JP3471825B2 - 立方晶窒化ホウ素上に金属被膜を設けるための改良された方法およびそれにより得られる物品 - Google Patents
立方晶窒化ホウ素上に金属被膜を設けるための改良された方法およびそれにより得られる物品Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、立方晶窒化ホウ素上に
金属被膜を設ける方法に関し、詳細には、本発明は立方
晶窒化ホウ素上に無電解合金（化学合金）を被覆する方
法に関する。
金属被膜を設ける方法に関し、詳細には、本発明は立方
晶窒化ホウ素上に無電解合金（化学合金）を被覆する方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】立方晶窒化ホウ素は極めて硬く、ビッカ
ース硬度が約５０００である。その硬さゆえに立方晶窒
化ホウ素は各種の産業用部品として有用である。立方晶
窒化ホウ素粒子のような研磨材粒子は、金属除去（切
削）産業ならびに歯科および外科のような医学分野にお
いて切断、研削、研磨および艶出しに広く使用されてい
る。研磨材粒子は研削および仕上砥石、クラウンならび
に一山バイトのような研磨工具に用いられている。これ
らの工具のマトリックス（基体）に対する立方晶窒化ホ
ウ素の結合特性を改良する為、多くの研究が行なわれて
来ている。これは、立方晶窒化ホウ素／マトリックス界
面における結合が悪いと研削作業中に立方晶窒化ホウ素
粒子がマトリックスから剥れて落ちるからである。この
研究の結果として、業界では、研磨材粒子に金属被膜を
設けると、樹脂結合（レジノイド）砥石のような各種研
磨工具のマトリックス中における研磨材粒子の保持状態
が改良されることが知られている。特に、立方晶窒化ホ
ウ素粒子の保持がニッケル被膜によって改良されること
が知られている。立方晶窒化ホウ素粒子の保持を改善す
る為には、その表面に鋸歯状の粗い組織のニッケル被膜
を設ける。この様に被覆された粒子は、研削作業中これ
らの粒子を樹脂マトリックス中に保持するための改良さ
れた機械的絡み合い手段を備えることになる。またこの
金属被膜によって、研削操作中に発生する熱を研磨材粒
子の表面に沿って均等に伝達する手段も得られる。しか
しながら金属の層は立方晶窒化ホウ素に対する付着性が
悪い。
ース硬度が約５０００である。その硬さゆえに立方晶窒
化ホウ素は各種の産業用部品として有用である。立方晶
窒化ホウ素粒子のような研磨材粒子は、金属除去（切
削）産業ならびに歯科および外科のような医学分野にお
いて切断、研削、研磨および艶出しに広く使用されてい
る。研磨材粒子は研削および仕上砥石、クラウンならび
に一山バイトのような研磨工具に用いられている。これ
らの工具のマトリックス（基体）に対する立方晶窒化ホ
ウ素の結合特性を改良する為、多くの研究が行なわれて
来ている。これは、立方晶窒化ホウ素／マトリックス界
面における結合が悪いと研削作業中に立方晶窒化ホウ素
粒子がマトリックスから剥れて落ちるからである。この
研究の結果として、業界では、研磨材粒子に金属被膜を
設けると、樹脂結合（レジノイド）砥石のような各種研
磨工具のマトリックス中における研磨材粒子の保持状態
が改良されることが知られている。特に、立方晶窒化ホ
ウ素粒子の保持がニッケル被膜によって改良されること
が知られている。立方晶窒化ホウ素粒子の保持を改善す
る為には、その表面に鋸歯状の粗い組織のニッケル被膜
を設ける。この様に被覆された粒子は、研削作業中これ
らの粒子を樹脂マトリックス中に保持するための改良さ
れた機械的絡み合い手段を備えることになる。またこの
金属被膜によって、研削操作中に発生する熱を研磨材粒
子の表面に沿って均等に伝達する手段も得られる。しか
しながら金属の層は立方晶窒化ホウ素に対する付着性が
悪い。
【０００３】研磨工具中の立方晶窒化ホウ素の保持が、
その粒子に、モリブデン、チタン、ニオブ、クロム、ジ
ルコニウム、銅またはニッケルのような金属を多層に設
けることによってさらに改良されるということも業界で
は公知である。
その粒子に、モリブデン、チタン、ニオブ、クロム、ジ
ルコニウム、銅またはニッケルのような金属を多層に設
けることによってさらに改良されるということも業界で
は公知である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】これら粒子の金属被膜
は、その金属被膜の特質に応じていろいろな方法によっ
て実現することができる。金属被膜は、化学蒸着、溶融
塩析出または粉末アグロメレーション被覆のような周知
のプロセスによって高温下で作成することができる。こ
のような技術の主な欠点は、高いプロセス温度によって
研磨材粒子が相当に劣化する可能性があることである。
この劣化の問題は研磨材粒子に電解メッキ、無電解メッ
キ（化学メッキ）または真空蒸着で金属被膜を設けるこ
とにより或る程度は改善できるが、それでも立方晶窒化
ホウ素に対する付着性の悪さの問題は残る。
は、その金属被膜の特質に応じていろいろな方法によっ
て実現することができる。金属被膜は、化学蒸着、溶融
塩析出または粉末アグロメレーション被覆のような周知
のプロセスによって高温下で作成することができる。こ
のような技術の主な欠点は、高いプロセス温度によって
研磨材粒子が相当に劣化する可能性があることである。
この劣化の問題は研磨材粒子に電解メッキ、無電解メッ
キ（化学メッキ）または真空蒸着で金属被膜を設けるこ
とにより或る程度は改善できるが、それでも立方晶窒化
ホウ素に対する付着性の悪さの問題は残る。
【０００５】本発明は立方晶窒化ホウ素粒子の表面に対
する金属被膜の付着性（接着性）の改良に関する。
する金属被膜の付着性（接着性）の改良に関する。
【０００６】
【課題を解決する為の手段】本発明は、立方晶窒化ホウ
素物品の表面に対するニッケル合金被膜の付着性を改良
するための方法であって、前記物品の前記表面を所望の
厚さにメッキするのに有効な時間、ニッケルの化合物
と、ホウ素、モリブデン、チタン、ニオブおよびクロム
より成る群の中から選択された元素の化合物とを含む無
電解メッキ浴に前記物品を接触させる段階と、無電解メ
ッキされた物品を非酸化性雰囲気中で第一の温度から所
望の熱処理温度まで所定速度で徐々に加熱する段階と、
表面と金属合金被膜との間で所望程度の付着性が達成さ
れるまで、無電解メッキされた物品を所望の熱処理温度
に維持する段階とから成る方法を提供する。
素物品の表面に対するニッケル合金被膜の付着性を改良
するための方法であって、前記物品の前記表面を所望の
厚さにメッキするのに有効な時間、ニッケルの化合物
と、ホウ素、モリブデン、チタン、ニオブおよびクロム
より成る群の中から選択された元素の化合物とを含む無
電解メッキ浴に前記物品を接触させる段階と、無電解メ
ッキされた物品を非酸化性雰囲気中で第一の温度から所
