JP7508077B2 - Bi-Sb alloy plating solution for electroplating - Google Patents
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Description
本発明は、電気めっき用Bi-Sb合金めっき液に関する。 The present invention relates to a Bi-Sb alloy plating solution for electroplating.
ビスマスは、毒性の強い鉛の代替として、使用されることが多い金属である。ビスマスは、産業上、エンジン部品の軸受のオーバーレイ、電子部品の接合材料等に使用されている。 Bismuth is a metal that is often used as a replacement for highly toxic lead. Industrially, bismuth is used in engine bearing overlays and as a joining material for electronic components.
アンチモンは、産業上、ブレーキの減摩剤（ハビットメタル）、プラスチックの難燃助剤等の添加剤として使用されている。アンチモンは、鉛フリー高融点はんだの成分としても期待される金属である。 Antimony is used industrially as an additive in brake antifriction agents (habit metals) and flame retardant additives in plastics. Antimony is also a metal that is expected to be a component of lead-free high melting point solders.
ビスマスを含む錫合金はんだめっき液や及びアンチモンを含む錫合金はんだめっき液が報告されている。アンチモンを含むめっき液（特許文献1）やビスマスの単金属めっき液も報告されている（特許文献2）。 Tin alloy solder plating solutions containing bismuth and tin alloy solder plating solutions containing antimony have been reported. Plating solutions containing antimony (Patent Document 1) and single-metal plating solutions containing bismuth have also been reported (Patent Document 2).
本発明は、水溶液からの金属析出還元によって、めっき皮膜（Bi-Sb合金めっき皮膜）を得るための、電気めっき用めっき液及びこれを用いた電気めっき方法を提供することを目的とする。 The present invention aims to provide an electroplating solution and an electroplating method using the same for obtaining a plating film (Bi-Sb alloy plating film) by metal precipitation reduction from an aqueous solution.
本発明者らは、上記した課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、驚くべきことに、キレート剤、非イオン界面活性剤、ビスマス、及びアンチモンを含有する電気めっき用めっき液を用いることにより、水溶液からの金属析出還元によって、優れためっき皮膜（Bi-Sb合金めっき皮膜）を得ることができることを見出した。 The inventors of the present invention have conducted extensive research to solve the above problems, and have surprisingly found that by using an electroplating solution containing a chelating agent, a nonionic surfactant, bismuth, and antimony, it is possible to obtain an excellent plating film (Bi-Sb alloy plating film) by reducing the metal deposition from an aqueous solution.
即ち、本発明は、以下の項に記載の電気めっき用めっき液及びこれを用いた電気めっき方法を包含する。 That is, the present invention includes the plating solution for electroplating described in the following paragraphs and the electroplating method using the same.
項１．
メタンスルホン酸、有機酸、非イオン界面活性剤、ビスマス、及びアンチモンを含有する電気めっき用めっき液。
Item 1.
A plating solution for electroplating containing methanesulfonic acid, an organic acid, a nonionic surfactant, bismuth, and antimony.
項２．
前記ビスマス及び前記アンチモンは、水溶性イオンとして存在する、前記項1に記載の電気めっき用めっき液。
Item 2.
2. The plating solution for electroplating according to claim 1, wherein the bismuth and the antimony are present as water-soluble ions.
項３．
前記有機酸は、ヒドロキシカルボン酸である、前記項1又は2に記載の電気めっき用めっき液。
Item 3.
3. The plating solution for electroplating according to item 1 or 2, wherein the organic acid is a hydroxycarboxylic acid.
項４．
前記ヒドロキシカルボン酸は、酒石酸、リンゴ酸、クエン酸、グルコン酸、グリコール酸、乳酸、及びヒドロキシイソ酪酸からなる群から選ばれる少なくとも1種のヒドロキシカルボン酸である、前記項3に記載の電気めっき用めっき液。前記ヒドロキシカルボン酸は、より好ましくは、グリコール酸、乳酸、及びヒドロキシイソ酪酸からなる群から選ばれる少なくとも1種のヒドロキシカルボン酸である。
Item 4.
Item 4. The plating solution for electroplating according to item 3, wherein the hydroxycarboxylic acid is at least one hydroxycarboxylic acid selected from the group consisting of tartaric acid, malic acid, citric acid, gluconic acid, glycolic acid, lactic acid, and hydroxyisobutyric acid. The hydroxycarboxylic acid is more preferably at least one hydroxycarboxylic acid selected from the group consisting of glycolic acid, lactic acid, and hydroxyisobutyric acid.
項５．
前記ビスマスの供給源は、酸化ビスマス、硫酸ビスマス、及び塩化ビスマスからなる群から選ばれる少なくとも1種のビスマス化合物である、前記項1～4のいずれかに記載の電気めっき用めっき液。
Item 5.
5. The plating solution for electroplating according to any one of items 1 to 4, wherein the bismuth source is at least one bismuth compound selected from the group consisting of bismuth oxide, bismuth sulfate, and bismuth chloride.
