JP3526947B2 - アルカリ性亜鉛めっき - Google Patents
アルカリ性亜鉛めっきInfo
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- Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
Description
すのにめっき浴中にシリカを溶解させ、更に、微量の
鉄、コバルト、ニッケルのうち一種または二種以上を含
有する高耐食性亜鉛めっき方法に関するものである。
性の強いシアンめっきに代わるノンシアンジンケートめ
っき浴が多く用いられるようになってきた。ところがこ
のめっき浴も耐食性のニーズを充分満足できないこと
や、クロムなどの異種金属の混入に弱いという耐不純物
性の悪さがあり、その対応として従来のノンシアンジン
ケートめっき浴をベースに多量のキレート剤を用いて亜
鉛以外の金属を溶解させたアルカリ性亜鉛系合金めっき
浴が開発されてきた。しかし、このアルカリ性亜鉛系合
金めっき浴はノンシアンジンケートめっき浴に比べ多量
のキレート剤を含有するため廃水処理性が極端に悪く、
めっき廃水の重金属除去が困難である。また、亜鉛以外
の金属と多量のキレート剤を含有するため二次加工性等
の皮膜物性が悪く、更に、処理コストが高くなる等の理
由から普及が妨げられている。
理性において問題が少ないシリカを加え、亜鉛と複合さ
せた亜鉛−シリカ複合めっき製造方法で従来の問題点を
改善する試みが近年盛んに行われている。しかしなが
ら、これまで検討されている亜鉛−シリカ複合めっき製
造方法に関する文献(例えば特開昭61−143597
号)に記載されたアルカリ性亜鉛−シリカ複合めっき浴
組成では、めっき浴中にシリカ微粒子を加えているた
め、めっき浴が懸濁かつゲル状になっている。そのた
め、撹拌をしながら電解処理を行わなければならない。
さらにめっき浴が懸濁かつゲル状になっていると、めっ
き皮膜の外観が悪く、まためっき皮膜の均一電着性が不
足する。そして、電解処理後ゲル状のめっき浴成分が部
品表面に付着するため、電解処理後の水洗に時間がかか
るという問題点があり実用化には至っていない。
従来のノンシアンジンケートめっき浴は、低価格で廃水
処理性に優れているが耐食性や耐不純物性が悪く、また
耐食性を向上させたアルカリ性亜鉛系合金めっき浴は亜
鉛以外の金属と多量のキレート剤を含有するため、廃水
処理性、皮膜物性、処理コストに問題がある。そして、
これまで検討されているアルカリ性亜鉛−シリカ複合め
っき浴は上記のようにめっき浴が懸濁するための各種の
問題点がある。
ンシアンジンケートめっき浴の廃水処理性の良さに注目
し、そこにシリカを可溶化させた形で導入し、更に、
鉄、コバルト、ニッケルのうち一種または二種以上を単
独のイオン、またはキレート剤によりキレートして、ま
たはシリカに吸着した形で含有させることにより、廃水
処理性や処理コストを損なうことなくめっき外観が良好
になり、皮膜物性も向上し、また、ノンシアンジンケー
トめっき浴でめっき外観を管理するうえで常に問題とな
るめっき浴に混入する異種金属の影響も生じ難いためク
ロム、銅、スズらが浴中に共存しても問題が少なく、ク
ロメート後の耐食性を飛躍的に向上させることができ、
めっき浴が懸濁かつゲル状にならないアルカリ性亜鉛め
っき浴を新規な知見に基づき完成した。その結果、アル
カリ性ジンケートめっき浴では不純物とされていた金属
が不純物になり難く、得られる皮膜はアルカリ性ジンケ
ートめっき浴から得られる皮膜より優れた外観、皮膜物
性であり得ることが判明した。即ち、本発明のアルカリ
性亜鉛めっき方法は、めっき浴組成が亜鉛濃度6〜40
g/l、カ性ソーダ濃度60〜200g/l、但し、シ
リカ供給源にコロイダルシリカを使用した場合はカ性ソ
ーダ濃度120〜200g/l、溶解しているシリカを
シリカ濃度として0.01〜100g/l、鉄、コバル
ト、ニッケルのうち一種または二種以上を3〜100m
g/l含み、また、キレート剤を含まないか、あるいは
含む、アルカリ性亜鉛めっき浴を使用して電気めっきを
金属面に施すことを特徴とする。特に、このように電解
処理後、既存のクロメート処理を施すことによって従来
の亜鉛めっき浴から得られる皮膜に比べ、容易且つ飛躍
的に耐食性を向上させることを可能にした。
次の通りである。本発明のめっき浴の成分は、亜鉛濃度
6〜40g/l(好ましくは8〜22g/l)、カ性ソ
ーダ濃度60〜200g/l(好ましくは100〜16
0g/l)、但し、シリカ供給源にコロイダルシリカを
使用した場合はカ性ソーダ濃度120〜200g/l
(好ましくは140〜160g/l)、シリカ濃度0.