望の熱処理温度まで所定速度で徐々に加熱する段階と、
表面と金属合金被膜との間で所望程度の付着性が達成さ
れるまで、無電解メッキされた物品を所望の熱処理温度
に維持する段階とから成る方法を提供する。
【０００７】典型的には、上記方法により立方晶窒化ホ
ウ素粒子にニッケル／ホウ素合金被膜を設ける。次にそ
の粒子を研削輪の樹脂マトリックス中に均一に分散・埋
め込ませてその研磨効率を改善する。本発明のその他の
利点は以下の詳細な説明と前記特許請求の範囲の記載か
ら明らかとなろう。
ウ素粒子にニッケル／ホウ素合金被膜を設ける。次にそ
の粒子を研削輪の樹脂マトリックス中に均一に分散・埋
め込ませてその研磨効率を改善する。本発明のその他の
利点は以下の詳細な説明と前記特許請求の範囲の記載か
ら明らかとなろう。
【０００８】
【実施例】本発明は立方晶窒化ホウ素表面上の金属被膜
の付着性の改良に関する。この立方晶窒化ホウ素表面に
は、ホウ素のような半金属またはモリブデン、チタン、
ニオブもしくはクロムのような遷移金属を含有するニッ
ケル合金が無電解メッキされ、立方晶窒化ホウ素表面の
濡れ性が改善されると共にニッケル合金と立方晶窒化ホ
ウ素との間の化学結合が改良される。
の付着性の改良に関する。この立方晶窒化ホウ素表面に
は、ホウ素のような半金属またはモリブデン、チタン、
ニオブもしくはクロムのような遷移金属を含有するニッ
ケル合金が無電解メッキされ、立方晶窒化ホウ素表面の
濡れ性が改善されると共にニッケル合金と立方晶窒化ホ
ウ素との間の化学結合が改良される。
【０００９】一般に、金属層とその下にある基板表面と
の間の付着接合は金属層と前記表面との間の界面分子接
触によって確立される。界面の分子接触はその表面の濡
れ性に比例する。表面の濡れ性は表面上の液滴の接触角
によって定義される。濡れ性の有る表面は接触角が鋭角
（９０°未満）であるのに対して、濡れ性の無い表面の
接触角は鈍角（９０°より大きい）である。
の間の付着接合は金属層と前記表面との間の界面分子接
触によって確立される。界面の分子接触はその表面の濡
れ性に比例する。表面の濡れ性は表面上の液滴の接触角
によって定義される。濡れ性の有る表面は接触角が鋭角
（９０°未満）であるのに対して、濡れ性の無い表面の
接触角は鈍角（９０°より大きい）である。
【００１０】本発明により、立方晶窒化ホウ素粒子の様
な、立方晶窒化ホウ素物品の表面を化学的に改質して、
その上の金属層の付着性を改善する方法が提供される。
本発明方法のひとつの態様では、前記表面を、以下に開
示する溶液と連続的に接触させる。立方晶窒化ホウ素の
表面は触媒的に活性化され、無電解金属メッキが可能に
なる。次に、触媒的に活性化された表面を所望の厚みの
金属層で無電解メッキする。この無電解メッキされた表
面には、後のステップで、電解メッキ（電気メッキ）ま
たは無電解メッキによって、下にある金属層と類似の金
属または異なる金属の別の層を設けてもよい。通常は、
これらのステップの間に濯ぎステップがある。
な、立方晶窒化ホウ素物品の表面を化学的に改質して、
その上の金属層の付着性を改善する方法が提供される。
本発明方法のひとつの態様では、前記表面を、以下に開
示する溶液と連続的に接触させる。立方晶窒化ホウ素の
表面は触媒的に活性化され、無電解金属メッキが可能に
なる。次に、触媒的に活性化された表面を所望の厚みの
金属層で無電解メッキする。この無電解メッキされた表
面には、後のステップで、電解メッキ（電気メッキ）ま
たは無電解メッキによって、下にある金属層と類似の金
属または異なる金属の別の層を設けてもよい。通常は、
これらのステップの間に濯ぎステップがある。
【００１１】本明細書中に於いて、「表面」または「立
方晶窒化ホウ素表面」という用語は、研削輪中に埋め込
まれる研磨材粒子のような物品に使用される立方晶窒化
ホウ素基体の表面を意味する。立方晶窒化ホウ素から作
成された研磨材粒子は、通常メッシュサイズが３２０〜
３０である。しかし、当業者には明らかなように、本発
明は上記メッシュサイズより大きいサイズにもまたは小
さいサイズにも適している。
方晶窒化ホウ素表面」という用語は、研削輪中に埋め込
まれる研磨材粒子のような物品に使用される立方晶窒化
ホウ素基体の表面を意味する。立方晶窒化ホウ素から作
成された研磨材粒子は、通常メッシュサイズが３２０〜
３０である。しかし、当業者には明らかなように、本発
明は上記メッシュサイズより大きいサイズにもまたは小
さいサイズにも適している。
【００１２】必要であれば、立方晶窒化ホウ素表面は、
まず最初に、洗剤、適切な有機溶剤または希酸、の様な
脱脂剤で脱脂することができる。立方晶窒化ホウ素表面
に適した代表的な表面洗浄剤はフレオン(Freon) （登録
商標）ＴＦという１，１，２‐−トリクロロトリフルオ
ロエタン、希硝酸または希塩酸のような溶剤である。し
かし、米国ニュージャージー州トレントン(Trenton) の
インターナショナル・プロダクツ社(International Pro
ducts Inc.) 製のシップレーアシッドクリーナー１１１
８マイクロ(Shipley Acid Cleaner 1118, Micro)のよう
な環境上安全な洗浄剤、または米国オハイオ州クリーブ
ランド(Cleveland) のケミカル・ソルベンツ社(Chemica
l Solvents Inc.)製のＳＰ−７３４のようなアミンのア
ルコール性溶液が好ましいことが多い。
まず最初に、洗剤、適切な有機溶剤または希酸、の様な
脱脂剤で脱脂することができる。立方晶窒化ホウ素表面
に適した代表的な表面洗浄剤はフレオン(Freon) （登録
商標）ＴＦという１，１，２‐−トリクロロトリフルオ
ロエタン、希硝酸または希塩酸のような溶剤である。し
かし、米国ニュージャージー州トレントン(Trenton) の
インターナショナル・プロダクツ社(International Pro
ducts Inc.) 製のシップレーアシッドクリーナー１１１
８マイクロ(Shipley Acid Cleaner 1118, Micro)のよう
な環境上安全な洗浄剤、または米国オハイオ州クリーブ
ランド(Cleveland) のケミカル・ソルベンツ社(Chemica
l Solvents Inc.)製のＳＰ−７３４のようなアミンのア
ルコール性溶液が好ましいことが多い。
【００１３】本明細書中で使用する「脱脂された」とい
う用語は、その表面に油、指紋または異物のない立方晶
窒化ホウ素基体を意味する。本明細書中で使用する「有
効な時間、温度および濃度」は、それぞれ、表面上に所
望の結果を生じさせるために必要十分な程度に金属を付
着させるのに必要とされる時間、温度および濃度に関連
しており、当業者には容易に認識されるように、本発明
で使用する前述の各種試薬の濃度と温度を操作すること
