JP3380970B2 - 鉄族合金めっき皮膜の高硬度化法 - Google Patents
鉄族合金めっき皮膜の高硬度化法Info
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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、鉄族合金めっき皮膜の
高硬度化法に関する。 【0002】 【従来の技術及びその課題】現在、鉄めっきは、ガラス
モールド、レコ−ドスタンプ、印刷版等の耐摩耗用部品
の電鋳や鉄鋼部品の補修などに用いられており、めっき
浴としては、工業的には、硫酸浴、塩化物浴、ホウフッ
化物浴等が使用されている。しかしながら、これらのめ
っき浴から得られる鉄めっき皮膜の硬度は、Hv150
〜500程度であり、耐摩耗用皮膜としては、十分な硬
度を有するものではない。 【0003】また、鉄−ニッケル合金めっき皮膜は、連
続鋳造用鋳型の表面被覆、磁気ヘッド等の軟磁性薄膜、
磁気シールド膜等への応用が進められており、鉄−コバ
ルト合金めっき皮膜は、磁気記録膜としての応用が進め
られているが、従来知られているこれらのめっき皮膜
は、硬度がほぼHv300〜500程度であり、耐摩耗
皮膜として用いられているクロムめっきやリン−ニッケ
ル合金めっきに比べると低硬度であり、利用範囲が限定
されている。 【0004】高硬度の鉄合金めっき皮膜としては、特定
の脂肪族カルボン酸を添加しためっき浴から得られる鉄
−炭素合金めっき皮膜が、ビッカース硬度が最高でHv
850程度となることが報告されており(表面技術、4
0(1989)、1304;日本金属学会誌、56(1
992)、636;表面技術協会第85回講演大会要旨
集(1992)第48頁;表面技術協会第87回講演大
会要旨集(1993)第147頁等)、浸炭等の熱処理
やクロムめっき処理等の代替として、各種機械部品の耐
摩耗性皮膜の形成方法としての応用が期待されている。
しかしながら、この様なめっき皮膜についても、従来、
耐摩耗性向上の処理として行なわれている無電解ニッケ
ル−リン合金めっきによれば、熱処理後のめっき皮膜の
ビッカース硬度がHv1000程度となり、また窒化処
理した鋼がHv1100〜1200程度となることと比
べると、硬度が不十分であり、これらの表面処理方法の
代替としては満足のいくものではない。 【0005】 【課題を解決するための手段】本発明者は、上記した如
き従来技術の課題に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、鉄塩
及び脂肪族カルボン酸類を含有するめっき浴、又はこれ
にニッケル塩及びコバルト塩の少なくとも一種を添加し
ためっき浴という特定のめっき浴を用いて得られるめっ
き皮膜を、100〜800℃程度の温度で加熱すること
により、非常に硬度の高い皮膜を簡単に形成できること
を見出し、ここに本発明を完成するに至った。 【0006】即ち、本発明は、以下の鉄族合金めっき皮
膜の高硬度化法を提供するものである。 【0007】(i) (a)鉄塩、並びに(b)脂肪族カル
ボン酸及びその塩の少なくとも一種からなる脂肪族カル
ボン酸類、を含有する鉄族合金電気めっき浴から形成し
ためっき皮膜を、100〜800℃で加熱することを特
徴とする鉄族合金めっき皮膜の高硬度化法。 【0008】(ii)(a)鉄塩、(b)ニッケル塩及びコ
バルト塩の少なくとも一種、並びに(c)脂肪族カルボ
ン酸及びその塩の少なくとも一種からなる脂肪族カルボ
ン酸類、を含有する鉄族合金電気めっき浴からから形成
しためっき皮膜を、100〜800℃で加熱することを
特徴とする鉄族合金めっき皮膜の高硬度化法。 【0009】本発明では、めっき皮膜を形成するための
電気めっき浴としては、(a)鉄塩、並びに(b)脂肪
族カルボン酸及びその塩の少なくとも一種からなる脂肪
族カルボン酸類、を含有する鉄族合金電気めっき浴(以
下、「めっき浴A」という)、又は(a)鉄塩、(b)
ニッケル塩及びコバルト塩の少なくとも一種、並びに
(c)脂肪族カルボン酸及びその塩の少なくとも一種か
らなる脂肪族カルボン酸類、を含有する鉄族合金電気め
