 JP 2835214B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はステンレス鋼部材のめっ
き装置とそれを用いためっき方法に関し、更に詳しく
は、ステンレス鋼部材に、密着性が優れ、品質も安定し
ているめっき層を連続的に形成することができるステン
レス鋼部材のめっき装置とそれを用いためっき方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】ステンレス鋼部材は耐食性と機械的強度
が優れ、かつ比較的安価であるため、各種の分野で用い
られている。しかしながら、ステンレス鋼部材の表面に
は強固な不働態膜が形成されていて電気接続性や半田付
け性が劣るため、電子・電気部品用の材料としての用途
は制約を受けざるを得ない。
【0003】このようなことから、ステンレス鋼部材の
少なくとも一部表面に金や銀のような貴金属をめっきし
て、ステンレス鋼部材が備える優れた耐食性や機械的強
度と、めっきされた貴金属が備えている優れた電気接続
性や半田付け性の両特性を活用することにより、例え
ば、バネ性が要求される電気接点,コネクタ,スイッ
チ,端子などが製造されている。
【0004】従来、ステンレス鋼部材へのめっきは、概
ね、図2で示したようなめっき装置を用いて行われてい
る。そのめっき装置では、電解脱脂槽1,電解活性槽
2,めっき槽3がこの順序で配置され、更に、電解脱脂
槽1と電解活性槽2の中間位置、電解活性槽2とめっき
槽3の中間位置、およびめっき槽3の下流側には、それ
ぞれ水洗槽4,5,6が配置されている。
【0005】水洗槽4にはコンタクトローラ4a,4
b,4cが配設され、これらは、電解脱脂用電源7の負
極7aと結線されている。そして、電解脱脂用電源7の
正極7bは電解脱脂槽1の中に配設されている脱脂用電
極1aと結線されている。水洗槽5にもコンタクトロー
ラ5a,5b,5cが配設され、これらは、電解活性用
電源8の負極8aと結線されている。そして、電解活性
用電源8の正極8bは電解活性槽2の中に配設されてい
る活性用電極2aと結線されている。
【0006】また、水洗槽6にもコンタクトローラ6
a,6b,6cが配設され、これらは、めっき用電源9
の負極9aと結線されている。そして、このめっき用電
源9の正極9bはめっき槽3の中に配設されているめっ
き用電極3aと結線されている。上記したコンタクトロ
ーラは、いずれも、ステンレス鋼部材の表面と接触する
ことにより、各電源から供給されてくる電流をステンレ
ス鋼部材に給電するためのものであり、通常、Fe−N
i系合金で形成されている。
【0007】電解脱脂槽1の上流側には、例えば条材の
ようなステンレス鋼部材10を巻回するアンコイラー1
1が配置され、水洗槽6の下流側にはステンレス鋼部材
10を巻き取るコイラー12が配置されている。めっき
処理に当たっては、まず、電解脱脂槽1に所定の電解脱
脂浴1b,電解活性槽2には所定の電解活性浴2b,め
っき槽3には所定のめっき浴3bが収容される。そし
て、アンコイラー11からステンレス鋼部材10を巻き
戻して、これを各水洗槽のコンタクトローラと接触させ
た状態で上記装置内を電解脱脂槽1からめっき槽3まで
連続走行させ、最後はコイラー12で巻きとる。
【0008】そして、この過程で各電源7,8,9から
所定値の電流を給電する。電解脱脂槽1では、ステンレ
ス鋼部材10と脱脂用電極1aとの間でカソード電解が
起こり、その結果、多量に発生するガスによってステン
レス鋼部材10の表面に付着している油分やよごれが物
理的に除去されて表面が清浄になり、ついで、ステンレ
ス鋼部材10は水洗槽4で洗浄されたのち、つぎの電解
活性槽2へと走行していく。
【0009】電解活性槽2では、活性用電極2aとステ
ンレス鋼部材10の間でカソード電解が起こり、その結
果、ステンレス鋼部材10の表面における不働態膜(酸
化物)は還元され、その表面が活性化する。そして、ス
テンレス鋼部材10は水洗槽5で水洗されたのち、次の
めっき槽3へと走行していく。以上の工程は、ステンレ
ス鋼部材への実質的なめっきに先行する前処理としての
位置付けをもつ。
【0010】ここで、電解脱脂処理の条件としては、通
常、電解脱脂浴1bとして、浴温:約50℃でNaOH
濃度:約100g/lのアルカリ水溶液を用い、電流密
度:1〜5A/dm2 ,処理時間:0.5〜5分という条件