によって特定のプロセス条件に対する接触時間を最適に
することができる。
う用語は、その表面に油、指紋または異物のない立方晶
窒化ホウ素基体を意味する。本明細書中で使用する「有
効な時間、温度および濃度」は、それぞれ、表面上に所
望の結果を生じさせるために必要十分な程度に金属を付
着させるのに必要とされる時間、温度および濃度に関連
しており、当業者には容易に認識されるように、本発明
で使用する前述の各種試薬の濃度と温度を操作すること
によって特定のプロセス条件に対する接触時間を最適に
することができる。
【００１４】表面の活性化は、メッキ用触媒の吸着を助
ける添加剤で処理することから始めると有用であること
が多い。そのような添加剤は業界でよく知られている。
触媒の吸着に役立つ助剤の例としては、シップレー社(S
hipley Company) 製のエタノールアミンとトリエタノー
ルアミンの混合物であるシップレーキュポジット(Shipl
ey Cuposit) （登録商標）１１７５Ａクリーナー‐コン
ディッショナー(Cleaner-Conditioner) 、およびマクダ
ーミッド社(MacDermid Corporation) の製品であるメテ
ックス(Metex) （登録商標）９４２０がある。
ける添加剤で処理することから始めると有用であること
が多い。そのような添加剤は業界でよく知られている。
触媒の吸着に役立つ助剤の例としては、シップレー社(S
hipley Company) 製のエタノールアミンとトリエタノー
ルアミンの混合物であるシップレーキュポジット(Shipl
ey Cuposit) （登録商標）１１７５Ａクリーナー‐コン
ディッショナー(Cleaner-Conditioner) 、およびマクダ
ーミッド社(MacDermid Corporation) の製品であるメテ
ックス(Metex) （登録商標）９４２０がある。
【００１５】通常、これらの添加剤のいずれかを、約
０．１〜約５容量％含む水中に約４０〜約８０℃の温度
で約１〜約１０分間浸漬すれば充分である。但し、製造
業者によって推奨されている濃度レベル（すなわち約
２．５容量％）を有し、約５５℃に維持されたシップレ
ーキュポジット(Shipley Cuposit) （登録商標）１１７
５Ａ浴を使用するのが好ましい。
０．１〜約５容量％含む水中に約４０〜約８０℃の温度
で約１〜約１０分間浸漬すれば充分である。但し、製造
業者によって推奨されている濃度レベル（すなわち約
２．５容量％）を有し、約５５℃に維持されたシップレ
ーキュポジット(Shipley Cuposit) （登録商標）１１７
５Ａ浴を使用するのが好ましい。
【００１６】メッキに備えての表面の活性化は業界でよ
く知られている方法によって達成することができる。た
とえば、表面の触媒活性化が起こるのに充分な時間、貴
金属の酸溶液（たとえば塩酸中の塩化パラジウム）に基
体を接触させてもよい。代表的な活性化技術のひとつで
は、マクダーミッド社(MacDermid Corporation) の製品
であるマクダーミッド(MacDermid) （登録商標）Ｄ３４
Ｃ Ｐｄの溶液に表面を浸漬する。この溶液を用いると
パラジウム／スズメッキ用触媒が得られる。一般に、こ
の活性化ステップの後に水で濯ぐ。
く知られている方法によって達成することができる。た
とえば、表面の触媒活性化が起こるのに充分な時間、貴
金属の酸溶液（たとえば塩酸中の塩化パラジウム）に基
体を接触させてもよい。代表的な活性化技術のひとつで
は、マクダーミッド社(MacDermid Corporation) の製品
であるマクダーミッド(MacDermid) （登録商標）Ｄ３４
Ｃ Ｐｄの溶液に表面を浸漬する。この溶液を用いると
パラジウム／スズメッキ用触媒が得られる。一般に、こ
の活性化ステップの後に水で濯ぐ。
【００１７】表面活性化と濯ぎの後、ニッケル合金被膜
の無電解メッキを行なうことができる。本発明の好まし
い無電解浴は、ニッケル塩、キレート剤、還元剤および
ｐＨ調節剤からなる水溶液である。ニッケルイオン源と
してのニッケル塩は、硫酸ニッケル、酢酸ニッケルまた
はハロゲン化ニッケルのようなニッケル塩が使用でき
る。硫酸ニッケルが好ましい。ニッケル塩は通常約０．
０１Ｍ〜約０．２Ｍの範囲、好ましくは約０．１１２Ｍ
〜約０．１１６Ｍの範囲、最も好ましくは約０．１１４
Ｍの量で添加すべきである。キレート剤としては、リン
ゴ酸、酢酸、乳酸またはクエン酸のようなキレート剤が
使用できる。リンゴ酸が好ましい。通常、キレート剤は
約０．０３Ｍ〜約０．６Ｍの範囲、好ましくは約０．３
２５Ｍ〜約０．３４８Ｍの範囲、最も好ましくは約０．
３３７Ｍの量で添加するべきである。ホウ素イオン源と
しての還元剤は、ジメチルアミンボラン、アルカリ金属
ホウ水素化物またはトリメチルアミンボランのような還
元剤が使用できる。ジメチルアミンボランが好ましい。
還元剤は、通常、約０．００５Ｍ〜約０．１Ｍの範囲、
好ましくは約０．０４Ｍ〜約０．０８Ｍの範囲、最も好
ましくは約０．０６Ｍの量で添加するべきである。無電
解浴のｐＨを上昇させるためのｐＨ調節剤としては、水
酸化アンモニウムやアルカリ金属水酸化物のようなｐＨ
調節剤が使用できる。水酸化アンモニウムが好ましい。
ｐＨ調節剤は、通常約４〜約６、好ましくは約５．５の
ｐＨを維持するように添加するべきである。
の無電解メッキを行なうことができる。本発明の好まし
い無電解浴は、ニッケル塩、キレート剤、還元剤および
ｐＨ調節剤からなる水溶液である。ニッケルイオン源と
してのニッケル塩は、硫酸ニッケル、酢酸ニッケルまた
はハロゲン化ニッケルのようなニッケル塩が使用でき
る。硫酸ニッケルが好ましい。ニッケル塩は通常約０．
０１Ｍ〜約０．２Ｍの範囲、好ましくは約０．１１２Ｍ
〜約０．１１６Ｍの範囲、最も好ましくは約０．１１４
Ｍの量で添加すべきである。キレート剤としては、リン
ゴ酸、酢酸、乳酸またはクエン酸のようなキレート剤が
使用できる。リンゴ酸が好ましい。通常、キレート剤は
約０．０３Ｍ〜約０．６Ｍの範囲、好ましくは約０．３
２５Ｍ〜約０．３４８Ｍの範囲、最も好ましくは約０．
３３７Ｍの量で添加するべきである。ホウ素イオン源と
しての還元剤は、ジメチルアミンボラン、アルカリ金属
ホウ水素化物またはトリメチルアミンボランのような還
元剤が使用できる。ジメチルアミンボランが好ましい。
還元剤は、通常、約０．００５Ｍ〜約０．１Ｍの範囲、
好ましくは約０．０４Ｍ〜約０．０８Ｍの範囲、最も好
ましくは約０．０６Ｍの量で添加するべきである。無電
解浴のｐＨを上昇させるためのｐＨ調節剤としては、水
酸化アンモニウムやアルカリ金属水酸化物のようなｐＨ
調節剤が使用できる。水酸化アンモニウムが好ましい。
ｐＨ調節剤は、通常約４〜約６、好ましくは約５．５の
ｐＨを維持するように添加するべきである。