っき浴(以下、「めっき浴B」という)を用いる。 【0010】これらのめっき浴のうちで、金属塩とし
て、鉄塩のみを用いるめっき浴Aでは、形成されるめっ
き皮膜は、金属分として鉄を含むものとなり、鉄塩に加
えて、ニッケル塩及びコバルト塩の少なくとも一種を配
合しためっき浴Bでは、形成されるめっき皮膜は、金属
分として鉄−ニッケル若しくは鉄−コバルトの二種類、
又は鉄−ニッケル−コバルトの三種類を含むものとな
る。 【0011】上記めっき浴Aに配合する鉄塩は、特に限
定的ではなく、通常の水溶性の二価の鉄塩であればいず
れも使用できる。この様な鉄塩の具体例としては、硫酸
第一鉄、塩化第一鉄、スルファミン酸第一鉄等を挙げる
ことができ、これらを単独又は適宜組み合わせて使用で
きる。配合量は、鉄分換算で、1〜70g/l程度とす
ればよい。 【0012】また、めっき浴Bでは、鉄塩としては、上
記めっき浴Aと同様のものでよく、配合量もめっき浴A
と同様でよい。ニッケル塩及びコバルト塩としては、特
に限定はなく、水溶性のニッケル塩及びコバルト塩をい
ずれも使用できる。ニッケル塩の具体例としては、硫酸
ニッケル、塩化ニッケル、硝酸ニッケル、炭酸ニッケ
ル、酢酸ニッケル、スルファミン酸ニッケル、メタンス
ルフォン酸ニッケル等を挙げることができ、コバルト塩
の具体例としては、硫酸コバルト、塩化コバルト、硝酸
コバルト、炭酸コバルト、酢酸コバルト、スルファミン
酸コバルト、メタンスルフォン酸コバルト等を挙げるこ
とができる。これらの各種化合物は、単独又は適宜組み
合わせて使用でき、ニッケル塩及びコバルト塩をそれぞ
れ単独で用いるほかに、これらを組み合わせて用いるこ
ともできる。 【0013】めっき浴Bにおけるニッケル塩及びコバル
ト塩の少なくとも一種の化合物は、めっき浴中に金属分
換算で、1〜70g/l程度の配合量とすればよい。 【0014】上記めっき浴A又はBには、添加剤とし
て、脂肪族カルボン酸及びその塩の少なくとも一種から
なる脂肪族カルボン酸類を配合する。これらの脂肪族カ
ルボン酸類を配合することによって、めっき皮膜中に適
度な量の炭素が析出し、これを後述するような条件で加
熱処理することによって、高硬度を有するめっき皮膜と
なる。 【0015】脂肪族カルボン酸類としては、炭素数2以
上で水酸基を含まない脂肪族モノカルボン酸、水酸基を
一つ含むか又は含まない脂肪族ジカルボン酸、脂肪族ト
リカルボン酸、及びこれらのカルボン酸の塩から選ばれ
た少なくとも一種の脂肪族カルボン酸類を用いることが
好ましく、その配合量は、0.5〜250g/l程度と
すればよく、該脂肪族カルボン酸類を酸の形態で用いる
場合には、0.5〜30g/l程度の配合量とすること
が好ましい。 【0016】炭素数2以上で水酸基を含まない脂肪族モ
ノカルボン酸の具体例としては、酢酸、プロピオン酸、
吉草酸、酪酸等を挙げることができ、水酸基を一つ含む
か又は含まない脂肪族ジカルボン酸の具体例としては、
リンゴ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、マレイン
酸、フマル酸等を挙げることができ、脂肪族トリカルボ
ン酸の具体例としては、クエン酸等を挙げることができ
る。これらのカルボン酸の塩は、水溶性の塩であれば、
特に限定はなく、例えば、ナトリウム塩、カリウム塩、
アンモニウム塩等を用いることができる。 【0017】本発明で用いるめっき浴A又はBでは、上
記した成分に加えて、更に、必要に応じて、還元剤を添
加することができる。還元剤としては、例えば、L−ア
スコルビン酸、没食子酸、ヒドラジン等のレダクトン、
亜硫酸ナトリウム、亜硝酸ナトリウム等の低級酸化物等
を挙げることができる。本発明めっき浴では、還元剤
は、Fe3+イオンの生成を抑えて安定した連続作業を行
うために有用であり、還元剤の添加による効果を十分に
発揮するためには、その添加量は0.1〜15g/l程
度とすれば良い。 【0018】上記めっき浴A又はBを用いて、鉄族合金
のめっきを行なうには、通常の電気めっき法をいずれも
採用できる。めっき条件は、特に限定的ではないが、例
えば、浴温25〜90℃程度、陰極電流密度0.1〜1
