JP5932870B2 - 耐食性を向上させた薄膜メッキ方法 - Google Patents
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Description
本発明は、金属素地を陰極としてメッキし、陽極としてメッキ表面を溶解させるべく電流を高速で反転させることで、均一且つ緻密なメッキ層を形成可能にして耐食性を向上させた薄膜メッキ方法に関する。
従来、電気メッキでは、金属素地を陰極とし金属イオンを含む電解液を介して直流電流を流して、金属イオンが金属素地の表面で放電し析出してメッキ層が形成される。
具体的には、金属素地を陰極として陽極に対向させて配置した電解槽内に電解液を満たし直流電流を通電して前記金属素地の表面に所定の膜厚を有するメッキ層を形成するのが一般的である（例えば、特許文献１参照）。
しかし、上記従来技術にあっては、例えば図２に示す様に、金属素地の表面に発生する気泡（水素）が高電流部では多く低電流部では少なくなって、不均一に発生してしまう傾向があるため、高電流部に厚く低電流部に薄くメッキされてしまって、緻密且つ均一なメッキ層を形成することが困難であり、その結果多層メッキを行う場合、メッキ層を厚くしなければ対応できないなど、解決せねばならない課題があった。
本発明は、上記従来技術に基づく、直流電源だけでの多層メッキではメッキ層が厚くなってしまう課題に鑑み、金属素地を陰極として電解液に浸漬し、高速電流反転電源による電気メッキと、直流電源による電気メッキを交互に行うことで多層メッキを行う様にして、緻密且つ均一な薄いメッキ層の上に順次メッキ層を形成することによって、総合的に多層メッキの薄厚化を可能にして、上記課題を解決する。
要するに本発明は、金属素地を陰極として電解液に浸漬し、マイナス時間がプラス時間より長い高速反転電流により均一で緻密なメッキを形成する電気メッキと、直流電流によりレベリングがよいメッキを形成する電気メッキを交互に行う様にしたので、低電流部では薄くメッキされても反転時の溶解が少ないが、高電流部では厚くメッキされるも反転時の溶解も多いことで、全体的に均一且つ緻密な薄いメッキ層を形成することが出来、更に上記メッキ層の上に直流電源による電気メッキが施されることから、析出結晶粒子の変化で多層化することで、従来よりも薄いメッキ厚さで耐食性の向上と材料（Ｎｉ材及び光沢剤）を節約することが可能なため、コストダウンを図ることが出来る等その実用的効果甚だ大である。
本発明に係る表面処理方法は、金属素地を陰極として電解液に浸漬し、後述する高速電流反転電源により電気メッキと、直流電源による電気メッキを交互に行うことで多層メッキを行う様にしている。
電気メッキを行う際に、金属素地表面から気泡が発生するが、この気泡を透過光法で観察すると、気泡の発生状況は直流電源（図２参照）より、高速電流反転電源（図１）の方が気泡の数が多く、小さい気泡が均一に出る。
高速電流反転電源は、高電流部より低電流部方向に活性点の移動が速いことにより、気泡が小さく均一化され、各種メッキにおいて直流電源より高速電流反転電源でメッキした方が均一なメッキができる（図８参照）。
高電流部と低電流部において、反転波形のため高電流部は電流密度が高いためメッキは沢山付くが溶解も多い、また低電流部は電流密度が低いためメッキは付きにくいが溶解も少ない。
メッキ皮膜は従来型直流電源より高速電流反転電源でした方が均一で緻密なメッキができる。
そして、下地に上記の方法で撤密なメッキをしたあと直流電源でレベリングがよいメッキをすることで、従来より薄いメッキ皮膜の組み合わせで、耐食性の向上とコストダウンを目的とするメッキラインを作る。
メッキ層の断面組織を観察すると直流の特徴である柱状組織（図４参照）に対し、高速電流反転波形の場合は、反転比率或いはメッキ液の組成によっても異なるが、初期析出部分は細粒組織（図３参照）ができる。
メッキの光沢度は、電流反転では低い周波数域で直流よりも著しく光沢のすぐれたメッキがみられ、直流の３倍以上の光沢度が得られる（図７参照）。
例えば、装飾メッキＮｉ−Ｃｒの場合（搬送装置はエレベータ型）、ＳＢＮ（半光沢ニッケル）とＢＮ（光沢ニッケル）メッキを従来より薄くするために、ＳＢＮを高速電流反転電源で少し（１ラック）メッキした後（図３参照）、直流電源でメッキをし（図４参照）、次にＢＮを高速電流反転電源でメッキした後（図３参照）、直流電源でレベリングが良いメッキを行なう（図４参照）。
すると、析出結晶粒子の変化で多層化にする事で、従来よりも薄いメッキ厚さで耐食性の向上と材料（Ｎｉ材及び光沢剤）を節約する。
図５は、上記メッキ方法における高速電流反転電源による反転電流法による電流波形の一例であり、図６は、直流法による電流波形の一例である。
６０Ｈｚ地区の場合、周期が３６０Ｈｚの、実際には図６に示す波形の電流にすべく整流される。
高速電流反転電源による図５に示した反転電流波形の場合は、陰極：陽極が１５：３の反転比率とし、６０Ｈｚ地区では、周波数が１５Ｈｚになるため、図５に示す参考波形の反転比率１５：３とは、１サイクルにおいてマイナス時間がプラス時間の５倍長く且つプラスとマイナスが１秒間に１５回繰り返し出力される特殊波形となる。
尚、上記反転電流波形は反転比率１５：３のものであるが、この反転比率は種々に変更可能とする。
尚、上記反転電流波形は反転比率１５：３のものであるが、この反転比率は種々に変更可能とする。
又、上記方法における高速電流反転での電解は、電解脱脂及び電解研磨にも有効である。
例えば、錆、スケール除去を目的とする場合、塩酸等の酸性浴を用いて電解すれば除去効果が大きく、頑固なスケール、溶接部等の酸化物もプラスの時間比率を変えることにより容易に除去、活性化され、めっき皮膜の密着性が良く、光沢も向上する。
又、アルミニウム材の陽極酸化では、硫酸浴、しゅう酸浴、硫酸・しゅう酸混浴等で既に広く使用されている。
又、アルミニウム材の陽極酸化では、硫酸浴、しゅう酸浴、硫酸・しゅう酸混浴等で既に広く使用されている。
Claims (1)
- 金属素地を陰極として電解液に浸漬し、マイナス時間がプラス時間より長い高速反転電流により均一で緻密なメッキを形成する電気メッキと、直流電流によりレベリングがよいメッキを形成する電気メッキを交互に行う様にしたことを特徴とする耐食性を向上させた薄膜メッキ方法。
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