JP3035676B2 - 亜鉛−アルミニウム合金への無電解ニッケルめっき方法、触媒化処理用組成物、活性化処理用組成物及び無電解ニッケルストライクめっき用組成物 - Google Patents

亜鉛−アルミニウム合金への無電解ニッケルめっき方法、触媒化処理用組成物、活性化処理用組成物及び無電解ニッケルストライクめっき用組成物

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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、亜鉛−アルミニウム合
金への無電解ニッケルめっき方法、触媒化処理用組成
物、活性化処理用組成物及び無電解ニッケルストライク
めっき用組成物に関する。
【0002】
【従来技術とその問題点】一般に難めっき金属材料のひ
とつとされている亜鉛−アルミニウム合金にはダイカス
ト合金、超塑性亜鉛合金等が知られている。これら合金
へのめっき処理において、上記ダイカスト合金の場合は
通電によるシアン化銅ストライクめっきを行なうことに
よって実用に供されている。ところが近年では、薄肉化
された複雑な形状のコネクターハウジングや自動車のキ
ャブレター、燃料ポンプの裏面、加工穴内部等のような
被めっき素材の形状の複雑化に伴い、高度なめっき処理
技術が要求されるようになり、上記ストライクめっきの
ような電気めっきでは斯かる要求に対応できなくなって
いる。一方、超塑性亜鉛合金の場合においては、鉄鋼の
ような比較的単一な素材と異なり、亜鉛とアルミニウム
との分極現象を伴うためにシアン化銅ストライクめっき
等の電気めっきを適用することは困難とされている。従
って、以上のような見地から亜鉛−アルミニウム合金の
めっきにおいては電気めっきに代えて無電解めっきの適
用が望まれている。
【0003】しかしながら、ダイカスト合金、超塑性亜
鉛合金等の亜鉛−アルミニウム合金は一般に化学的抵抗
性に劣り、各種処理液に侵され易いという性質を有する
ので、これに無電解めっき処理を施すことは困難乃至不
可能である。また、かりにめっき処理を行なっても、得
られるめっき被膜は素材との密着性が極めて低く、実用
性に乏しいものである。
【0004】
【問題点を解決するための手段】本発明は、完全なめっ
き被膜の被覆を行ない、優れた密着性、耐食性及び外観
を有する被膜を与えることができる亜鉛−アルミニウム
合金への無電解ニッケルめっき方法を提供することを主
たる目的とする。
【0005】即ち、本発明は亜鉛−アルミニウム合金に
無電解ニッケルめっきを施すに際し、表面調整及び脱脂
工程からなる前処理を行なった後、無電解ニッケルめっ
きに先立つ触媒化処理として該合金にパラジウム−アミ
ン錯体を付着せしめ、次いで活性化処理として金属パラ
ジウムを還元析出させ、次に無電解ニッケルストライク
めっきを行なうことを特徴とする亜鉛−アルミニウム合
金への無電解ニッケルめっき方法に係るものである。
【0006】本発明者らは、上記問題点、特に亜鉛−ア
ルミニウム合金への無電解ニッケルめっきにおける析出
ムラや密着性等の問題に関して鋭意検討した結果、無電
解ニッケルめっきに先立って特定の触媒化処理及び活性
化処理を行ない、続いて無電解ニッケルストライクめっ
きを行なう場合には上記目的が達成できることを見出
し、本発明を完成するに至った。
【0007】以下、本発明を詳細に説明する。
【0008】本発明方法において対象とする亜鉛−アル
ミニウム合金としては、亜鉛ダイカスト合金、超塑性亜
鉛合金等の公知の亜鉛−アルミニウム合金であればいず
れにも適用することができる。但し、上記合金のうちア
ルミニウムが60%以上含有する合金の場合にはジンケ
ート処理によりめっき処理が容易に行なえるようにな
る。
【0009】本発明の無電解ニッケルめっき方法におい
ては、まず常法に従って上記合金の表面調整及び脱脂に
よる前処理を行なう。表面調整は汎用されている研磨紙
等を用いて研磨すれば良い。また、脱脂は表面調整後に
市販の脱脂剤により浸漬する等の公知の方法により行な
うことができる。尚、上記表面調整は用いる合金表面の
汚れの程度によっては省略してもよい場合がある。
【0010】次いで、前処理された亜鉛−アルミニウム