0A/dm2 程度の条件下で、無撹拌又は機械撹拌下に
電気めっきを行なえばよい。めっき浴は、酸性域で用い
ることが適当であり、好ましくはpH1〜6程度で用い
る。めっき浴のpH調整は、常法にしたがって、適当な
酸又はアルカリ物質を用いて行なえば良く、例えば、酸
としては、使用する金属塩と同種のアニオンを有する酸
を用い、アルカリ物質としては、NaOH、KOH、ア
ンモニア水等を用いることが好ましい。尚、上記pH範
囲に於ける高いpH域のめっき浴、例えばpH5〜6程
度のめっき浴では、上記した脂肪族カルボン酸類を塩の
形態で添加する場合には、その添加量は、前述した添加
量の範囲内において、比較的多い量、例えば、50〜2
50g/l程度の添加量とすることが好ましい。 【0019】上記めっき浴A又はBにより電気めっきを
行なう場合には、陽極としては、通常の鉄めっき、鉄−
ニッケル合金めっき、鉄−コバルト合金めっき等に用い
られるものをいずれも使用でき、例えば、陽極として鉄
鋼を用いた場合には、溶解が均一であり、めっき浴Aで
は、めっき浴の組成がほぼ安定に保たれ、めっき浴Bで
はニッケル塩及び/又はコバルト塩を補給することによ
ってめっき液の組成がほぼ安定に保たれる。また、カー
ボン、白金めっきチタン等の不溶性陽極を使用した場合
には、金属分および消費されたカルボン酸を補給するこ
とによって連続作業が可能となる。 【0020】被めっき物には、上記電気めっきを行なう
前に常法に従って、バフ研磨、脱脂、希酸浸漬等の通常
の前処理を施してもよい。被めっき物の種類によって
は、従来公知の各種の電気めっき用の前処理を行なうこ
ともできる。また、めっき後には水洗、湯洗、乾燥等の
通常行われている操作を行なってもよい。 【0021】上記した方法で得られるめっき皮膜は、平
滑で良好な外観を有するものであり、しかも幅広い電流
密度範囲において高電流密度で得ることができる。めっ
き皮膜の組成は、配合する各成分の割合によって広い範
囲で変わり得るが、めっき浴Aからは、通常炭素を0.
2〜3重量%程度含有する鉄−炭素めっき皮膜が形成さ
れ、めっき浴Bからは、通常、鉄5〜95重量%程度、
ニッケル及びコバルトの少なくとも一種95〜5重量%
程度、並びに炭素0.2〜3重量%程度を含有する鉄−
ニッケル−炭素めっき皮膜、鉄−コバルト炭素めっき皮
膜、又は鉄−コバルト−ニッケル−炭素めっき皮膜が形
成される。本発明では、上記した組成のめっき皮膜をい
ずれも使用できるが、炭素含有率0.3重量%程度以上
のめっき皮膜が好ましく、炭素含有率0.3〜1.5重
量%程度のめっき皮膜が特に好ましい。 【0022】めっき皮膜の厚さは、特に限定はされない
が、めっき浴A及びBのいずれを用いる場合にも、十分
に高硬度の皮膜を得るためには、1〜100μm程度の
厚さとすればよい。 【0023】本発明では、上記した方法でめっき皮膜を
形成した後、100〜800℃程度,好ましくは200
〜600℃程度の温度で加熱処理を施す。熱処理方法
は、特に限定されず、例えば、炉内加熱、高周波加熱、
赤外線加熱、レーザー加熱等の各種の方法を採用でき、
加熱雰囲気も、特に限定はなく、窒素、アルゴン等の不
活性ガス中、酸素中、空気中、真空中等の各種の雰囲気
でよい。また、加熱時間は加熱温度、めっき皮膜の厚さ
等に応じて適宜決めればよいが、通常1分〜12時間程
度とすることが適当である。 【0024】本発明では、上記した方法により特定のめ
っき皮膜に加熱処理を施すことによって、めっき皮膜の
硬度が大きく向上して、析出時の硬度を大きく上回るも
のとなり、最高でビッカース硬度がHv800〜120
0程度という非常に高硬度の皮膜を形成できる。 【0025】本発明では、被処理物としては特に限定さ
れず、電気めっきが可能であって、上記した熱処理温度
において、変質のないものであればいずれも使用でき
る。 【0026】本発明の方法によって形成されるめっき皮
膜は、高硬度であって、平滑で良好な外観を有し、耐摩
耗性、耐食性等に優れたものであり、また従来の各種の
耐摩耗性処理方法と比べて、処理方法が容易で処理温度
も低いために、耐摩耗皮膜を形成する方法として非常に
有用性の高い方法である。よって、従来の鉄めっき皮