01〜100g/l(好ましくは5〜45g/l)、
鉄、コバルト、ニッケルのうち一種または二種以上の総
計の濃度3〜100mg/l(好ましくは7〜40mg
/l)の範囲内である。鉄、コバルト、ニッケルのうち
一種または二種以上および亜鉛は電着成分として必須で
あり、シリカは鉄、コバルト、ニッケルのうち一種また
は二種以上や共存するクロム、銅、スズ等を浴中で安定
した状態に保つために必須であり、カ性ソーダはシリカ
を溶解させ、亜鉛を電着可能なイオン状態にすると同時
に支持電解質として必須である。また、キレート剤は均
一電着性の向上に有効であり、浴中の鉄、コバルト、ニ
ッケルや共存しているクロム、銅、スズらが高濃度で、
外観上の不具合が認められる際に、シリカに吸着されず
にいるイオンをキレートするために任意の量を添加する
ことが望ましいが、多量のキレート剤の存在は廃水処
理、特に重金属の除去を困難にするため0.007モル
/l以下が良い。尚、キレート剤を添加しなくとも、ほ
とんどの場合支障なく電気めっきを行うことが可能であ
る。
亜鉛濃度については、6g/l未満では電着速度が極端
に遅くなり、40g/lを超えると高電流密度部にヤケ
が発生し低電流密度部のつきまわり性が不足する。カ性
ソーダ濃度については、60g/l未満ではシリカが懸
濁、ゲル状になって溶解しなくなり、200g/lを超
えると高電流密度部にヤケが発生しやすくなる。但し、
シリカ供給源にコロイダルシリカを使用する場合は、カ
性ソーダ濃度120g/l未満でシリカが懸濁、ゲル状
になって溶解しなくなるので120g/l以上必要であ
る。シリカ濃度については、0.01g/l未満では
鉄、コバルト、ニッケルのうち一種または二種以上およ
び共存するクロム、銅、スズ等の金属の存在による外観
上の不具合がでやすくなり、100g/lを超えると電
流効率が低下する。鉄、コバルト、ニッケルのうち一種
または二種以上の総計濃度については、3mg/l未満
ではクロメート後の高耐食性が得られなくなり、100
mg/lを超えるとめっき皮膜の過剰光沢およびクロメ
ート皮膜の化成不良を生じ、また、低電流密度部のつき
まわり性が低下する。
合物としては、コロイダルシリカ、パウダー状で水に分
散されるとコロイダルシリカになるもの、ケイ酸塩(一
般式mMOX ・nSiO2 :Mは金属、m、nは自然
数、xは1または2を示す)例えば3号ケイ酸ソーダ等
が使用可能である。
カリ性ジンケートめっき浴同様、そのまま電解処理を行
うと高電流密度部のヤケ、低電流密度部のつきまわり性
不足が生じる。このため、添加剤としての光沢剤の使用
は必須であるが、その種類および添加量については、市
販されているアルカリ性ジンケートめっき浴用添加剤を
用いればよい。光沢剤としては各種アミン類(アルキル
アミン、ポリアルキレンポリアミン等)とエピハロヒド
リンとの反応物又はアルキル化化合物を主体に、バニリ
ン、ヘリオトロピン、アニスアルデヒドなどの芳香族ア
ルデヒド類を一種または二種以上含んだもの、例えば日
本表面化学(株)製#8200(ジメチルアミン、ジエ
チレントリアミンとエピクロルヒドリンとの反応物とア
ルデヒド類の混合物)等が挙げられる。
食性を得るのに必須である。クロメート処理としては通
常の電気亜鉛めっきおよび亜鉛−鉄、亜鉛−ニッケル等
の電気亜鉛系合金めっきの後処理に使用されている光沢
クロメート剤、有色クロメート剤、黒色クロメート剤、
緑色クロメート剤の使用が可能である。例えば、日本表
面化学(株)製のローメイト#62(有色クロメート)
等が挙げられる。
アルカリ性亜鉛めっき浴を使用することによりめっき浴
が懸濁かつゲル状になることはなく、従来のアルカリ性
ジンケートめっき浴において不純物とされていた鉄、
銅、クロム等の金属を不純物として扱う必要がない。ま
た、本発明のアルカリ性亜鉛めっき浴を使用して電気め
っきを行った際のめっき皮膜の外観、皮膜物性が良好に
なり、更に、鉄、コバルト、ニッケルのうち一種または
二種以上の存在と、めっき後にクロメート処理を行うこ
とにより耐食性が飛躍的に向上する。また、本発明で使
用するめっき液はキレート剤を使用しないか、または使
用する場合も微量ですむため、アルカリ性ジンケートめ
っき浴が有する廃水処理性を損なうことがない。特開昭
61−143597号等の従来技術のアルカリ性亜鉛−