【００１８】本発明に適した別の無電解浴は、遷移元素
の化合物と混合されたＡＫ１０００（登録商標）［アラ
イド・ケライト社(Allied Kelite Corporation) から販
売］のような通常の無電解ニッケル／リンメッキ浴から
なる。この浴のｐＨは、アルカリ金属水酸化物を添加す
ることによって約９〜約１０、好ましくは約９．５に調
節する。ＮａＯＨが好ましい。金属被膜を形成するのに
使用する代表的なニッケル合金は、モリブデン、タング
ステン、チタン、ニオブまたはクロムのような元素を含
んでいる。モリブデンが好ましい。通常、遷移元素の化
合物は、約０．００１〜約０．１００Ｍの濃度、好まし
くは約０．０１〜約０．０２Ｍの濃度で、ＡＫ１０００
（登録商標）のような通常のニッケル／リン浴に添加す
る。モリブデン酸ナトリウムが好ましい。
の化合物と混合されたＡＫ１０００（登録商標）［アラ
イド・ケライト社(Allied Kelite Corporation) から販
売］のような通常の無電解ニッケル／リンメッキ浴から
なる。この浴のｐＨは、アルカリ金属水酸化物を添加す
ることによって約９〜約１０、好ましくは約９．５に調
節する。ＮａＯＨが好ましい。金属被膜を形成するのに
使用する代表的なニッケル合金は、モリブデン、タング
ステン、チタン、ニオブまたはクロムのような元素を含
んでいる。モリブデンが好ましい。通常、遷移元素の化
合物は、約０．００１〜約０．１００Ｍの濃度、好まし
くは約０．０１〜約０．０２Ｍの濃度で、ＡＫ１０００
（登録商標）のような通常のニッケル／リン浴に添加す
る。モリブデン酸ナトリウムが好ましい。
【００１９】無電解浴は業界でよく知られており、カー
ク‐オスマー化学技術事典(Kirk-Othmer Encyclopedia
of Chemical Technology) の第３版、第８巻（その内容
は援用により本明細書中に含ませる）に概説されてい
る。特定の浴または無電解メッキプロセスの選択は本発
明にとって臨界的なものではない。浴の内容と特定のメ
ッキパラメーター（たとえば、温度、ｐＨ，浸漬時間）
が、付着させる特定の金属合金に依存するのはもちろん
である。浸漬時間、浴温、その他の操作パラメーター
は、製造業者の指示に従って決定し制御することができ
る。一般に、立方晶窒化ホウ素粒子のメッキ中の個々の
粒子間のブリッジ形成を回避する為に、超音波手段また
は攪拌手段によって浴を攪拌するとよい。このブリッジ
形成作用を避けるには流動床を使用することもできる。
メッキ業界の当業者は、特定の状況に対して最も適した
メッキ手順を決定することができるであろう。
ク‐オスマー化学技術事典(Kirk-Othmer Encyclopedia
of Chemical Technology) の第３版、第８巻（その内容
は援用により本明細書中に含ませる）に概説されてい
る。特定の浴または無電解メッキプロセスの選択は本発
明にとって臨界的なものではない。浴の内容と特定のメ
ッキパラメーター（たとえば、温度、ｐＨ，浸漬時間）
が、付着させる特定の金属合金に依存するのはもちろん
である。浸漬時間、浴温、その他の操作パラメーター
は、製造業者の指示に従って決定し制御することができ
る。一般に、立方晶窒化ホウ素粒子のメッキ中の個々の
粒子間のブリッジ形成を回避する為に、超音波手段また
は攪拌手段によって浴を攪拌するとよい。このブリッジ
形成作用を避けるには流動床を使用することもできる。
メッキ業界の当業者は、特定の状況に対して最も適した
メッキ手順を決定することができるであろう。
【００２０】金属合金の無電解メッキの後、金属が被覆
された立方晶窒化ホウ素表面を熱処理にかける。この熱
処理の間、金属層のボーリング(balling) を防ぐため
に、最初の温度から熱処理温度まで所定の一定速度で徐
々に温度を上昇させる。この「ボーリング」という用語
は、金属被膜がその下にある表面から剥離する現象と定
義され、その際、金属被膜はカールして表面から離れて
ボール状の形になる。昇温速度は２０℃／分未満であ
り、約１０℃／分が好ましい。最初の温度は、通常、約
２４℃の室温である。この熱処理は、約５〜約１０容量
％の水素と混合した不活性ガスを含有する非酸化性雰囲
気中で行なう。不活性ガスは周期表の第０族の希ガスの
中から選択できる。アルゴンが好ましい。物品全体、す
なわち基体とその上にある金属との全体をオーブン加熱
すれば充分であるが、如何なる加熱法でも良い。通常、
この熱処理は、約４００〜約９００℃、好ましくは約５
００〜約７００℃の範囲の熱処理温度で約２５〜約１２
０分行なうが、この温度範囲内で高めの温度にすると一
般に時間が短くなり、逆に低い温度では時間が長くな
る。この熱処理の時間は約１時間が好ましい。メカニズ
ムが充分に理解されているわけではないが、この熱処理
によって立方晶窒化ホウ素表面と金属層との間の化学結
合の形成が改善されるようである。
された立方晶窒化ホウ素表面を熱処理にかける。この熱
処理の間、金属層のボーリング(balling) を防ぐため
に、最初の温度から熱処理温度まで所定の一定速度で徐
々に温度を上昇させる。この「ボーリング」という用語
は、金属被膜がその下にある表面から剥離する現象と定
義され、その際、金属被膜はカールして表面から離れて
ボール状の形になる。昇温速度は２０℃／分未満であ
り、約１０℃／分が好ましい。最初の温度は、通常、約
２４℃の室温である。この熱処理は、約５〜約１０容量
％の水素と混合した不活性ガスを含有する非酸化性雰囲
気中で行なう。不活性ガスは周期表の第０族の希ガスの
中から選択できる。アルゴンが好ましい。物品全体、す
なわち基体とその上にある金属との全体をオーブン加熱
すれば充分であるが、如何なる加熱法でも良い。通常、
この熱処理は、約４００〜約９００℃、好ましくは約５
００〜約７００℃の範囲の熱処理温度で約２５〜約１２
０分行なうが、この温度範囲内で高めの温度にすると一
般に時間が短くなり、逆に低い温度では時間が長くな
る。この熱処理の時間は約１時間が好ましい。メカニズ
ムが充分に理解されているわけではないが、この熱処理
によって立方晶窒化ホウ素表面と金属層との間の化学結
合の形成が改善されるようである。
【００２１】無電解金属を被覆した表面上に、たとえば
電気メッキにより、もうひとつの金属層を設ける場合、
後述する最終のメッキステップの後に上記の熱処理を使
用するのであれば、上記の最初の熱処理は省略すること
も可能である。しかし、好ましい態様では、追加の金属
層を設ける前に熱処理を行なう。第二の金属層を設ける
のに好ましい方法は無電解メッキであるが電気メッキも
使用できる。基体は電気メッキ浴に浸漬する前に洗浄す
るのが普通である。洗浄は、１０容量％の塩酸水溶液の
ような強酸の薄い溶液で基体を濯ぐことによって行なう
ことができる。
電気メッキにより、もうひとつの金属層を設ける場合、