膜、鉄−ニッケル合金めっき皮膜、鉄−コバルト合金め
っき皮膜等が利用されている分野の他に、上記しためっ
き皮膜の性質を利用して各種の用途に使用し得るもので
ある。その用途の一例を挙げると、従来、焼き入れ、浸
炭、窒化、硬質クロムめっき、無電解めっき、化成処
理、溶射、CVD,PVD等で処理されていた機械部
品、電気機械器具、工作機械、作業工具、金属粉末、金
型、利器工匠具等について、これらの処理に代わる表面
処理として利用でき、また、プラスチック製品、セラミ
ック製品、繊維製品、紙・木材製品、ガラス製品等の非
金属製品についても、常法に従って前処理を行なった後
に表面処理として利用できる。 【0027】 【発明の効果】本発明によれば、上記した特定のめっき
浴から得られるめっき皮膜を、100〜800℃という
比較的低い温度で熱処理することにより、高硬度の皮膜
を形成することができる。この方法は、水溶液からの電
析と比較的低温度での熱処理とを組み合わせたものであ
り、従来の各種の耐摩耗性処理方法と比べて、処理方法
が容易で、処理温度も低いために、耐摩耗皮膜を形成す
る方法として非常に有用性の高い方法である。そして形
成される皮膜は、平滑で良好な外観を有するものとなる
点でも優れた方法である。 【0028】 【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて、本発明の
特徴をより一層明らかにする。 【0029】実施例1〜4及び比較例1 下記表1に記載の組成のめっき浴(各成分の添加量はす
べてg/l)を調製し、陰極に銅板、陽極に鉄板を使用
して、陰極電流密度3.0A/dm2 、浴温度50℃、
無攪拌の条件でめっきを行なった。得られためっき皮膜
の組成を表1に示す。 【0030】 【表1】 【0031】次いで、得られためっき皮膜を真空炉内
で、200〜900℃の間の各温度で1時間加熱した
後、室温でビッカース硬度を測定した。ビッカース硬度
の測定結果を図1に示す。図1において、●印は実施例
1のめっき浴から得られためっき皮膜についての測定結
果、○印は実施例2のめっき浴から得られためっき皮膜
についての測定結果、◎印は実施例3のめっき浴から得
られためっき皮膜についての測定結果、◆印は実施例4
のめっき浴から得られためっき皮膜についての測定結
果、□印は比較例1のめっき浴から得られためっき皮膜
についての測定を示すものである。 【0032】以上の結果から明らかなように、本発明の
方法によれば、簡単な方法で非常に高い硬度を有する皮
膜を形成できる。
高硬度化法に関する。 【0002】 【従来の技術及びその課題】現在、鉄めっきは、ガラス
モールド、レコ−ドスタンプ、印刷版等の耐摩耗用部品
の電鋳や鉄鋼部品の補修などに用いられており、めっき
浴としては、工業的には、硫酸浴、塩化物浴、ホウフッ
化物浴等が使用されている。しかしながら、これらのめ
っき浴から得られる鉄めっき皮膜の硬度は、Hv150
〜500程度であり、耐摩耗用皮膜としては、十分な硬
度を有するものではない。 【0003】また、鉄−ニッケル合金めっき皮膜は、連
続鋳造用鋳型の表面被覆、磁気ヘッド等の軟磁性薄膜、
磁気シールド膜等への応用が進められており、鉄−コバ
ルト合金めっき皮膜は、磁気記録膜としての応用が進め
られているが、従来知られているこれらのめっき皮膜
は、硬度がほぼHv300〜500程度であり、耐摩耗
皮膜として用いられているクロムめっきやリン−ニッケ
ル合金めっきに比べると低硬度であり、利用範囲が限定
されている。 【0004】高硬度の鉄合金めっき皮膜としては、特定
の脂肪族カルボン酸を添加しためっき浴から得られる鉄
−炭素合金めっき皮膜が、ビッカース硬度が最高でHv
850程度となることが報告されており(表面技術、4
0(1989)、1304;日本金属学会誌、56(1
992)、636;表面技術協会第85回講演大会要旨
集(1992)第48頁;表面技術協会第87回講演大
会要旨集(1993)第147頁等)、浸炭等の熱処理
やクロムめっき処理等の代替として、各種機械部品の耐
摩耗性皮膜の形成方法としての応用が期待されている。
しかしながら、この様なめっき皮膜についても、従来、
