JP5732721B2 - クロムめっき方法 - Google Patents
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Description
これに対し、3価クロム化合物と6価クロム化合物とを併用したクロムめっき浴(以下、これを折衷クロムめっき浴と称する)も知られている(特許文献1〜4、非特許文献1〜8)。
上記のように、折衷クロムめっき浴に対して酸化イリジウム含有膜を有する陽極を使用すると、3価クロムの6価クロムへの酸化が抑制され得るものであり、この点でこの陽極は折衷クロムめっき浴に有効であることを見出したが、しばらく電解を継続していくと、意外なことに6価のクロムイオンの増大が認められ、上記6価クロム濃度範囲を超える場合が生じた。
即ち、めっき浴には、めっき浴原料に由来するなど外部から混入した鉛イオンが含まれるが、薬品補給などによりめっき浴中の鉛イオン濃度が増加し、鉛イオンが2mg/Lを超えると、これが陽極で酸化されて酸化鉛として陽極に付着し、これが電極触媒として機能し、3価クロムイオンを6価クロムイオンに電解酸化させるおそれが生じるものと考えられる。
請求項1:
3価クロム化合物と6価クロム化合物とを、3価クロムと6価クロムとの合計クロム濃度が60〜140g/Lであり、6価クロム濃度が5〜40g/Lであると共に、6価クロム濃度の割合が合計クロム濃度の5〜35質量%である割合で含み、かつ有機カルボン酸イオンを50〜400g/L含み、鉛イオン濃度が2mg/L以下である酸性の電気クロムめっき浴に被めっき物を浸漬し、陽極として酸化イリジウム含有膜を少なくとも表面に有する陽極を用いて電解することを特徴とするクロムめっき方法。
請求項2:
3価クロム化合物が、有機カルボン酸クロム錯体、又は硫酸クロムと有機カルボン酸クロム錯体との混合物であって、該混合物における有機カルボン酸クロム錯体の割合が3価クロム濃度として全3価クロム濃度の50質量%以上である請求項1記載のクロムめっき方法。
請求項3:
クロムめっき浴が、更に硫酸イオンを20〜200g/L含み、pHが1.8〜2.6である請求項1又は2記載のクロムめっき方法。
請求項4:
クロムめっき浴がハロゲンフリーである請求項1乃至3のいずれか1項記載のクロムめっき方法。
請求項5:
被めっき物と陽極とが互いに隔膜によって隔離されることなく同一めっき槽内のめっき浴に浸漬された状態でめっきを行うようにした請求項1乃至4のいずれか1項記載のクロムめっき方法。
請求項6:
めっき温度が35〜60℃であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項記載のクロムめっき方法。
請求項7:
陰極電流密度が5〜15A/dm 2 であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項記載のクロムめっき方法。
請求項8:
陽極電流密度が3〜20A/dm 2 であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項記載のクロムめっき方法。
下記クロムめっき浴を調製した。
<クロムめっき浴組成>
シュウ酸クロム Cr3+として78g/L
硫酸アンモニウム 120g/L
クロム酸 20g/L
pH 2.2
上記クロムめっき浴中の3価クロムイオン、6価クロムイオン、シュウ酸イオン、硫酸イオンは以下の通りである。なお、Pb分は1mg/Lとした。
3価クロムイオン 78g/L
6価クロムイオン 10g/L
シュウ酸イオン 248g/L(シュウ酸・2水塩に換算して)
硫酸イオン 87g/L
その結果、良好な外観を有し、耐食性の優れるクロムめっき皮膜が得られた。なお、その平均膜厚は0.5μmであった。
また、陽極性能については、100AH/Lまで電解を行い、表1に示す陽極電流効率の結果を得た。この場合、100AH/Lまでの電解で6価クロム濃度は上昇したが、その電流効率は7%であり、シュウ酸の陽極分解の効率は1%であった。これからその残りを酸素発生の効率とし、92%の酸素発生電流効率を得た。