後述する最終のメッキステップの後に上記の熱処理を使
用するのであれば、上記の最初の熱処理は省略すること
も可能である。しかし、好ましい態様では、追加の金属
層を設ける前に熱処理を行なう。第二の金属層を設ける
のに好ましい方法は無電解メッキであるが電気メッキも
使用できる。基体は電気メッキ浴に浸漬する前に洗浄す
るのが普通である。洗浄は、１０容量％の塩酸水溶液の
ような強酸の薄い溶液で基体を濯ぐことによって行なう
ことができる。
【００２２】電気メッキ浴は業界でよく知られており、
たとえば米国特許第４，５５５，３１５号（援用する）
に記載されているが、使用する特定の電気メッキ浴は本
発明にとって臨界的な意味はない。その選択が、メッキ
しようとする特定の金属に部分的に依存するのは当然で
ある。適切な金属としては、ニッケル、銅、コバルト、
パラジウムおよび白金がある。さらに、当業者には分か
るように、特定の浴の内容物は、前記金属の無電解メッ
キに関して考察した要因のいくつかに依存する。銅やそ
の他の各種金属をメッキするための浴の記載は、前述の
カーク‐オスマー(Kirk-Othmer) の文献の第８巻の第８
２６頁以降にある。層を設けるのに使用する浴は、一般
に、水性の酸性銅電解質（たとえば、酸性硫酸銅や酸性
フルオロホウ酸銅タイプのもの）、ハロゲン化物イオン
（たとえば、塩素イオン及び／又は臭素イオン）並び
に、他業界で周知のその他の各種成分を含んでいる。こ
の第二の金属層の厚みは、金属で被覆された基体の目的
用途に依存することは言うまでもない。
たとえば米国特許第４，５５５，３１５号（援用する）
に記載されているが、使用する特定の電気メッキ浴は本
発明にとって臨界的な意味はない。その選択が、メッキ
しようとする特定の金属に部分的に依存するのは当然で
ある。適切な金属としては、ニッケル、銅、コバルト、
パラジウムおよび白金がある。さらに、当業者には分か
るように、特定の浴の内容物は、前記金属の無電解メッ
キに関して考察した要因のいくつかに依存する。銅やそ
の他の各種金属をメッキするための浴の記載は、前述の
カーク‐オスマー(Kirk-Othmer) の文献の第８巻の第８
２６頁以降にある。層を設けるのに使用する浴は、一般
に、水性の酸性銅電解質（たとえば、酸性硫酸銅や酸性
フルオロホウ酸銅タイプのもの）、ハロゲン化物イオン
（たとえば、塩素イオン及び／又は臭素イオン）並び
に、他業界で周知のその他の各種成分を含んでいる。こ
の第二の金属層の厚みは、金属で被覆された基体の目的
用途に依存することは言うまでもない。
【００２３】この第二の電解質層を設ける前に、エッチ
ング剤を使用することが多い。このエッチング剤の典型
例は、塩酸の様な強酸を５０容量％の濃度で含む薄い水
溶液である。このエッチング剤に約１０秒〜約１２０秒
の間、基体を浸漬する。このエッチングステップの後
に、脱イオン水で濯ぐステップが続くのが普通である。
こうして、基体に対する更なるメッキの準備が整う。第
二の電解質層用の電解浴は業界で公知の通常の浴のいず
れでも良い。
ング剤を使用することが多い。このエッチング剤の典型
例は、塩酸の様な強酸を５０容量％の濃度で含む薄い水
溶液である。このエッチング剤に約１０秒〜約１２０秒
の間、基体を浸漬する。このエッチングステップの後
に、脱イオン水で濯ぐステップが続くのが普通である。
こうして、基体に対する更なるメッキの準備が整う。第
二の電解質層用の電解浴は業界で公知の通常の浴のいず
れでも良い。
【００２４】第二の電解層を設けた後、表面を再度水で
濯ぎ、そして基体に対する金属層の付着性をさらに高め
るために第二の熱処理にかけてもよい。このステップで
典型的な熱処理は、約１００〜約５００℃の範囲の温度
で、約５分〜約２０時間の範囲の時間行なう。好ましい
態様の場合、本発明の方法によって調製された物品は、
通常、無電解的に設けられた厚みが約０．２５〜約３ミ
クロンの第一の金属被膜と、無電解的に設けられた厚み
が約５ミクロンの第二の金属層と、所望により無電解的
に設けられた厚みが約５ミクロンの第三の金属層とを有
する。しかし乍ら、本発明は異なる種類の金属の層を複
数層だけ設けることも企図しており、従って、３層、若
しくはそれ以下の数の金属層、又は、本明細書中に開示
された特定の金属層、に本発明が限定されるわけではな
い。
濯ぎ、そして基体に対する金属層の付着性をさらに高め
るために第二の熱処理にかけてもよい。このステップで
典型的な熱処理は、約１００〜約５００℃の範囲の温度
で、約５分〜約２０時間の範囲の時間行なう。好ましい
態様の場合、本発明の方法によって調製された物品は、
通常、無電解的に設けられた厚みが約０．２５〜約３ミ
クロンの第一の金属被膜と、無電解的に設けられた厚み
が約５ミクロンの第二の金属層と、所望により無電解的
に設けられた厚みが約５ミクロンの第三の金属層とを有
する。しかし乍ら、本発明は異なる種類の金属の層を複
数層だけ設けることも企図しており、従って、３層、若
しくはそれ以下の数の金属層、又は、本明細書中に開示
された特定の金属層、に本発明が限定されるわけではな
い。
【００２５】本発明の方法によって調製された物品は、
立方晶窒化ホウ素表面とその上にある金属の合金層（た
とえば、ニッケル合金層）とからなっている。この金属
は、ホウ素のような半金属、またはモリブデン、タング
ステン、チタン、ニオブもしくはクロムのような遷移金
属と合金化されている。この金属層は、立方晶窒化ホウ
素表面に無電解メッキされた第一の金属被膜を含んでい
る。さらに、この第一の金属被膜の上に、二次的な別の
金属層を所望の厚みが得られるまで無電解メッキまたは
電解メッキしてもよい。本発明では、単一のニッケル／
ホウ素合金層、ニッケル／ホウ素合金の一次層とそれに
続くニッケル／リンの二次層、または、ニッケル／ホウ
素合金の一次層とそれに続く二次の銅層および三次のコ
バルト層のような種々の組み合わせの金属合金層が考え
られる。
立方晶窒化ホウ素表面とその上にある金属の合金層（た
とえば、ニッケル合金層）とからなっている。この金属
は、ホウ素のような半金属、またはモリブデン、タング
ステン、チタン、ニオブもしくはクロムのような遷移金
属と合金化されている。この金属層は、立方晶窒化ホウ
素表面に無電解メッキされた第一の金属被膜を含んでい
る。さらに、この第一の金属被膜の上に、二次的な別の
金属層を所望の厚みが得られるまで無電解メッキまたは
電解メッキしてもよい。本発明では、単一のニッケル／
ホウ素合金層、ニッケル／ホウ素合金の一次層とそれに
続くニッケル／リンの二次層、または、ニッケル／ホウ
素合金の一次層とそれに続く二次の銅層および三次のコ
バルト層のような種々の組み合わせの金属合金層が考え
られる。
【００２６】好ましい態様の製品は、たとえば、本発明
の方法によって第一のニッケル／ホウ素合金被膜が無電