合金の触媒化処理を行なう。このときに使用する触媒化
処理用組成物としては、パラジウム−アミン錯体を含有
するアルカリイオン型の触媒付与剤を用いれば良く、特
にパラジウム塩とアンモニア又はアミン化合物とが反応
してなるパラジウム−アミン錯体が含有されており、且
つそのpHが8〜10.5、好ましくは9〜10である
水溶液を用いるのが良い。
【0011】上記パラジウム塩としては、各種パラジウ
ム塩が使用できるが、特に硫酸パラジウム及び塩化第一
パラジウムの1種又は2種を用いることが好ましい。一
方、上記アミン化合物としては、例えばピリシン、2−
アミノピリジン、3−アミノピリジン、4−アミノピリ
ジン、エチレンジアミン、メチルアミン、エタノールア
ミン、トリエタノールアミン、エチレンジアミンテトラ
酢酸等の各種直鎖アミン化合物及び環状アミン化合物が
挙げられ、これらのうちの1種又は2種以上を用いる。
これら両者を反応させて上記パラジウム−アミン錯体を
得るためには、上記パラジウム塩とアンモニア又はアミ
ン化合物とをモル比で通常1:1〜3の割合で反応させ
れば良い。また、上記パラジウム塩とアンモニア又はア
ミン化合物とを反応させて形成されるパラジウム−アミ
ン錯体の濃度は金属パラジウムとして0.005〜2g
/lとするのが好ましい。この濃度が0.005g/l
未満の場合には、亜鉛−アルミニウム合金上への上記錯
体の付着量が少なく、めっき析出の核となるパラジウム
が不足し、無めっき状態となったり、不均一なめっき析
出となるので好ましくない。これに対し上記濃度が2g
/lを上回る場合には触媒化処理用組成物の水溶液中で
パラジウムが遊離して沈殿物となり、めっき被膜のザラ
ツキ発生の原因となり、しかもコスト高となり好ましく
ない。尚、パラジウム−アミン錯体を含有する上記水溶
液のpHは、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム
等の水酸化アルカリを用いて調整すれば良い。
【0012】触媒化処理の方法としては、上記のような
処理用組成物に亜鉛−アルミニウム合金を40℃程度で
通常4〜6分浸漬すれば良い。これによりパラジウム−
アミン錯体が亜鉛−アルミニウム合金に付着する。
【0013】次いで、触媒化処理された亜鉛−アルミニ
ウム合金上に金属パラジウムを活性化処理により還元析
出させる。この場合の処理液としては還元剤を含有する
中性水溶液が使用でき、殊に次亜リン酸ナトリウム、次
亜リン酸カリウム、ヒドラジン化合物、水素化ホウ酸ナ
トリウム及びジメチルアミノボランの中から選ばれた少
なくとも1種の0.5〜5g/l水溶液を例えば塩酸、
硫酸、ホウ酸等の無機酸によりpH5〜8、好ましくは
6〜7の範囲に調整された水溶液(活性化処理用組成
物)を使用するのが良く、これに該合金を室温で4〜6
分程度浸漬すれば好適に活性化することができる。尚、
上記ヒドラジン化合物は還元剤として用いられるもので
あれば特に限定されず、例えばヒドラジンヒドラート或
いはこれを鉱酸で中和してなる硫酸ヒドラジン、塩酸ヒ
ドラジン等が挙げられる。
【0014】次に無電解ニッケルストライクめっき処理
を行なう。この場合に用いる無電解ニッケルストライク
めっき用組成物としては、通常使用されている無電解ニ
ッケルストライクめっき液でも良いが、特に好ましくは
1)硫酸ニッケル20〜35g/l、2)クエン酸、乳
酸、コハク酸、リンゴ酸及び酒石酸並びにこれらのアン
モニウム塩、ナトリウム塩及びカリウム塩の1種又は2
種以上を20〜80g/l、及び3)次亜リン酸ナトリ
ウム、次亜リン酸カリウム、ジメチルアミノボラン及び
水素化ホウ素ナトリウムの中から選ばれた少なくとも1
種10〜40g/lをそれぞれ含有し、アンモニア水等
でpH8〜9の範囲に調整してなるめっき液を使用する
のが良い。上記めっき処理条件は液温度が40℃程度で
通常15分程度浸漬すれば良い。
【0015】上記の無電解ニッケルストライクめっき処
理後は、常法に従って密着性、耐食性等の向上を図るた
めに公知の厚付け無電解ニッケルめっきを行なう。この
厚付けめっき液は公知のめっき液を使用でき、例えば硫
酸ニッケル20〜35g/l、次亜リン酸ナトリウム1
0〜40g/l、リンゴ酸10〜25g/l、及びコハ
