JP3262588B2 - 電気Ni/P合金メッキ浴 - Google Patents
電気Ni/P合金メッキ浴Info
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Description
金メッキ被膜を形成することができるメッキ浴に関す
る。更に詳しくは、本発明は鋼材表面に耐食性、溶融時
の流動性に優れるとともに、均質なNi/P共析率を有
するNi/P合金メッキ被膜を形成することができる電
気Ni/P合金メッキ浴に関するものである。
形成する方法として、従来から無電解法(無電気メッキ
法)が利用されて来ている。この方法は被膜の均一性、
処理の簡便さという観点からみると優れているものの、
一般に処理温度が高く、メッキ浴を連続使用できないう
えコストが高い等の問題がある。
Ni/Pメッキが利用されて来ている。 例えば、電解
法によるNi/Pメッキ浴として、ワット浴(硫酸ニッ
ケル/塩化ニッケル/ホウ酸系)に亜リン酸を添加した
浴が知られている。しかしながら、この種のNi/Pメ
ッキ浴においては、電流密度によりメッキ被膜中のP
(リン)成分の共析率が変化しやすく、かつ浴のpHが
高くなると、高電流密度の領域に“コゲツキ”という現
象が生じるなど多くの問題点を抱えている。
メッキ被膜のことであり、主として過大な電流密度のと
きに生じるものである。より具体的には、鋼板をメッキ
処理するとき電流密度分布は、陰極側の鋼板端部をマス
クしない場合、両端部の電流密度が特に高く、中央部は
相対的に低くなる。そして、Ni/Pメッキは、本来、
光沢のある白銀色のメッキ被膜を析出するが、高電流密
度側にザラついた黒色の被膜が析出する。
特開昭59−50190号に、スルファミン酸ニッケル
/塩化ニッケル/ホウ酸/亜リン酸/EDTA/ラウリ
ル硫酸ナトリウムから成るものが提案されている。これ
は、所謂スルファミン酸浴といわれるものであり、直接
には耐食性、電着性、鏡面に優れた被膜を有する高級装
飾品を製造するためのメッキ浴と認められる。
でメッキする電鋳などに用いられるものでメッキ被膜の
内部応力が小さいものである。前記したP共析率はメッ
キ被膜の内部応力と密接な関係を有しているものであ
り、内部応力の小さいスルファミン酸浴ではP共析率を
あまり高くできないものである。
来のメッキ浴は、燃料供給管の製造用鋼板など管内面の
耐蝕性が要求される構造材としての用途の観点からみる
と、メッキ被膜中の均質なNi/P共析率、別言すれば
高電流密度領域から低電流密度領域まで均一かつ安定し
たP共析率を得るのに不十分なものである。即ち、高度
に耐食性等が要求されるNi/Pメッキ被膜を有する鋼
材を製造しようとするとき、従来の電解法によるNi/
Pメッキ浴は不十分なものである。
理によりNi陽極が溶解するに従い、pHが変動するた
めメッキ液の調整の頻度が高いものである。更に、例え
ばワット浴タイプのNi/Pメッキの処理温度は、一般
に65〜95℃であり、このような高温での処理は設
備、熱効率上、有効ではない。
従来技術の問題点に鑑み、要求特性の厳しい構造材料の
製造に適する電気Ni/Pメッキ浴について鋭意検討を
進めた。特に、メッキ対象物の高電流密度領域から低電
流密度領域においてメッキ被膜中のP共析率を安定さ
せ、構造材料として十分な特性を発現させるメッキ製品
が製造可能なメッキ浴の開発について研究を進めた。同
時に、電流効率の観点から従来より高いpH領域で、か
つ低い温度領域で使用することができる経済的なNi/
Pメッキ浴の開発について研究を進めた。
電気Ni/P系基本メッキ浴に、オキシ酸、具体的には
例えば酒石酸及び/又はクエン酸を添加することにより
メッキ対象物のどの領域においても安定的に均一なP共
析率を達成することができること、更にはメッキ浴の使
用においてpH域を拡大することができること、より低
い温度での操業が可能になることなどを見い出し、本発
明を完成するに至った。
本発明は、電解法によるNi/P合金メッキ浴が、ニッ
ケル源、リン源としてのリン酸以外のリン源、及び、メ
ッキ被膜中のP(リン)共析率を安定化させるためのオ
キシ酸とリン酸、を含むもので構成されたことを特徴と
する電気Ni/P合金メッキ浴に関するものである。
特に該メッキ被膜を有する構造材において、メッキ被膜
中の各成分の均質性の重要性について説明する。例え
ば、構造材として燃料供給管用のパイプ材を例にして説
明する。周知のように、この種の燃料供給管として管内
面にCuメッキされたチューブが使用されていたが、1
980年以降サワーガソリンへの対応のため内面にNi
メッキされたチューブが多く使用されるようになって来
ている。この種の前記内面にNiメッキされたチューブ
は、Niメッキ鋼帯を造管成形し、電気抵抗溶接により
製造される一重巻鋼管である。
その製造法からして溶接プロセス時に管内面に形成され
るウェルドフラッシュビード部(以下、単にビード部と