耐摩耗性向上の処理として行なわれている無電解ニッケ
ル−リン合金めっきによれば、熱処理後のめっき皮膜の
ビッカース硬度がHv1000程度となり、また窒化処
理した鋼がHv1100〜1200程度となることと比
べると、硬度が不十分であり、これらの表面処理方法の
代替としては満足のいくものではない。 【0005】 【課題を解決するための手段】本発明者は、上記した如
き従来技術の課題に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、鉄塩
及び脂肪族カルボン酸類を含有するめっき浴、又はこれ
にニッケル塩及びコバルト塩の少なくとも一種を添加し
ためっき浴という特定のめっき浴を用いて得られるめっ
き皮膜を、100〜800℃程度の温度で加熱すること
により、非常に硬度の高い皮膜を簡単に形成できること
を見出し、ここに本発明を完成するに至った。 【0006】即ち、本発明は、以下の鉄族合金めっき皮
膜の高硬度化法を提供するものである。 【0007】(i) (a)鉄塩、並びに(b)脂肪族カル
ボン酸及びその塩の少なくとも一種からなる脂肪族カル
ボン酸類、を含有する鉄族合金電気めっき浴から形成し
ためっき皮膜を、100〜800℃で加熱することを特
徴とする鉄族合金めっき皮膜の高硬度化法。 【0008】(ii)(a)鉄塩、(b)ニッケル塩及びコ
バルト塩の少なくとも一種、並びに(c)脂肪族カルボ
ン酸及びその塩の少なくとも一種からなる脂肪族カルボ
ン酸類、を含有する鉄族合金電気めっき浴からから形成
しためっき皮膜を、100〜800℃で加熱することを
特徴とする鉄族合金めっき皮膜の高硬度化法。 【0009】本発明では、めっき皮膜を形成するための
電気めっき浴としては、(a)鉄塩、並びに(b)脂肪
族カルボン酸及びその塩の少なくとも一種からなる脂肪
族カルボン酸類、を含有する鉄族合金電気めっき浴(以
下、「めっき浴A」という)、又は(a)鉄塩、(b)
ニッケル塩及びコバルト塩の少なくとも一種、並びに
(c)脂肪族カルボン酸及びその塩の少なくとも一種か
らなる脂肪族カルボン酸類、を含有する鉄族合金電気め
っき浴(以下、「めっき浴B」という)を用いる。 【0010】これらのめっき浴のうちで、金属塩とし
て、鉄塩のみを用いるめっき浴Aでは、形成されるめっ
き皮膜は、金属分として鉄を含むものとなり、鉄塩に加
えて、ニッケル塩及びコバルト塩の少なくとも一種を配
合しためっき浴Bでは、形成されるめっき皮膜は、金属
分として鉄−ニッケル若しくは鉄−コバルトの二種類、
又は鉄−ニッケル−コバルトの三種類を含むものとな
る。 【0011】上記めっき浴Aに配合する鉄塩は、特に限
定的ではなく、通常の水溶性の二価の鉄塩であればいず
れも使用できる。この様な鉄塩の具体例としては、硫酸
第一鉄、塩化第一鉄、スルファミン酸第一鉄等を挙げる
ことができ、これらを単独又は適宜組み合わせて使用で
きる。配合量は、鉄分換算で、1〜70g/l程度とす
ればよい。 【0012】また、めっき浴Bでは、鉄塩としては、上
記めっき浴Aと同様のものでよく、配合量もめっき浴A
と同様でよい。ニッケル塩及びコバルト塩としては、特
に限定はなく、水溶性のニッケル塩及びコバルト塩をい
ずれも使用できる。ニッケル塩の具体例としては、硫酸
ニッケル、塩化ニッケル、硝酸ニッケル、炭酸ニッケ
ル、酢酸ニッケル、スルファミン酸ニッケル、メタンス
ルフォン酸ニッケル等を挙げることができ、コバルト塩
の具体例としては、硫酸コバルト、塩化コバルト、硝酸
コバルト、炭酸コバルト、酢酸コバルト、スルファミン
酸コバルト、メタンスルフォン酸コバルト等を挙げるこ
とができる。これらの各種化合物は、単独又は適宜組み
合わせて使用でき、ニッケル塩及びコバルト塩をそれぞ
れ単独で用いるほかに、これらを組み合わせて用いるこ
ともできる。 【0013】めっき浴Bにおけるニッケル塩及びコバル
ト塩の少なくとも一種の化合物は、めっき浴中に金属分
換算で、1〜70g/l程度の配合量とすればよい。 【0014】上記めっき浴A又はBには、添加剤とし
て、脂肪族カルボン酸及びその塩の少なくとも一種から
なる脂肪族カルボン酸類を配合する。これらの脂肪族カ