解的に被覆された粒子表面を有し、研磨工具（たとえば
研削輪）の樹脂マトリックス中に埋め込まれている、金
属合金で被覆された立方晶窒化ホウ素研磨材粒子のよう
な物品である。この第一の金属被膜の上に、好ましくは
ニッケル／リンからなる第二の金属層を設けてもよく、
この第二の層は無電解メッキまたは電解メッチによって
第一の層上に設けられる。すでに述べたように、第二の
層は無電解金属メッキによって設けるのが好ましい。こ
れらの金属層の合計の厚みは研磨作用に耐えるように充
分な所望の厚みに調節される。
の方法によって第一のニッケル／ホウ素合金被膜が無電
解的に被覆された粒子表面を有し、研磨工具（たとえば
研削輪）の樹脂マトリックス中に埋め込まれている、金
属合金で被覆された立方晶窒化ホウ素研磨材粒子のよう
な物品である。この第一の金属被膜の上に、好ましくは
ニッケル／リンからなる第二の金属層を設けてもよく、
この第二の層は無電解メッキまたは電解メッチによって
第一の層上に設けられる。すでに述べたように、第二の
層は無電解金属メッキによって設けるのが好ましい。こ
れらの金属層の合計の厚みは研磨作用に耐えるように充
分な所望の厚みに調節される。
【００２７】本発明によって開示される製品の別の例
は、金属合金で被覆された立方晶窒化ホウ素薄膜により
提供される研磨材表面を有する、エンドミルの如き、通
常はディスク状の研磨工具である。この薄膜の表面には
無電解メッキされたニッケル／ホウ素合金被膜が設けら
れている。この第一の金属被膜の上に、好ましくはニッ
ケル／リンからなる第二の金属層を設けてもよく、この
第二の層は無電解メッキまたは電解メッチによって第一
の層上に設けられる。こうして立方晶窒化ホウ素薄膜に
上記のような金属合金被膜を設けることによって、工具
ホルダーの表面のような他の金属表面に対するその付着
度が大幅に改善される。
は、金属合金で被覆された立方晶窒化ホウ素薄膜により
提供される研磨材表面を有する、エンドミルの如き、通
常はディスク状の研磨工具である。この薄膜の表面には
無電解メッキされたニッケル／ホウ素合金被膜が設けら
れている。この第一の金属被膜の上に、好ましくはニッ
ケル／リンからなる第二の金属層を設けてもよく、この
第二の層は無電解メッキまたは電解メッチによって第一
の層上に設けられる。こうして立方晶窒化ホウ素薄膜に
上記のような金属合金被膜を設けることによって、工具
ホルダーの表面のような他の金属表面に対するその付着
度が大幅に改善される。
【００２８】本発明をさらに理解するためには以下の特
定実施例を参照されたい。実施例１ ０．１１４Ｍ硫酸ニッケル、０．３３７Ｍリンゴ酸およ
び０．０６Ｍジメチルアミンボランを混合することによ
ってＮｉ／Ｂ無電解浴水溶液２００ミリリットルを作成
した。この浴のｐＨはＮＨ4 ＯＨを使用して５．５に調
節した。メッキの間、この浴は８５℃に維持した。
定実施例を参照されたい。実施例１ ０．１１４Ｍ硫酸ニッケル、０．３３７Ｍリンゴ酸およ
び０．０６Ｍジメチルアミンボランを混合することによ
ってＮｉ／Ｂ無電解浴水溶液２００ミリリットルを作成
した。この浴のｐＨはＮＨ4 ＯＨを使用して５．５に調
節した。メッキの間、この浴は８５℃に維持した。
【００２９】多結晶質立方晶窒化ホウ素薄膜から直径１
インチのデイスクをいくつか用意し、まず、マクダーミ
ッド(MacDermid) （登録商標）Ｄ３４Ｃ Ｐｄの溶液に
２５℃で４分間入れて活性化した後、脱イオン水中で洗
浄してから空気中で乾燥させた。次に、立方晶窒化ホウ
素ディスクの内の幾つかをメッキ浴中に入れた。メッキ
時間は１０分であった。１．０ミクロンの厚みのＮｉ／
Ｂ被膜がディスク上に形成された。その後、これらのデ
ィスクを、水素７％とアルゴン９３％の非酸化性雰囲気
中で１０℃／分の速度で、下記表１に示すいろいろな熱
処理温度まで徐々に加熱した。熱処理は１時間行なっ
た。
インチのデイスクをいくつか用意し、まず、マクダーミ
ッド(MacDermid) （登録商標）Ｄ３４Ｃ Ｐｄの溶液に
２５℃で４分間入れて活性化した後、脱イオン水中で洗
浄してから空気中で乾燥させた。次に、立方晶窒化ホウ
素ディスクの内の幾つかをメッキ浴中に入れた。メッキ
時間は１０分であった。１．０ミクロンの厚みのＮｉ／
Ｂ被膜がディスク上に形成された。その後、これらのデ
ィスクを、水素７％とアルゴン９３％の非酸化性雰囲気
中で１０℃／分の速度で、下記表１に示すいろいろな熱
処理温度まで徐々に加熱した。熱処理は１時間行なっ
た。
【００３０】米国カリフォルニア州サンタバーバラ(San
ta Barbara) のクワッド・グループ(Quad Group)が販売
しているセバスティアン(Sebastian) Ｉ型接着試験機で
付着力を測定した。この接着試験機は、規格通りにエポ
キシ被覆されたピンを試験表面から引き剥がすのに必要
な力をポンド／平方インチ（ｐｓｉ）の単位で測定する
ものである。この規格に合ったエポキシ被覆ピンは米国
ワシントン、スポーカン(Spokane) のクワッド・グルー
プ(Quad Group)が販売している。ピンのエポキシ表面を
試験表面に対して突合わせて保持してから、標準の試験
法に従って加熱して標準接着レベルまでエポキシを硬化
させた。この標準法では、ピンをそれを付着させた試験
サンプルと共に１時間１５０℃に加熱する。Ｎｉ／Ｂ被
膜をピンから分離するのに必要な付着力を表１に挙げ
る。 表 １： ＣＢＮに対するＮｉ／Ｂの付着力 熱処理温度（℃） 付着力（ｐｓｉ） ５００ ２５０ ５５０ １３４０ ６００ ７０００ ６００ ８０９０ ６００ １９０ ６００ ３８３０ ６２５ ５０ ６２５ ７２８０ ６２５ １３９０ ６５０ ５００ ６５０ ２１０ ６５０ ７５０ ７００ ５０ ディスク上のＮｉ／Ｂ層を走査型電子顕微鏡で検査した
ところ、滑らかで充分に濡れた表面であった。このＮｉ
／Ｂ被膜を立方晶窒化ホウ素基板から溶脱し、原子吸光
スペクトル分析によって分析して組成を決定した。Ｎｉ
／Ｂ被膜の組成はＢが４％、Ｎｉが９６％であった。
ta Barbara) のクワッド・グループ(Quad Group)が販売
しているセバスティアン(Sebastian) Ｉ型接着試験機で
付着力を測定した。この接着試験機は、規格通りにエポ
キシ被覆されたピンを試験表面から引き剥がすのに必要
な力をポンド／平方インチ（ｐｓｉ）の単位で測定する
ものである。この規格に合ったエポキシ被覆ピンは米国
ワシントン、スポーカン(Spokane) のクワッド・グルー
プ(Quad Group)が販売している。ピンのエポキシ表面を
試験表面に対して突合わせて保持してから、標準の試験
法に従って加熱して標準接着レベルまでエポキシを硬化
させた。この標準法では、ピンをそれを付着させた試験
サンプルと共に１時間１５０℃に加熱する。Ｎｉ／Ｂ被