が採用されている。また、電解活性処理の条件として
は、通常、電解活性浴2bとして、浴温:約40℃,H
Cl濃度:15%の酸水溶液を用い、電流密度:1〜5
A/dm2 ,処理時間:0.5〜5分という条件が採用され
ている。
【0011】このような前処理が施されたのち、めっき
槽3では、ステンレス鋼部材10の活性化した表面に所
定の電解めっきが進行し、めっきされたステンレス鋼部
材10は水洗槽6で水洗されたのち、コイラー12に巻
き取られていく。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した従
来のめっき装置においては、ステンレス鋼部材への給電
は、これと接触するコンタクトローラ(給電ローラ)を
媒介して行なわれている。しかしながら、ステンレス鋼
部材とコンタクトローラとの間の接触抵抗は大きいの
で、給電時に、両者の接触点からスパークの発生するこ
とがある。そして、スパークが発生すると、ステンレス
鋼部材におけるスパーク発生個所は表面欠陥となる。そ
の結果、最終的に得られためっき部材の表面外観が劣悪
であったり、またはめっきの密着性が低下してめっき層
の剥離などの不都合が生ずる。このスパークは、高い電
流密度で給電したときに頻発する。
【0013】このような問題を解決するために、従来
は、コンタクトローラをFe−Ni系合金の表面に金や
銀のような貴金属をめっきした材料で形成することや、
または、通電電流を小にして給電するというような対策
が講じられている。しかしながら、前者の対策の場合に
は、たしかに、ステンレス鋼部材との接触抵抗が低減し
てスパークの発生頻度は減少するが、しかし、スパーク
を完全に防止することはできない。また、後者の対策の
場合、スパークの発生は抑制されるとはいえ、前処理が
不充分となるため、めっき槽で形成されるめっき層とス
テンレス鋼部材との密着性は低下し、めっき層の剥離な
どが頻発しはじめる。すなわち、高品質のめっき層を安
定して形成することが困難になる。
【0014】本発明は上記した問題を解決し、コンタク
トローラを用いることなくステンレス鋼部材の前処理や
めっきを行うことができるので、給電時にスパークの発
生も起こさず、それゆえ、密着性に優れためっきを行う
ことができるステンレス鋼部材のめっき装置とそれを用
いためっき方法の提供を目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明においては、電解脱脂浴を収容し、脱脂
用電極が配設されている電解脱脂槽と、電解活性浴を収
容し、活性用電極が配設されている電解活性槽と、めっ
き浴を収容し、めっき用電極が配設されているめっき槽
とがこの順序で直列に配置され、その負極が前記脱脂用
電極と結線されかつその正極が前記活性用電極と結線さ
れている脱脂・活性用電源、およびその負極が前記脱脂
用電極と結線されかつその正極が前記めっき用電極と結
線されているめっき用電源とを備え、前記電解脱脂槽か
ら前記めっき槽にかけて無接触給電状態でステンレス鋼
部材が連続走行することを特徴とするステンレス鋼部材
のめっき装置が提供され、また前記のめっき装置におい
て、ステンレス鋼部材を前記電解脱脂槽から前記めっき
槽へと連続走行させ、前記電解脱脂槽におけるアノード
電解によって前記ステンレス鋼部材の表面脱脂を行わ
せ、ついで、前記電解活性槽においてカソード電解によ
ってステンレス鋼部材の表面活性化を行わせ、最後に、
前記めっき槽で電解めっきを行わせることを特徴とする
ステンレス鋼部材のめっき方法が提供される。
【0016】本発明のめっき装置の基本構成を図1に示
す。図において、電解脱脂槽1,水洗槽4,電解活性槽
2,水洗槽5,めっき槽3,水洗槽6がこの順序で直列
に配置され、電解脱脂槽1には脱脂用電極1a,電解活
性槽2には活性用電極2a,めっき槽3にはめっき用電
極3aがそれぞれ配設され、また、電解脱脂槽1の上流
側にはアンコイラー11,水洗槽6の下流側にはコイラ
ー12が配置されて、アンコイラー11からコイラー1
2までステンレス鋼部材10が上記各槽を連続走行する
ようになっていることは、図2の従来装置の場合と変わ
ることはない。
【0017】しかし、本発明装置の場合は、図2で示し
た従来装置の場合と異なり、まず、水洗槽4,5,6に
コンタクトローラは存在していない。また、電源13の
負極13aと電解脱脂槽の脱脂用電極1aとを結線し、