ク酸20〜30g/lからなる組成をもつ酸性無電解ニ
ッケルめっき液にアンモニア水等を加え、pH6〜8の
範囲に調整したもの等を用いることができ、85℃程度
の液温度下めっき被膜が所望の厚さになるまで亜鉛−ア
ルミニウム合金を浸漬し続けると最終的に本発明の目的
である密着性等に優れためっき被膜を得ることができ
る。
【0016】尚、上記の無電解ニッケルめっき後に必要
に応じて更にニッケルめっき、クロムめっき等の通常の
電気めっきを施すことができ、この場合にも高い密着性
を有するめっき被膜が得られる。
【0017】
【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、従来まで困難乃至不可能であった亜鉛−アルミニ
ウム合金に対するめっきにおいて、ムラのない完全なめ
っき被膜の被覆を行なうことができ、且つ優れた密着性
及び耐食性、美しい外観を呈するめっき被膜を得ること
ができる。また、複雑な処理工程を必要としないので工
程管理も比較的容易に制御でき、コスト的にも有利であ
る。
【0018】
【実施例】以下に実施例を示し、本発明の特徴とすると
ころをより一層明瞭にする。
【0019】実施例1 厚さ1mm、大きさ5cm×10cmの超塑性亜鉛合金をまず
前処理として、#1000及び#1500研磨紙(日本
研紙(株)製)により研磨して表面調整を行ない、次い
でアルカリ性脱脂剤「エースクリーン」(奥野製薬
(株)製)の3%溶液で50〜60℃にて2〜4分間浸
漬脱脂を行なった。
【0020】次に触媒化処理として硫酸パラジウム1モ
ルとエチレンジアミン2モルを反応させたパラジウム−
アミン錯体2g/l(金属パラジウム換算)を水酸化ナ
トリウムでpH9〜10の間に調整した水溶液中に上記
処理済合金を40℃にて5分間浸漬し、パラジウム−ア
ミン錯体を合金に付与した。続いて、硫酸ヒドラジン5
g/lをpH6に調整した水溶液に室温で5分間浸漬す
ることによりパラジウム金属の析出を行なった。
【0021】その後、硫酸ニッケル20g/l、次亜リ
ン酸ナトリウム25g/l、塩化アンモニウム30g/
l及びクエン酸50g/lを含み、アンモニア水でpH
9に調整してなる水溶液で40℃にて無電解ニッケルス
トライクめっきを行ない、続いてすぐに硫酸ニッケル2
5g/l、リンゴ酸24g/l、コハク酸ナトリウム1
6g/l、次亜リン酸ナトリウム25g/lを含み、ア
ンモニア水でpH6.5に調整してなる水溶液で85℃
にて30分間無電解ニッケルめっきを施し、8μmの厚
さのめっき被膜を得た。
【0022】実施例2 厚さ1mm、大きさ5cm×10cmの超塑性亜鉛合金を実施
例1と同様の前処理を行ない、触媒化処理として硫酸パ
ラジウム1モルとアミノピリジン2モルを反応させたパ
ラジウム−アミン錯体2g/l(金属パラジウム換算)
を水酸化ナトリウムでpH10に調整した水溶液中に上
記処理済合金を40℃にて5分間浸漬し、パラジウム−
アミン錯体を合金に付与した。続いて、ジメチルアミノ
ボラン5g/lをpH6に調整した水溶液に室温で5分
間浸漬することによりパラジウム金属の析出を行なっ
た。その後、実施例1と同様の無電解ニッケルめっきを
施し、8μmの厚さのめっき被膜を得た。
【0023】実施例3 厚さ1mm、大きさ5cm×10cmの亜鉛ダイカスト合金を
実施例1と同様の前処理を行ない、触媒化処理として硫
酸パラジウム1モルとアミノピリジン2モルを反応させ
たパラジウム−アミン錯体2g/l(金属パラジウム換
算)を水酸化ナトリウムでpH9から10の間に調整し
た水溶液中に上記処理済合金を40℃にて5分間浸漬
し、パラジウム−アミン錯体を合金に付与した。続い
て、硫酸ヒドラジン5g/lをホウ酸でpH6に調整し
た水溶液に室温で5分間浸漬することによりパラジウム
金属の析出を行なった。
【0024】その後、硫酸ニッケル20g/l、次亜リ
ン酸ナトリウム25g/l、酒石酸30g/l及び乳酸
20g/lを含み、アンモニア水でpH9に調整してな
る水溶液で40℃にて無電解ニッケルストライクめっき
を行ない、続いてすぐに硫酸ニッケル25g/l、リン
ゴ酸24g/l、コハク酸ナトリウム16g/l、次亜
リン酸ナトリウム25g/lを含み、アンモニア水でp
H6.5に調整してなる水溶液で85℃にて30分間無