膜をピンから分離するのに必要な付着力を表１に挙げ
る。 表 １： ＣＢＮに対するＮｉ／Ｂの付着力 熱処理温度（℃） 付着力（ｐｓｉ） ５００ ２５０ ５５０ １３４０ ６００ ７０００ ６００ ８０９０ ６００ １９０ ６００ ３８３０ ６２５ ５０ ６２５ ７２８０ ６２５ １３９０ ６５０ ５００ ６５０ ２１０ ６５０ ７５０ ７００ ５０ ディスク上のＮｉ／Ｂ層を走査型電子顕微鏡で検査した
ところ、滑らかで充分に濡れた表面であった。このＮｉ
／Ｂ被膜を立方晶窒化ホウ素基板から溶脱し、原子吸光
スペクトル分析によって分析して組成を決定した。Ｎｉ
／Ｂ被膜の組成はＢが４％、Ｎｉが９６％であった。
【００３１】比較のために、上記立方晶窒化ホウ素ディ
スクを、通常のＡＫ１０００（登録商標）Ｎｉ／Ｐ浴に
ホウ素を添加しないで、ニッケルで被覆した。この被膜
は熱処理後、ニッケル被膜が立方晶窒化ホウ素表面から
完全にボーリングしており、上記の接着試験においてこ
の被膜はディスクの立方晶窒化ホウ素表面から１００ｐ
ｓｉ未満で分離した。したがって、本発明の方法によ
り、ニッケルとホウ素を合金にすることによって、立方
晶窒化ホウ素に対するニッケル被膜の付着性が予想外に
大きく改善されることは明らかである。
スクを、通常のＡＫ１０００（登録商標）Ｎｉ／Ｐ浴に
ホウ素を添加しないで、ニッケルで被覆した。この被膜
は熱処理後、ニッケル被膜が立方晶窒化ホウ素表面から
完全にボーリングしており、上記の接着試験においてこ
の被膜はディスクの立方晶窒化ホウ素表面から１００ｐ
ｓｉ未満で分離した。したがって、本発明の方法によ
り、ニッケルとホウ素を合金にすることによって、立方
晶窒化ホウ素に対するニッケル被膜の付着性が予想外に
大きく改善されることは明らかである。
【００３２】実施例２
米国オハイオ州ワーチングトン(Worthington) のジー・
イー・スーパーアブレージブズ(GE Superabrasives) が
販売している１７０／２００メッシュサイズのボラゾン
(Borazon) （登録商標）立方晶窒化ホウ素粉末の２０グ
ラムのバッチを、マクダーミッド(MacDermid) （登録商
標）Ｄ３４Ｃ Ｐｄ触媒に２５℃で４分間懸濁させた
後、脱イオン水で濯ぎ、風乾した。この立方晶窒化ホウ
素粒子を、実施例１に記載したＮｉ／Ｂ浴１５００mlに
入れた。このＮｉ／Ｂ浴で無電解メッキした後立方晶窒
化ホウ素粉末を脱イオン水で濯ぎ、更に濾過して風乾し
た。この様に無電解メッキした立方晶窒化ホウ素粉末
を、次に、７％水素および９３％アルゴン中で１時間熱
処理した。この加熱は、１０℃／分の一定速度で６００
℃まで徐々に上げた。次に、熱処理した立方晶窒化ホウ
素粉末を走査型電子顕微鏡で検査した。この検査によっ
て、立方晶窒化ホウ素粉末粒子が均一で充分に濡れた被
膜をもっていることが示された。常用の酸浴中でＮｉ／
Ｂ被膜を立方晶窒化ホウ素粉末から溶脱して原子吸光ス
ペクトル分光法で組成を分析した。Ｎｉ／Ｂの組成は実
施例１のものと同じであった。このＮｉ／Ｂ被膜が均一
であると仮定して、重量増加からＮｉ／Ｂ被膜の厚みを
計算した。その厚みは０．９ミクロンであった。次い
で、Ｎｉ／Ｂで被覆された立方晶窒化ホウ素粒子に、Ａ
Ｋ１０００（登録商標）Ｎｉ／Ｐ浴で５６重量％のニッ
ケルを得るのに充分な時間かけて第二の層を無電解メッ
キした。その後、この立方晶窒化ホウ素粉末を研磨用研
削輪に使用した。立方晶窒化ホウ素粉末の粒子はＮｉ／
Ｂ結合被膜とＮｉ／Ｐオーバーコートに対して良好な付
着性を示していた。
イー・スーパーアブレージブズ(GE Superabrasives) が
販売している１７０／２００メッシュサイズのボラゾン
(Borazon) （登録商標）立方晶窒化ホウ素粉末の２０グ
ラムのバッチを、マクダーミッド(MacDermid) （登録商
標）Ｄ３４Ｃ Ｐｄ触媒に２５℃で４分間懸濁させた
後、脱イオン水で濯ぎ、風乾した。この立方晶窒化ホウ
素粒子を、実施例１に記載したＮｉ／Ｂ浴１５００mlに
入れた。このＮｉ／Ｂ浴で無電解メッキした後立方晶窒
化ホウ素粉末を脱イオン水で濯ぎ、更に濾過して風乾し
た。この様に無電解メッキした立方晶窒化ホウ素粉末
を、次に、７％水素および９３％アルゴン中で１時間熱
処理した。この加熱は、１０℃／分の一定速度で６００
℃まで徐々に上げた。次に、熱処理した立方晶窒化ホウ
素粉末を走査型電子顕微鏡で検査した。この検査によっ
て、立方晶窒化ホウ素粉末粒子が均一で充分に濡れた被
膜をもっていることが示された。常用の酸浴中でＮｉ／
Ｂ被膜を立方晶窒化ホウ素粉末から溶脱して原子吸光ス
ペクトル分光法で組成を分析した。Ｎｉ／Ｂの組成は実
施例１のものと同じであった。このＮｉ／Ｂ被膜が均一
であると仮定して、重量増加からＮｉ／Ｂ被膜の厚みを
計算した。その厚みは０．９ミクロンであった。次い
で、Ｎｉ／Ｂで被覆された立方晶窒化ホウ素粒子に、Ａ
Ｋ１０００（登録商標）Ｎｉ／Ｐ浴で５６重量％のニッ
ケルを得るのに充分な時間かけて第二の層を無電解メッ
キした。その後、この立方晶窒化ホウ素粉末を研磨用研
削輪に使用した。立方晶窒化ホウ素粉末の粒子はＮｉ／
Ｂ結合被膜とＮｉ／Ｐオーバーコートに対して良好な付
着性を示していた。
【００３３】実施例３
標準的な無電解浴ＡＫ１０００（登録商標）Ｎｉ／Ｐに
０．０１５Ｍモリブデン酸ナトリウムを加えることによ
ってＮｉ／Ｍｏ無電解浴の溶液２００ミリリットルを作
成した。ＮａＯＨを使用してこの浴のｐＨを９．０に調
節した。この浴はメッキの間８５℃に維持した。次に、
実施例１に記載したステップによって活性化した活性化
立方晶窒化ホウ素ディスクをメッキ浴の中に入れた。メ
ッキ時間は２０分であった。
０．０１５Ｍモリブデン酸ナトリウムを加えることによ
ってＮｉ／Ｍｏ無電解浴の溶液２００ミリリットルを作
成した。ＮａＯＨを使用してこの浴のｐＨを９．０に調
節した。この浴はメッキの間８５℃に維持した。次に、
実施例１に記載したステップによって活性化した活性化
立方晶窒化ホウ素ディスクをメッキ浴の中に入れた。メ
ッキ時間は２０分であった。
【００３４】この立方晶窒化ホウ素ディスク上のＮｉ／
Ｍｏ被膜の厚みは２．０ミクロンであった。このディス
クのサンプルを、水素７％とアルゴン９３％の非酸化性
雰囲気中で１０℃／分の速度で９００℃まで徐々に加熱
した後、１時間熱処理した。実施例１に記載のセバステ
ィアン(Sebastian) Ｉ型接着試験機で付着力を測定し
た。Ｎｉ／Ｍｏ被膜をピンから分離するのに必要な付着
力は３７００ｐｓｉを越えていた。この被膜を立方晶窒
化ホウ素基板から溶脱し、原子吸光分光法によって分析
してその組成を決定した。Ｎｉ／Ｍｏ被膜の組成はＭｏ
が１５．８％、Ｎｉが８３．４％、Ｐが０．８％であっ
た。
Ｍｏ被膜の厚みは２．０ミクロンであった。このディス
クのサンプルを、水素７％とアルゴン９３％の非酸化性