ルボン酸類を配合することによって、めっき皮膜中に適
度な量の炭素が析出し、これを後述するような条件で加
熱処理することによって、高硬度を有するめっき皮膜と
なる。 【0015】脂肪族カルボン酸類としては、炭素数2以
上で水酸基を含まない脂肪族モノカルボン酸、水酸基を
一つ含むか又は含まない脂肪族ジカルボン酸、脂肪族ト
リカルボン酸、及びこれらのカルボン酸の塩から選ばれ
た少なくとも一種の脂肪族カルボン酸類を用いることが
好ましく、その配合量は、0.5〜250g/l程度と
すればよく、該脂肪族カルボン酸類を酸の形態で用いる
場合には、0.5〜30g/l程度の配合量とすること
が好ましい。 【0016】炭素数2以上で水酸基を含まない脂肪族モ
ノカルボン酸の具体例としては、酢酸、プロピオン酸、
吉草酸、酪酸等を挙げることができ、水酸基を一つ含む
か又は含まない脂肪族ジカルボン酸の具体例としては、
リンゴ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、マレイン
酸、フマル酸等を挙げることができ、脂肪族トリカルボ
ン酸の具体例としては、クエン酸等を挙げることができ
る。これらのカルボン酸の塩は、水溶性の塩であれば、
特に限定はなく、例えば、ナトリウム塩、カリウム塩、
アンモニウム塩等を用いることができる。 【0017】本発明で用いるめっき浴A又はBでは、上
記した成分に加えて、更に、必要に応じて、還元剤を添
加することができる。還元剤としては、例えば、L−ア
スコルビン酸、没食子酸、ヒドラジン等のレダクトン、
亜硫酸ナトリウム、亜硝酸ナトリウム等の低級酸化物等
を挙げることができる。本発明めっき浴では、還元剤
は、Fe3+イオンの生成を抑えて安定した連続作業を行
うために有用であり、還元剤の添加による効果を十分に
発揮するためには、その添加量は0.1〜15g/l程
度とすれば良い。 【0018】上記めっき浴A又はBを用いて、鉄族合金
のめっきを行なうには、通常の電気めっき法をいずれも
採用できる。めっき条件は、特に限定的ではないが、例
えば、浴温25〜90℃程度、陰極電流密度0.1〜1
0A/dm2 程度の条件下で、無撹拌又は機械撹拌下に
電気めっきを行なえばよい。めっき浴は、酸性域で用い
ることが適当であり、好ましくはpH1〜6程度で用い
る。めっき浴のpH調整は、常法にしたがって、適当な
酸又はアルカリ物質を用いて行なえば良く、例えば、酸
としては、使用する金属塩と同種のアニオンを有する酸
を用い、アルカリ物質としては、NaOH、KOH、ア
ンモニア水等を用いることが好ましい。尚、上記pH範
囲に於ける高いpH域のめっき浴、例えばpH5〜6程
度のめっき浴では、上記した脂肪族カルボン酸類を塩の
形態で添加する場合には、その添加量は、前述した添加
量の範囲内において、比較的多い量、例えば、50〜2
50g/l程度の添加量とすることが好ましい。 【0019】上記めっき浴A又はBにより電気めっきを
行なう場合には、陽極としては、通常の鉄めっき、鉄−
ニッケル合金めっき、鉄−コバルト合金めっき等に用い
られるものをいずれも使用でき、例えば、陽極として鉄
鋼を用いた場合には、溶解が均一であり、めっき浴Aで
は、めっき浴の組成がほぼ安定に保たれ、めっき浴Bで
はニッケル塩及び/又はコバルト塩を補給することによ
ってめっき液の組成がほぼ安定に保たれる。また、カー
ボン、白金めっきチタン等の不溶性陽極を使用した場合
には、金属分および消費されたカルボン酸を補給するこ
とによって連続作業が可能となる。 【0020】被めっき物には、上記電気めっきを行なう
前に常法に従って、バフ研磨、脱脂、希酸浸漬等の通常
の前処理を施してもよい。被めっき物の種類によって
は、従来公知の各種の電気めっき用の前処理を行なうこ
ともできる。また、めっき後には水洗、湯洗、乾燥等の
通常行われている操作を行なってもよい。 【0021】上記した方法で得られるめっき皮膜は、平
滑で良好な外観を有するものであり、しかも幅広い電流
密度範囲において高電流密度で得ることができる。めっ
き皮膜の組成は、配合する各成分の割合によって広い範
囲で変わり得るが、めっき浴Aからは、通常炭素を0.