かつその正極13bと電解活性槽の活性用電極2aとを
結線することにより、電源13の正極13b−活性用電
極2a−ステンレス鋼部材10−脱脂用電極1a−電源
13の負極13aから成る給電回路が形成されている。
【0018】したがって、この電源13は、電解脱脂槽
1,電解活性槽2のいずれにも給電することができる脱
脂・活性用電極として機能する。更に電源14は、その
負極14aと電解脱脂槽の脱脂用電極1aとを結線し、
かつ、その正極14bとめっき槽のめっき用電極3aと
を結線することにより、電源14の正極14b−めっき
用電極3a−ステンレス鋼部材10−脱脂用電極1a−
電源14の負極14aから成る給電回路が形成されてい
る。
【0019】したがって、電源14は電解脱脂用兼めっ
き用電源として機能するが、主要には、めっき用電源と
して機能する。本発明の装置においては、アンコイラー
11から巻き戻されたステンレス鋼部材10は、コイラ
ー12で巻き取られるまでの全過程で、コンタクトロー
ラに全く接触することなく連続走行していく。したがっ
て、ステンレス鋼部材10の表面欠陥を引き起こすスパ
ークが発生することは全くない。それゆえ、従来装置の
場合と異なり、スパークの発生を心配することなく、高
い電流密度で通電することができるようになる。
【0020】ステンレス鋼部材10の走行過程で、電解
脱脂槽1においては、ステンレス鋼部材10と脱脂用電
極1aの間でアノード電解が起こる。その結果、発生し
たガスによって、ステンレス鋼部材10の表面は清浄に
なる。そして、電解活性槽2では、ステンレス鋼部材1
0と活性用電極2aの間でカソード電解が起こる。その
結果、ステンレス鋼部材10の表面は活性化する。
【0021】このときに、活性用電極2aとして可溶性
電極であるステンレス鋼から成る電極を用いることが好
ましい。それは、ステンレス鋼部材10を活性化すると
同時に、ステンレス鋼電極のCr,Niなどの成分が、
ステンレス鋼部材10の表面に析出し、そのことによっ
て、鉄等の不溶性電極を用いた場合に比べて形成される
めっき層の密着性が改善できるからである。
【0022】この前処理の過程では、ステンレス鋼部材
は完全に無接触給電状態で走行しているので、スパーク
発生の心配をすることなく、高い電流密度で電解脱脂処
理と電解活性処理を行うことができる。したがって、ス
テンレス鋼部材の表面を充分に清浄化し、活性化するこ
とができるので、めっき槽3で形成するめっき層の密着
性は優れたものになる。
【0023】また、めっき槽3におけるめっきも無接触
の給電状態で行われるため、従来のようなコンタクトロ
ーラとの接触によるスパーク発生を心配することなく、
適切な電流密度でめっきすることができる。更に、本発
明においては、ステンレス鋼部材10は電解脱脂槽1,
電解活性槽2,めっき槽3を通過するときに、常に同一
方向に走行し、従来一部で行われていたように、その経
路がローラなどによって屈曲することがないので、走行
するステンレス鋼部材がこれらローラによって変形した
り、または表面に傷を受けたりすることがなくなり、表
面品質の優れためっき材を製造することが可能になる。
【0024】なお、本発明においては、前記した前処理
工程のみ無接触給電で行い、めっき槽では従来のように
給電ロールを用いて給電することもできる。
【0025】
【実施例】図1の装置において、電極1a,2a,3a
としていずれも表1に示した材質の電極を用い、NaO
H濃度10%,浴温50℃の電解脱脂浴1b,HCl濃
度15%,浴温30℃の電解活性浴2bを用い、めっき
浴3bとしては、Niめっきの場合は、組成:硫酸ニッ
ケル250g/l,ホウ酸30g/l,塩化ニッケル3
0g/l、Agめっきの場合は、組成:シアン化銀50
g/l,シアン化カリウム50g/l,炭酸カリウム3
0g/l、Auめっきの場合は、組成:シアン化金カリ
ウム10g/l,シアン化カリウム30g/l,炭酸カ
リウム30g/l,第2リン酸カリウム30g/lを用
いて、厚み0.06mm,幅100mmのSUS301条材1
0にNi,Ag,Auの各めっきを行った。
【0026】脱脂・活性用電源13からの給電量,給電
時間を表1に示したように変化させて前処理し、またN
iめっきの場合は、めっき用電源14から電流密度3A
/dm 2 で5分間給電,Agめっきの場合は、電流密度1
A/dm2 で5分間給電,Auめっきの場合は、電流密度