項６．
前記ビスマスは、ビスマスとして、0.1g／L～100g／L含む、前記項1～5のいずれかに記載の電気めっき用めっき液。前記ビスマスは、ビスマスとして、より好ましくは、5g／L～50g／L含む。
Item 6.
The plating solution for electroplating according to any one of items 1 to 5, wherein the bismuth is contained in an amount of 0.1 g/L to 100 g/L in terms of bismuth. The bismuth is more preferably contained in an amount of 5 g/L to 50 g/L in terms of bismuth.
項７．
前記アンチモンの供給源は、三酸化二アンチモン、吐酒石、アンチモン酸ナトリウム、及び塩化アンチモンからなる群から選ばれる少なくとも1種のアンチモン化合物である、前記項1～6のいずれかに記載の電気めっき用めっき液。
Item 7.
7. The plating solution for electroplating according to any one of items 1 to 6, wherein the antimony source is at least one antimony compound selected from the group consisting of diantimony trioxide, tartar emetic, sodium antimonate, and antimony chloride.
項８．
前記アンチモンは、アンチモンとして、0.1g／L～50g／L含む、前記項1～7のいずれかに記載の電気めっき用めっき液。前記アンチモンは、アンチモンとして、より好ましくは、0.5g／L～20g／L含む。
Item 8.
The plating solution for electroplating according to any one of items 1 to 7, wherein the antimony is contained in an amount of 0.1 g/L to 50 g/L in terms of antimony. The antimony is more preferably contained in an amount of 0.5 g/L to 20 g/L in terms of antimony.
項９．
めっき液は、酸性である、前記項1～8のいずれかに記載の電気めっき用めっき液。めっき液は、より好ましくは、pH3以下であり、更に好ましくは、pH1以下である。
Item 9.
The plating solution for electroplating according to any one of items 1 to 8, wherein the plating solution is acidic. The plating solution more preferably has a pH of 3 or less, and further preferably has a pH of 1 or less.
項１０．
エンジンの軸受部品への電気めっき用である、前記項1～9のいずれかに記載の電気めっき用めっき液。
Item 10.
10. The plating solution for electroplating according to any one of items 1 to 9, which is for electroplating bearing parts of an engine.
項１１．
前記項1～10のいずれかに記載の電気めっき用めっき液を用いて、被めっき物に電気めっきを行う方法。
Item 11.
11. A method for electroplating an object to be plated by using the plating solution for electroplating according to any one of items 1 to 10.
本発明は、水溶液からの金属析出還元によって、めっき皮膜（Bi-Sb合金めっき皮膜）を得るための、電気めっき用めっき液及びこれを用いた電気めっき方法を提供することができる。 The present invention provides an electroplating solution and an electroplating method using the same for obtaining a plating film (Bi-Sb alloy plating film) by metal precipitation reduction from an aqueous solution.
本発明の電気めっき用めっき液は、浴安定性に優れている。 The electroplating solution of the present invention has excellent bath stability.
本発明の電気めっき用めっき液は、皮膜形態に優れた皮膜を形成することができる。 The electroplating solution of the present invention can form a film with excellent film morphology.
本発明の電気めっき用めっき液を用いて、例えばエンジンの軸受部品へ電気めっきを行うことで、動摩擦係数の点で優れた皮膜を形成することができる。 By using the electroplating solution of the present invention to electroplate, for example, engine bearing parts, a coating that has an excellent dynamic friction coefficient can be formed.
以下、本発明について詳細に説明する。 The present invention will be described in detail below.
本発明は、ビスマス-アンチモン（Bi-Sb）合金めっきを安定的に得ることが可能な浴組成を提供し、優れたBi-Sb合金めっき皮膜を得る方法を提供する。本発明は、産業上、エンジンの軸受部品、錫と積層して使用する鉛フリーはんだとしての用途展開を期待するものである。 The present invention provides a bath composition that can stably produce bismuth-antimony (Bi-Sb) alloy plating, and a method for obtaining an excellent Bi-Sb alloy plating film. The present invention is expected to be used industrially as a lead-free solder for use in lamination with tin and in engine bearing parts.
１．電気めっき用めっき液
本発明の電気めっき用めっき液は、メタンスルホン酸、有機酸、非イオン界面活性剤、ビスマス、及びアンチモンを含有する。本発明の電気めっき用めっき液を用いることで、水溶液からの金属析出還元によってBi-Sb合金めっき皮膜を良好に得ることができる。本発明の電気めっき用めっき液では、メタンスルホン酸及び有機酸の両方を必須成分とし、これら両成分を含有することで、ビスマス及びアンチモンが水溶性イオンとして存在することを可能とする。
1. Plating solution for electroplating The plating solution for electroplating of the present invention contains methanesulfonic acid, an organic acid, a nonionic surfactant, bismuth, and antimony. By using the plating solution for electroplating of the present invention, a Bi-Sb alloy plating film can be obtained well by metal deposition reduction from an aqueous solution. In the plating solution for electroplating of the present invention, both methanesulfonic acid and an organic acid are essential components, and by containing both components, bismuth and antimony can exist as water-soluble ions.