2〜3重量%程度含有する鉄−炭素めっき皮膜が形成さ
れ、めっき浴Bからは、通常、鉄5〜95重量%程度、
ニッケル及びコバルトの少なくとも一種95〜5重量%
程度、並びに炭素0.2〜3重量%程度を含有する鉄−
ニッケル−炭素めっき皮膜、鉄−コバルト炭素めっき皮
膜、又は鉄−コバルト−ニッケル−炭素めっき皮膜が形
成される。本発明では、上記した組成のめっき皮膜をい
ずれも使用できるが、炭素含有率0.3重量%程度以上
のめっき皮膜が好ましく、炭素含有率0.3〜1.5重
量%程度のめっき皮膜が特に好ましい。 【0022】めっき皮膜の厚さは、特に限定はされない
が、めっき浴A及びBのいずれを用いる場合にも、十分
に高硬度の皮膜を得るためには、1〜100μm程度の
厚さとすればよい。 【0023】本発明では、上記した方法でめっき皮膜を
形成した後、100〜800℃程度,好ましくは200
〜600℃程度の温度で加熱処理を施す。熱処理方法
は、特に限定されず、例えば、炉内加熱、高周波加熱、
赤外線加熱、レーザー加熱等の各種の方法を採用でき、
加熱雰囲気も、特に限定はなく、窒素、アルゴン等の不
活性ガス中、酸素中、空気中、真空中等の各種の雰囲気
でよい。また、加熱時間は加熱温度、めっき皮膜の厚さ
等に応じて適宜決めればよいが、通常1分〜12時間程
度とすることが適当である。 【0024】本発明では、上記した方法により特定のめ
っき皮膜に加熱処理を施すことによって、めっき皮膜の
硬度が大きく向上して、析出時の硬度を大きく上回るも
のとなり、最高でビッカース硬度がHv800〜120
0程度という非常に高硬度の皮膜を形成できる。 【0025】本発明では、被処理物としては特に限定さ
れず、電気めっきが可能であって、上記した熱処理温度
において、変質のないものであればいずれも使用でき
る。 【0026】本発明の方法によって形成されるめっき皮
膜は、高硬度であって、平滑で良好な外観を有し、耐摩
耗性、耐食性等に優れたものであり、また従来の各種の
耐摩耗性処理方法と比べて、処理方法が容易で処理温度
も低いために、耐摩耗皮膜を形成する方法として非常に
有用性の高い方法である。よって、従来の鉄めっき皮
膜、鉄−ニッケル合金めっき皮膜、鉄−コバルト合金め
っき皮膜等が利用されている分野の他に、上記しためっ
き皮膜の性質を利用して各種の用途に使用し得るもので
ある。その用途の一例を挙げると、従来、焼き入れ、浸
炭、窒化、硬質クロムめっき、無電解めっき、化成処
理、溶射、CVD,PVD等で処理されていた機械部
品、電気機械器具、工作機械、作業工具、金属粉末、金
型、利器工匠具等について、これらの処理に代わる表面
処理として利用でき、また、プラスチック製品、セラミ
ック製品、繊維製品、紙・木材製品、ガラス製品等の非
金属製品についても、常法に従って前処理を行なった後
に表面処理として利用できる。 【0027】 【発明の効果】本発明によれば、上記した特定のめっき
浴から得られるめっき皮膜を、100〜800℃という
比較的低い温度で熱処理することにより、高硬度の皮膜
を形成することができる。この方法は、水溶液からの電
析と比較的低温度での熱処理とを組み合わせたものであ
り、従来の各種の耐摩耗性処理方法と比べて、処理方法
が容易で、処理温度も低いために、耐摩耗皮膜を形成す
る方法として非常に有用性の高い方法である。そして形
成される皮膜は、平滑で良好な外観を有するものとなる
点でも優れた方法である。 【0028】 【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて、本発明の
特徴をより一層明らかにする。 【0029】実施例1〜4及び比較例1 下記表1に記載の組成のめっき浴(各成分の添加量はす
べてg/l)を調製し、陰極に銅板、陽極に鉄板を使用
して、陰極電流密度3.0A/dm2 、浴温度50℃、
無攪拌の条件でめっきを行なった。得られためっき皮膜
の組成を表1に示す。 【0030】 【表1】 【0031】次いで、得られためっき皮膜を真空炉内
で、200〜900℃の間の各温度で1時間加熱した
後、室温でビッカース硬度を測定した。ビッカース硬度
の測定結果を図1に示す。図1において、●印は実施例
1のめっき浴から得られためっき皮膜についての測定結
果、○印は実施例2のめっき浴から得られためっき皮膜
についての測定結果、◎印は実施例3のめっき浴から得
られためっき皮膜についての測定結果、◆印は実施例4
のめっき浴から得られためっき皮膜についての測定結
果、□印は比較例1のめっき浴から得られためっき皮膜
についての測定を示すものである。 【0032】以上の結果から明らかなように、本発明の