0.5A/dm2 で10分間給電して、いずれも厚みが3μ
mのNiめっき,Agめっき,Auめっきを行った。
【0027】比較のために、図2で示した従来装置を用
いて、表1に示した電流密度で表示の時間、前処理を行
ったのち、実施例と同様にしてNiめっき,Agめっ
き,Auめっきを施した。なお、この従来装置における
コンタクトロールはいずれもFe−Ni系合金のもので
ある。得られた各めっき条材の表面を顕微鏡で観察し、
条材の長さ1m当りに存在するスパーク傷を計測してス
パーク発生量を算出した。
【0028】また、各めっき条材を400℃の大気中で
30分間加熱したのち、その表面にクロスカット試験を
行い、めっき層の密着性を調べた。剥離なし(密着性
優):○,若干剥離した(密着性良):△,剥離が多い
(密着性劣悪):×として評価した。以上の結果を一括
して表1に示した。
【0029】
【表1】
【0030】
【発明の効果】表1の結果から明らかなように、本発明
の装置ではコンタクトローラを用いることがないので、
給電時におけるスパーク発生は皆無になる。それゆえ、
前処理段階において、高い電流密度で給電して充分な電
解脱脂と電解活性を行うことができるので、ステンレス
鋼部材の表面に形成されるめっき層は優れた密着性を備
えると同時に良質なめっき層になる。
【0031】また、コンタクトローラが不要になり、電
源も従来装置の場合より1系列少なくなるので、装置の
設備費も安価になり、その工業的価値は大である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明装置の基本構成を示す概略図である。
【図2】従来装置例の基本構成を示す概略図である。
【符号の説明】
1 電解脱脂槽 1a 脱脂用電極 1b 電解脱脂浴 2 電解活性槽 2a 活性用電極 2b 電解活性浴 3 めっき槽 3a めっき用電極 3b めっき浴 4 水洗槽 4a,4b,4c コンタクトローラ 5 水洗槽 5a,5b,5c コンタクトローラ 6 水洗槽 6a,6b,6c コンタクトローラ 7 電解脱脂用電源 7a 電源7の負極 7b 電源7の正極 8 電解活性用電源 8a 電源8の負極 8b 電源8の正極 9 めっき用電源 9a 電源9の負極 9b 電源9の正極 10 ステンレス鋼部材 11 アンコイラー 12 コイラー 13 脱脂・活性用電源 13a 電源13の負極 13b 電源13の正極 14 めっき用電源 14a 電源14の負極 14b 電源14の正極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C25D 21/00,5/26,7/06,19/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電解脱脂浴を収容し、脱脂用電極が配設
    されている電解脱脂槽と、電解活性浴を収容し、活性用
    電極が配設されている電解活性槽と、めっき浴を収容
    し、めっき用電極が配設されているめっき槽とがこの順
    序で直列に配置され、その負極が前記脱脂用電極と結線
    されかつその正極が前記活性用電極と結線されている脱
    脂・活性用電源、およびその負極が前記脱脂用電極と結
    線されかつその正極が前記めっき用電極と結線されてい
    るめっき用電源とを備え、前記電解脱脂槽から前記めっ
    き槽にかけて無接触給電状態でステンレス鋼部材が連続
    走行することを特徴とするステンレス鋼部材のめっき装
    置。
  2. 【請求項2】 請求項1のめっき装置において、ステン
    レス鋼部材を前記電解脱脂槽から前記めっき槽へと連続
    走行させ、前記電解脱脂槽におけるアノード電解によっ
    て前記ステンレス鋼部材の表面脱脂を行わせ、ついで、
    前記電解活性槽おけるカソード電解によってステンレス
    鋼部材の表面活性化を行わせ、最後に、前記めっき槽で
    電解めっきを行わせることを特徴とするステンレス鋼部
    材のめっき方法。
  3. 【請求項3】 ステンレス鋼部材を、前記電解脱脂槽と
    前記電解活性槽においては無接触給電状態で走行させ、
    前記めっき槽においては給電ローラと接触して走行させ
    る請求項2のステンレス鋼部材のめっき方法。
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