雰囲気中で１０℃／分の速度で９００℃まで徐々に加熱
した後、１時間熱処理した。実施例１に記載のセバステ
ィアン(Sebastian) Ｉ型接着試験機で付着力を測定し
た。Ｎｉ／Ｍｏ被膜をピンから分離するのに必要な付着
力は３７００ｐｓｉを越えていた。この被膜を立方晶窒
化ホウ素基板から溶脱し、原子吸光分光法によって分析
してその組成を決定した。Ｎｉ／Ｍｏ被膜の組成はＭｏ
が１５．８％、Ｎｉが８３．４％、Ｐが０．８％であっ
た。
【００３５】比較のために、常用のＡＫ１０００（登録
商標）Ｎｉ／Ｐ浴にＭｏを添加しないで、上記立方晶窒
化ホウ素ディスクのひとつをニッケル被覆した。この被
膜は熱処理後ニッケル被膜が立方晶窒化ホウ素表面から
完全にボーリングしており、上記の接着試験においてこ
の被膜はディスクの立方晶窒化ホウ素表面から１００ｐ
ｓｉ未満で分離した。したがって、本発明の方法によ
り、ニッケルとモリブデンを合金にすることによって、
立方晶窒化ホウ素に対するニッケル被膜の付着性が予想
外に大きく改善されることが明らかである。
商標）Ｎｉ／Ｐ浴にＭｏを添加しないで、上記立方晶窒
化ホウ素ディスクのひとつをニッケル被覆した。この被
膜は熱処理後ニッケル被膜が立方晶窒化ホウ素表面から
完全にボーリングしており、上記の接着試験においてこ
の被膜はディスクの立方晶窒化ホウ素表面から１００ｐ
ｓｉ未満で分離した。したがって、本発明の方法によ
り、ニッケルとモリブデンを合金にすることによって、
立方晶窒化ホウ素に対するニッケル被膜の付着性が予想
外に大きく改善されることが明らかである。
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭60−75582（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−43371（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−132497（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−110586（ＪＰ，Ａ)
特公 昭52−49197（ＪＰ，Ｂ１)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C23C 18/16 - 18/52
B24D 3/00 330
C04B 41/90
C09K 3/14 550
Claims (10)
- 【請求項１】 立方晶窒化ホウ素物品の表面に対する金
属の合金被膜の付着性を改良するための方法であって、 前記物品の表面を触媒的に活性化する段階と、 前記物品の前記表面を所望の厚さにメッキするのに有効
な時間、前記金属の化合物と、ホウ素、モリブデン、チ
タン、ニオブおよびクロムより成る群の中から選択され
た元素の化合物とを含む無電解メッキ浴に前記物品を浸
漬する段階と、 前記無電解メッキされた物品を非酸化性雰囲気中で室温
から４００〜９００℃の熱処理温度まで２０℃／分未満
の所定速度で徐々に加熱する段階と、 前記表面と前記金属の合金被膜との間で６９０ｋＰａ
（１００ｐｓｉ）以上の付着度が達成されるまで、前記
無電解メッキされた物品を前記熱処理温度に維持する段
階とから成る、方法。 - 【請求項２】 前記金属の合金はニッケルとホウ素との
合金である、請求項１の方法。 - 【請求項３】 前記金属の合金被膜上に第二の金属層を
無電解メッキまたは電解メッキする段階を更に含む、請
求項１または２の方法。 - 【請求項４】 前記物品に１００〜５００℃で５分〜２
０時間熱処理を施す段階を更に含む、請求項３の方法。 - 【請求項５】 前記浴は５．０〜１０．０のｐＨに維持
される、請求項１乃至４のいずれかの方法。 - 【請求項６】 前記元素の前記化合物が０．００５〜
０．１Ｍの濃度のジメチルアミンボランである、請求項
１乃至５のいずれかの方法。 - 【請求項７】 所望の厚さのニッケルの合金皮膜の立方
晶窒化ホウ素物品の表面に対する付着性を改良する、請
求項１の方法。 - 【請求項８】 前記粒子の表面のメッキの間、前記浴を
攪拌して前記粒子のブリッジ形成を防ぐ、請求項７の方
法。 - 【請求項９】 前記無電解メッキされた粒子に、無電解
メッキされたニッケル・リン合金からなる第二の層を更
に設ける、請求項７または８の方法。 - 【請求項１０】 樹脂状マトリックス中に均一に分散し
て埋め込まれた立方晶窒化ホウ素粒子を含む研磨用工具
であって、前記粒子の表面がその上に無電解的に設けら
れたニッケル合金被膜を有しており、前記ニッケル合金
被膜が、ホウ素、モリブデン、チタン、ニオブおよびク
ロムより成る群の中から選択された元素とニッケルとの
合金からなり、前記ニッケル合金被膜が更に非酸化性雰
囲気中で室温から４００〜９００℃の熱処理温度まで２
０℃／分未満の速度で徐々に加熱を受け、次いで前記粒
子が前記立方晶窒化ホウ素粒子の前記表面と前記マトリ
ックスとの間の付着性を改良するために前記熱処理温度
で熱処理にかけられる、研磨用工具。
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| JPH05195267A JPH05195267A (ja) | 1993-08-03 |
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| JPH02503696A (ja) * | 1987-05-12 | 1990-11-01 | マッコーマス，チャールズ，エドワード | 耐摩耗性金属コーティング用安定化非電解バス |
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- 1991-08-01 US US07/738,758 patent/US5188643A/en not_active Expired - Fee Related
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1992
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- 1992-07-28 DE DE69206510T patent/DE69206510T2/de not_active Expired - Fee Related
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- 1992-07-31 KR KR1019920013800A patent/KR100292310B1/ko not_active IP Right Cessation
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