シリカ複合めっき浴ではめっき浴にシリカ微粒子を加え
ていることから、めっき浴が懸濁かつゲル状になってい
るため撹拌をしながら電解処理を行わなければならなか
ったが、本発明ではアルカリ性亜鉛めっき浴を特定の組
成から構成し、シリカを可溶化することによりかかる問
題を解消し、また耐食性も鉄、コバルト、ニッケルのう
ちの一種または二種以上の含有と、めっき後のクロメー
ト処理により飛躍的に向上した。
説明する。尚、ここで使用するコロイダルシリカは触媒
化成工業(株)製カタロイドSI−30(製品中のシリ
カ成分濃度30〜31wt%)であった。また、3号ケ
イ酸ソーダは、JIS K1408に定められているも
の(シリカ濃度28〜30%)である。
不純物であった金属が、本発明のアルカリ性亜鉛めっき
浴においては外観に悪影響を与えないことを確認するた
めに、以下の要領で金属添加試験を行った。表1に示し
た組成を有する水溶液に添加剤として光沢剤(#820
0日本表面化学(株)製)4ml/lを加えて調製し
た。これに六価クロムを1、3、5、10mg/lおよ
び銅を、2.5、5、10、15mg/l添加し、陽極
に鉄板を用いて、アルカリ脱脂処理し酸洗したSPCC
−SD短冊板(100mm×50mm×1mm)を陰極
とし、めっき浴温22℃±2℃、電流密度2A/dm2
で15分間電解処理した。それぞれのめっき外観および
クロメート処理後の外観を目視で観察した。
として光沢剤(#8200日本表面化学(株)製)を
8、16、24ml/l加えて調製した。陽極に鉄板を
用いて、アルカリ脱脂処理し酸洗したSPCC−SD短
冊板(100mm×50mm×1mm)を陰極とし、め
っき浴温18℃±2℃、電流密度2A/dm2 でめっき
膜厚が10μmになるよう電解処理を行った。それぞれ
の試験片を次の試験項目で皮膜物性試験を行った。 (1)二次加工性 一次加工された部品をめっき処理後、さらに加工をする
際にめっき皮膜がはがれる場合があるために行う試験で
あり、エリクセン試験器を使用し押出し条件5mmで試
験した。 (2)加熱密着性 熱経歴によるめっき皮膜の密着性をみるために、200
℃で4時間加熱処理を行った。 (3)経時密着性 めっき皮膜の経時による密着性をみるために、60℃で
144時間加熱処理を行った。
として光沢剤(#8200日本表面化学(株)製)4m
l/lを加えてアルカリ性亜鉛めっき浴を調製した。陽
極に鉄板を用いて、アルカリ脱脂処理し酸洗したSPC
C−SD短冊板(100mm×50mm×1mm)を陰
極とし、めっき浴温22℃±2℃、電流密度2A/dm
2 でめっき膜厚が5μmになるよう電解処理し、外観評
価を目視で行いその後クロメート処理(ローメイト#6
2日本表面化学(株)製)を行った。そして、これをJ
IS Z2371による塩水噴霧試験で、白錆発生およ
び赤錆発生までの時間を調査した。
水溶液にさらに添加剤として光沢剤(#8200日本表
面化学(株)製)を加えてめっき浴を調製した。比較例
1は光沢剤を4ml/l加え、実施例1と同様な条件で
電気めっき及びクロメート処理を行った。比較例2は光
沢剤を8、16、24ml/l加え、実施例2と同様な
条件で電気めっきを行った。比較例3〜6は光沢剤を4
ml/l加え、実施例3〜12と同様な条件で電気めっ
き及びクロメート処理を行った。実施例1及び比較例1
の結果を表5に示す。
す。
表7に示す。
浴への添加金属は従来のアルカリ性ジンケートめっき浴
ではめっき外観に対し有害な不純物として作用するが、
本発明においては外観上の悪影響をあたえない。従っ
て、これらの金属を浴成分として含有することが可能で
あり、表6より、本発明によるアルカリ性亜鉛めっき浴
からのめっき皮膜は、従来のアルカリ性ジンケートめっ
き浴からのめっき皮膜に比べ、優れた皮膜物性が得られ
た。また、表7より、本発明によるアルカリ性亜鉛めっ
き浴からのめっき皮膜は、従来のアルカリ性ジンケート
めっき浴からのめっき皮膜に比べ優れた外観が得られ、
更にクロメート処理を行うことにより耐食性が飛躍的に
向上した。
カをアルカリ性亜鉛めっき浴に溶解することが可能であ
り、また、浴中に鉄、コバルト、ニッケルのうち一種ま
たは二種以上含有することが可能である。そのアルカリ
性亜鉛めっき浴は従来のアルカリ性ジンケートめっき浴
において不純物とされていた金属がめっき外観に悪影響