いう。)は、局部的にメッキ層が薄くなってしまうとい
う欠点を有する。即ち、アルコール混合燃料を燃料とし
て使用する場合、その分解生成物(アルデヒドや酸な
ど)により特にビード部が腐食されることになる。この
ため、ビード部の耐食性に優れた一重巻管が強く要求さ
れるようになって来ている。
る耐食性の向上という観点から管内表面処理としてNi
よりNi系金属、特にNiとPの合金が提案されてい
る。ここで問題になるのはメッキ被膜の組成の均一性と
溶融流動性である。即ち、溶接時にメッキ被膜がビード
部に流動してビード部の耐食性を改善したり更には母材
管壁のクラックやピンホールに溶融流動してこれらを閉
塞することができるものでなくてはならない。即ち、十
分な特性を発現させるためには、均一なNi/P共析率
をもったNi/P合金メッキ被膜の製作が不可欠であ
る。以上の観点から開発されたのが、前記した本発明の
電気Ni/P合金メッキ浴である。
したように硫酸ニッケル150〜450g/l 、塩化ニッ
ケル30〜90g/l 、酒石酸及び/又はクエン酸10〜
100g/l 、亜リン酸0.1〜100g/l 、リン酸5〜
100g/l からなるものである。以下上記各成分の使用
量について説明する。 (i) 硫酸ニッケル 本発明において、硫酸ニッケルの使用割合は150〜4
50g/l である。硫酸ニッケルの浴濃度が、150g/l
より低いときは電着速度が低下し、高電流密度部分が
“コゲル”傾向が強くなる。また450g/l より高い場
合、電流効率の点から経済的でない。
0g/l である。塩化ニッケルはニッケル陽極を溶解する
ためとメッキ浴の電導度を大きくするために使用される
ものである。塩化ニッケルの濃度が過大になるとメッキ
被膜の内部応力が増大し、逆に低下すると陽極の溶解が
悪くなり、かつメッキ浴の電圧が上昇して陽極が不動態
化するので適切に濃度管理がなされなければならない。
び/又はクエン酸が、10〜100g/l の使用割合で使
用される。これらオキシ酸の使用濃度が低下すると、高
電流密度部分から低電流密度部分に至るメッキ被膜中の
Ni/P共析率(別言すればP共析率)の一定化(均質
化)の効果が乏しくなる。また、これらオキシ酸はメッ
キ浴において緩衝作用(buffer action )を有してお
り、前記濃度が小さくなると該緩衝能力が低下し使用で
きるメッキ浴のpH域が狭くなる。即ち、メッキ浴の管
理が難しいものになる。逆に、これらオキシ酸の濃度が
過大になるとメッキ浴のpHが低下し、電流効率が低下
するので好ましくない。
0.5〜1.5程度であるのに対し、本発明の前記した
オキシ酸は低いpH領域において緩衝能力が優れている
ためpH領域を例えば0.5〜2.5に拡大させること
ができる。この点は、電流効率の観点から大きな意味を
有するものである。即ち、本発明においては従来より高
いpH領域のもとで高い電流効率が得られるから、浴温
度を低温、例えば60℃(従来は65〜95℃)に設定
しても全体として高い電流効率を確保することができ
る。
00g/l の割合で使用される。当然のことながら亜リン
酸の添加量によりP共析率を制御することができる。即
ち、亜リン酸の添加量が0.1g/l より少ないとP共析
率が低く、また電着時に共析率が変化しやすくなる。一
方、亜リン酸の添加量が100g/l を超えてくるとpH
が下がり電流効率の点から好ましくない。
に、前記オキシ酸と共働して低電流密度部分のP共析率
の安定化の役割を有するものであり、5〜100g/l
を超えるとメッキ浴のpHが下がりすぎ電流効率が低下
するので好ましくない。
金メッキ浴は、高電流密度部分から低電流密度部分に至
るメッキ被膜中のP共析率を安定化させるために酒石酸
またはクエン酸などのオキシ酸とリン酸を必須的に使用
するという条件のもとに、種々の変更が可能である。即
ち、本発明のNi/Pメッキ浴は、基本的にはワット浴
/亜リン酸/リン酸/オキシ酸であるが、種々の浴成
分、組成率の変動が可能である。例えば、本発明のメッ
キ浴は、通常のワット浴と比較してpHが低いため、ワ
ット浴の基本成分であるホウ酸はこのような低いpH領
域で緩衝作用が小さいため、使用しなくてもあまり影響
がない。また、前記したスルファミン酸浴も使用するこ
とができる。即ち、スルファミン酸浴において、亜リン
酸とリン酸を添加した後のpHが約1.0前後になるの
で本発明によるオキシ酸の添加効果が発現される。更
に、陽極にニッケル極板(電解Ni板)を使用しない場
合、塩化ニッケルの使用を省くことができる。また、従
来のワット浴のように低いpH領域(本発明のpH領域
は0.5〜2.5である。)で緩衝能力の乏しいホウ酸
(30〜45g/l)を添加しなくてもよいことはいう
までもないことである。更にまた、P供給源として次亜
リン酸を使用することも可能である。
理条件で操作すればよい。 (i) 前記したように本発明のメッキ浴のpHは、従来の
0.5〜1.5に対し0.5〜2.5に拡大することが