実施例1において、陽極として酸化イリジウム複合陽極の代りに鉛陽極を使用した以外は実施例1と同様にしてクロムめっきを行った。
得られたクロムめっき皮膜は、同様に良好な外観を有しているものであった。
実施例1と同様にして陽極性能を評価した結果を表1に示すが、6価クロム生成効率は40%、シュウ酸分解効率は10%、酸素発生効率は50%であった。実施例1と比較すると、6価クロム生成効率が高い上に、シュウ酸の分解効率も大きく、6価クロム濃度を下げるために多くのシュウ酸を要し、めっき浴管理が頻繁になり、煩雑となる。
なお、鉛陽極の代りにPt−Ti陽極や炭素陽極を用いてもほぼ同じ陽極電流効率であった。
実施例2では6価クロムを20g/L、Pb濃度を2mg/Lとした以外は実施例1と同様にクロムめっきを行った。得られたクロムめっき皮膜は実施例1と同様に良好な外観を有していた。
実施例1の複合陽極を単体の酸化イリジウム陽極とした以外は実施例1と同様にクロムめっきを行った。得られたクロムめっき皮膜の外観は良好であった。
実施例1のシュウ酸クロムの代りにクエン酸クロムを用いた以外は実施例1と同様にクロムめっきを行った。得られたクロムめっき皮膜の外観は実施例1と同様に良好であった。
実施例1のめっき浴に硫酸クロムをCr3+濃度で5g/L添加した以外は実施例1と同様にクロムめっきを行った。得られたクロムめっき皮膜の外観は実施例1と同様に良好であった。更に、実施例1と比較してめっき平均膜厚は1.2倍であった。
実施例1でPbイオンを10mg/Lとした以外は実施例1と同様にクロムめっきを行った。得られためっき皮膜は、Pbイオンに由来すると考えられる外観不良が見られた。
実施例1で6価クロムを2g/Lとした以外は実施例1と同様にクロムめっきを行った。6価クロム濃度が管理範囲下限未満であり、めっき不良が発生した。
実施例1で6価クロムを50g/Lとした以外は実施例1と同様にクロムめっきを行った。6価クロム濃度が管理範囲上限を超えており、めっき不良が発生した。
Claims (8)
- 3価クロム化合物と6価クロム化合物とを、3価クロムと6価クロムとの合計クロム濃度が60〜140g/Lであり、6価クロム濃度が5〜40g/Lであると共に、6価クロム濃度の割合が合計クロム濃度の5〜35質量%である割合で含み、かつ有機カルボン酸イオンを50〜400g/L含み、鉛イオン濃度が2mg/L以下である酸性の電気クロムめっき浴に被めっき物を浸漬し、陽極として酸化イリジウム含有膜を少なくとも表面に有する陽極を用いて電解することを特徴とするクロムめっき方法。
- 3価クロム化合物が、有機カルボン酸クロム錯体、又は硫酸クロムと有機カルボン酸クロム錯体との混合物であって、該混合物における有機カルボン酸クロム錯体の割合が3価クロム濃度として全3価クロム濃度の50質量%以上である請求項1記載のクロムめっき方法。
- クロムめっき浴が、更に硫酸イオンを20〜200g/L含み、pHが1.8〜2.6である請求項1又は2記載のクロムめっき方法。
- クロムめっき浴がハロゲンフリーである請求項1乃至3のいずれか1項記載のクロムめっき方法。
- 被めっき物と陽極とが互いに隔膜によって隔離されることなく同一めっき槽内のめっき浴に浸漬された状態でめっきを行うようにした請求項1乃至4のいずれか1項記載のクロムめっき方法。
- めっき温度が35〜60℃であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項記載のクロムめっき方法。
- 陰極電流密度が5〜15A/dm 2 であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項記載のクロムめっき方法。
- 陽極電流密度が3〜20A/dm 2 であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項記載のクロムめっき方法。
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