を与えにくく、得られる皮膜は皮膜物性が良い。そして
クロメート処理を行うことにより従来の亜鉛めっきに比
べ耐食性が飛躍的に向上する。また、キレート剤を用い
る場合も少量ですむため、従来のアルカリ性亜鉛系合金
めっき浴より廃水処理が容易になる。なお本発明で好適
に使用しているシリカは、工業的に大量生産され、低価
格で供給されている。
Claims (6)
- 【請求項1】 亜鉛濃度6〜40g/l、カ性ソーダ濃
度60〜200g/l、コロイダルシリカを除く、溶解
しているシリカをシリカ濃度として0.01〜100g
/l、鉄、コバルト、ニッケルのうち一種または二種以
上を3〜100mg/l、添加剤として光沢剤を含有す
る金属部品用アルカリ性亜鉛めっき浴。 - 【請求項2】 亜鉛濃度6〜40g/l、カ性ソーダ濃
度120〜200g/l、コロイダルシリカを溶解させ
たものをシリカ濃度として0.01〜100g/l、
鉄、コバルト、ニッケルのうち一種または二種以上を3
〜100mg/l、添加剤として光沢剤を含有する金属
部品用アルカリ性亜鉛めっき浴。 - 【請求項3】 更にキレート剤を含む請求項1または請
求項2記載の金属部品用アルカリ性亜鉛めっき浴。 - 【請求項4】 キレート剤がオキシカルボン酸塩類、ポ
リアミン類、アミノカルボン酸類、多価アルコール類、
チオ尿素類、アルカノールアミン類、アルドヘキソース
類である請求項3記載の金属部品用アルカリ性亜鉛めっ
き浴。 - 【請求項5】 請求項1、2、3または4記載のめっき
浴を使用して鉄、銅、アルミニウム、亜鉛、ニッケル、
錫、マグネシウム或いはこれらの合金に電気めっきを施
すことを特徴とする金属部品用アルカリ性亜鉛めっき方
法。 - 【請求項6】 請求項5記載のアルカリ性亜鉛めっき方
法によりめっきを施し、次いでクロメート処理をするこ
とを特徴とする金属部品用アルカリ性亜鉛めっき方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03773895A JP3526947B2 (ja) | 1995-02-03 | 1995-02-03 | アルカリ性亜鉛めっき |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03773895A JP3526947B2 (ja) | 1995-02-03 | 1995-02-03 | アルカリ性亜鉛めっき |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH08209393A JPH08209393A (ja) | 1996-08-13 |
JP3526947B2 true JP3526947B2 (ja) | 2004-05-17 |
Family
ID=12505837
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP03773895A Expired - Lifetime JP3526947B2 (ja) | 1995-02-03 | 1995-02-03 | アルカリ性亜鉛めっき |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3526947B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5219011B2 (ja) * | 1999-11-10 | 2013-06-26 | 日本表面化学株式会社 | 表面処理液、表面処理剤及び表面処理方法 |
JP5005849B2 (ja) * | 2000-01-31 | 2012-08-22 | ディップソール株式会社 | アルカリ性亜鉛及び亜鉛合金めっき浴 |
JP5551094B2 (ja) * | 2011-01-31 | 2014-07-16 | ディップソール株式会社 | アルカリ性亜鉛及び亜鉛合金めっき浴 |
-
1995
- 1995-02-03 JP JP03773895A patent/JP3526947B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH08209393A (ja) | 1996-08-13 |
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