できる。これにより、電流効率を改善することができ
る。 (ii) また、本発明のメッキ浴の処理温度は、従来の6
5〜95℃に対し55〜70℃に設定することができ
る。これにより、従来の高温処理に対し、設備、熱効率
性の利点が得られる。 (iii) 本発明のメッキ浴の電流密度は、一般に3〜10
A/dm2 に設定される。本発明の一般的な電解条件は、p
H=1.5〜2.5,浴温60〜65℃,電流密度3〜
10A/dm2 である。また、処理時間は、pH=1.6,
浴温60℃、電流密度5A/dm2 ,メッキ被膜厚4μm設
定で、約6分である。
するが、これは単に一例と解すべきである。 (実施例1) (i) Ni/P合金メッキ浴 メッキ浴を、硫酸ニッケル270g/l、塩化ニッケル4
5g/l、酒石酸50g/l、亜リン酸15g/l、リン酸40g
/lを使用してNi/P合金メッキ浴を調製した。なお、
メッキ浴のpHは2.2であった。 (ii)電気メッキ 前記メッキ浴を用いて、ニッケル陽極、メッキ浴温度60
℃、電流密度5A/dm2の条件で、鋼板に厚さ5μmのメ
ッキ被膜が得られるようにメッキ処理した。 (iii) メッキ製品の評価 前記のようにして調製されたメッキ製品において、メッ
キ被膜は、均一な膜厚であるとともに、金属光沢を有し
Ni/P共析率がどの部位でも均質化したものであっ
た。また、塩水噴試験(条件:JIS Z 2371)
においても、無電解Ni/Pメッキ被膜と同等の耐食性
を示した。
酒石酸(30g/l )とクエン酸(20g/l )にかえた以
外は、実施例1と同様に鋼板にメッキ処理を行なった。
得られたメッキ製品の特性は、実施例1と全く同様のも
のであった。
ら、鋼材表面にNi/P共析率が極めて均一な耐食性に
優れた膜厚が均一なメッキ被膜を形成することができ
る。従って、本発明のNi/P合金メッキ浴は、耐食性
の要求される構造材、構造部品、例えば管内壁面に高度
な耐食性を有する燃料供給管の製造にとって有用なもの
である。
Claims (3)
- 【請求項1】 電解法によるNi/P合金メッキ浴が、
ニッケル源、リン源としてのリン酸以外のリン源、及
び、メッキ被膜中のP(リン)共析率を安定化させるた
めのオキシ酸とリン酸、を含むもので構成されたことを
特徴とする電気Ni/P合金メッキ浴。 - 【請求項2】 電解法によるNi/P合金メッキ浴が、
硫酸ニッケル150〜450g/l、塩化ニッケル 3
0〜90g/l、亜リン酸 0.1〜100g/l、オ
キシ酸 10〜100g/l、リン酸 5〜100g/
l、で構成されたことを特徴とする電気Ni/P合金メ
ッキ浴。 - 【請求項3】 オキシ酸が、酒石酸及び/又はクエン酸
である請求項1または2に記載の電気Ni/P合金メッ
キ浴。
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---|---|---|---|
JP13756492A JP3262588B2 (ja) | 1992-05-01 | 1992-05-01 | 電気Ni/P合金メッキ浴 |
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JPH05306487A JPH05306487A (ja) | 1993-11-19 |
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---|---|---|---|
JP13756492A Expired - Fee Related JP3262588B2 (ja) | 1992-05-01 | 1992-05-01 | 電気Ni/P合金メッキ浴 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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FR2763607B1 (fr) * | 1997-05-21 | 1999-07-23 | Electro Rech | Procede de revetement d'une piece metallique par depot d'une couche de nickel, renfermant 5 a 20 % de phosphore |
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CN112064073A (zh) * | 2020-08-04 | 2020-12-11 | 深圳市生利科技有限公司 | 一种镍合金电镀液及其应用 |
-
1992
- 1992-05-01 JP JP13756492A patent/JP3262588B2/ja not_active Expired - Fee Related
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