方法によれば、簡単な方法で非常に高い硬度を有する皮
膜を形成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1〜4及び比較例1におけるビッカース
硬度の測定結果を示すグラフ。
硬度の測定結果を示すグラフ。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 榎本 英彦
大阪府大阪市阿倍野区天王寺町北3−5
−25−706
(72)発明者 寺田 茂巨
大阪府東大阪市足代北2丁目8番3号
(72)発明者 中永 陽
大阪府大阪市東住吉区山坂1丁目18番13
号
(56)参考文献 特開 昭62−278292(JP,A)
特開 昭62−103387(JP,A)
特開 昭61−159594(JP,A)
特開 昭55−107794(JP,A)
特開 昭53−96936(JP,A)
特開 昭53−96935(JP,A)
特開 昭53−96933(JP,A)
特開 昭52−116739(JP,A)
特開 昭51−117932(JP,A)
特開 昭48−39332(JP,A)
特開 平6−49680(JP,A)
特開 平4−214895(JP,A)
特開 平3−229892(JP,A)
特開 平2−301591(JP,A)
特公 昭44−2324(JP,B1)
(58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名)
C25D 3/56
C25D 5/50
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】(a)鉄塩、(b)ニッケル塩及びコバル
ト塩の少なくとも一種、並びに(c)炭素数2以上で水
酸基を含まない脂肪族モノカルボン酸、水酸基を一つ含
むか又は含まない脂肪族ジカルボン酸、及びこれらのカ
ルボン酸の塩から選ばれた少なくとも一種の脂肪族カル
ボン酸類、を含有する鉄族合金電気めっき浴から形成し
ためっき皮膜(リン又はホウ素を含有するめっき皮膜を
除く)を、100〜800℃で加熱することを特徴とす
る鉄族合金めっき皮膜の高硬度化法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP02669994A JP3380970B2 (ja) | 1994-02-24 | 1994-02-24 | 鉄族合金めっき皮膜の高硬度化法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP02669994A JP3380970B2 (ja) | 1994-02-24 | 1994-02-24 | 鉄族合金めっき皮膜の高硬度化法 |
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JPH07233495A JPH07233495A (ja) | 1995-09-05 |
JP3380970B2 true JP3380970B2 (ja) | 2003-02-24 |
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Family Applications (1)
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JP02669994A Expired - Fee Related JP3380970B2 (ja) | 1994-02-24 | 1994-02-24 | 鉄族合金めっき皮膜の高硬度化法 |
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Families Citing this family (2)
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---|---|---|---|---|
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JP5668709B2 (ja) * | 2012-02-22 | 2015-02-12 | 新日鐵住金株式会社 | プレス成形性に優れたリチウムイオン電池ケース用表面処理鋼板及びその製造方法 |
-
1994
- 1994-02-24 JP JP02669994A patent/JP3380970B2/ja not_active Expired - Fee Related
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