電解ニッケルめっきを施し、6μmの厚さのめっき被膜
を得た。
【0025】比較例1 厚さ1mm、大きさ5cm×10cmの超塑性亜鉛合金をトリ
クレンによる溶剤脱脂を行ない、ピロリン酸カリウム7
5g/lを水酸化カリウムでpH12〜13の間に調整
した水溶液で55℃で1分間アルカリエッチングを行な
った。次に酒石酸8g/lとスルファミン酸5g/lと
を含む水溶液にて酸活性を行なった。
【0026】次いで、次亜リン酸ナトリウム25g/l
及びクエン酸ナトリウム100g/lを含む水溶液をア
ンモニア水でpH10に調整し、この水溶液で室温下2
分間活性処理した。その後すぐに酢酸ニッケル20g/
l、クエン酸ナトリウム50g/l及び次亜リン酸ナト
リウム25g/lからなる水溶液をアンモニア水でpH
9.6に調整したアルカリ性無電解ニッケルめっき液で
55℃の温度下15分間ニッケルめっきを行なった。直
ちに引き続いて硫酸ニッケル25g/l、リンゴ酸24
g/l、コハク酸ナトリウム16g/l及び次亜リン酸
ナトリウム25g/lを含み、これにアンモニア水を加
えてpH6.5に調整しためっき液で85℃にて20分
間無電解ニッケルめっきを行ない、厚さ6μmのめっき
被膜を得た。
【0027】試験例1 以上の実施例及び比較例で得られためっき製品の密着性
試験、90度折り曲げ試験及び耐食性試験の物性試験を
次のようにして行なった。
【0028】A.密着性試験…めっき製品に2mmのクロ
スカットを行ない、セロハンテープの剥離による碁盤目
試験を実施し、そのときのめっき被膜の剥離数を測定
し、その割合を算出した。この試験結果を表1に示す。
【0029】B.90度折り曲げ試験…めっき製品を9
0度に折り曲げて、折り曲げ箇所のめっき被膜の剥離性
及びクラックの発生の有無を観察した。この試験結果を
表1に示す。
【0030】
【表1】
【0031】C.耐食性試験…塩水噴霧試験JIS Z
2371−1976に基づいて行なった。超塑性亜鉛
合金素材と実施例によるめっき製品の錆発生までのサイ
クル数について測定した結果を表2に示す。尚、1サイ
クルは、24時間連続噴霧とした。
【0032】
【表2】
【0033】以上の結果より本発明の無電解ニッケルめ
っき方法が、そのめっき被膜の密着性、耐食性等におい
て優れた効果を発揮していることがわかる。

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】亜鉛−アルミニウム合金に無電解ニッケル
    めっきを施すに際し、表面調整及び脱脂工程からなる前
    処理を行なった後、無電解ニッケルめっきに先立つ触媒
    化処理として該合金にパラジウム−アミン錯体を付着せ
    しめ、次いで活性化処理として金属パラジウムを還元析
    出させ、次に無電解ニッケルストライクめっきを行なう
    ことを特徴とする亜鉛−アルミニウム合金への無電解ニ
    ッケルめっき方法。
  2. 【請求項2】パラジウム塩とアンモニア又はアミン化合
    物とを反応させてなるパラジウム−アミン錯体を金属パ
    ラジウムとして0.005〜2g/l含有し、且つpH
    8〜10.5であることを特徴とする触媒化処理用組成
    物。
  3. 【請求項3】次亜リン酸ナトリウム、次亜リン酸カリウ
    ム、ヒドラジン化合物、水素化ホウ素ナトリウム及びジ
    メチルアミノボランの中から選ばれた少なくとも1種
    0.5〜5g/lを含有し、且つpH5〜8であること
    を特徴とする活性化処理用組成物。
  4. 【請求項4】1)硫酸ニッケル20〜35g/l、2)
    クエン酸、乳酸、コハク酸、リンゴ酸及び酒石酸並びに
    これらのアンモニウム塩、ナトリウム塩及びカリウム塩
    の中から選ばれた少なくとも1種20〜80g/l、及
    び3)次亜リン酸ナトリウム、次亜リン酸カリウム、ジ
    メチルアミノボラン及び水素化ホウ素ナトリウム中から
    選ばれた少なくとも1種10〜40g/lを含有し、且
    つpH8〜9であることを特徴とする無電解ニッケルス
    トライクめっき用組成物。
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