メタンスルホン酸、
本発明の電気めっき用めっき液は、メタンスルホン酸を含有する。本発明の電気めっき用めっき液では、メタンスルホン酸はキレート剤として機能する。本発明の電気めっき用めっき液では、メタンスルホン酸は、ビスマスの溶解性を高めることができ、めっき液中にビスマスが水溶性イオンとして存在するために必要であり、好ましく用いる。
methanesulfonic acid ,
The plating solution for electroplating of the present invention contains methanesulfonic acid. In the plating solution for electroplating of the present invention, methanesulfonic acid functions as a chelating agent. In the plating solution for electroplating of the present invention, methanesulfonic acid can increase the solubility of bismuth, and is necessary for bismuth to exist as a water-soluble ion in the plating solution, and is preferably used.
本発明の電気めっき用めっき液では、メタンスルホン酸濃度は10g／L～250g／Lであることが好ましい。本発明の電気めっき用めっき液では、メタンスルホン酸濃度が10g／L以上であることで、ビスマスを水溶性イオンとして安定して存在させることができる。本発明の電気めっき用めっき液では、メタンスルホン酸濃度が250g／L以下であることで、めっき皮膜の析出効率は良く、目的とする膜厚を得る為の電気量及び時間は経済的に有利である。 In the electroplating solution of the present invention, the methanesulfonic acid concentration is preferably 10 g/L to 250 g/L. In the electroplating solution of the present invention, the methanesulfonic acid concentration is 10 g/L or more, so that bismuth can be present stably as a water-soluble ion. In the electroplating solution of the present invention, the methanesulfonic acid concentration is 250 g/L or less, so that the deposition efficiency of the plating film is good, and the amount of electricity and time required to obtain the desired film thickness are economically advantageous.
有機酸
本発明の電気めっき用めっき液は、有機酸を含有する。本発明の電気めっき用めっき液では、有機酸はキレート剤として機能する。
Organic Acid The plating solution for electroplating of the present invention contains an organic acid. In the plating solution for electroplating of the present invention, the organic acid functions as a chelating agent.
本発明の電気めっき用めっき液では、有機酸として、ヒドロキシカルボン酸を使用することが好ましい。本発明の電気めっき用めっき液では、有機酸（ヒドロキシカルボン酸）は、アンチモンの溶解性を高めることができ、めっき液中にアンチモンが水溶性イオンとして存在するために必要であり、好ましく用いる。 In the electroplating solution of the present invention, it is preferable to use a hydroxycarboxylic acid as the organic acid. In the electroplating solution of the present invention, the organic acid (hydroxycarboxylic acid) can increase the solubility of antimony and is necessary for antimony to exist as a water-soluble ion in the plating solution, so it is preferably used.
本発明の電気めっき用めっき液では、ヒドロキシカルボン酸として、酒石酸、リンゴ酸、クエン酸、グルコン酸、グリコール酸、乳酸、及びヒドロキシイソ酪酸からなる群から選ばれる少なくとも1種のヒドロキシカルボン酸を使用することが好ましく、グリコール酸、乳酸、及びヒドロキシイソ酪酸からなる群から選ばれる少なくとも1種のヒドロキシカルボン酸を使用することがより好ましい。 In the electroplating solution of the present invention, it is preferable to use at least one hydroxycarboxylic acid selected from the group consisting of tartaric acid, malic acid, citric acid, gluconic acid, glycolic acid, lactic acid, and hydroxyisobutyric acid, and it is more preferable to use at least one hydroxycarboxylic acid selected from the group consisting of glycolic acid, lactic acid, and hydroxyisobutyric acid.
本発明の電気めっき用めっき液では、有機酸濃度は1g／L～100g／Lであることが好ましい。本発明の電気めっき用めっき液では、有機酸濃度が1g／L以上であることで、アンチモンを水溶性イオンとして安定して存在させることができる。本発明の電気めっき用めっき液では、有機酸濃度が100g／L以下であることで、特に、ヒドロキシ多価カルボン酸を使用した場合であっても、メタンスルホン酸とビスマスの水溶性に影響を及ぼすことが無く、ビスマス化合物の沈殿を抑えることができる。本発明の電気めっき用めっき液では、有機酸として、ヒドロキシモノカルボン酸である、グリコール酸、乳酸、ヒドロキシイソ酪酸等を使用することが好ましい。 In the electroplating solution of the present invention, the organic acid concentration is preferably 1 g/L to 100 g/L. In the electroplating solution of the present invention, the organic acid concentration is 1 g/L or more, so that antimony can be stably present as a water-soluble ion. In the electroplating solution of the present invention, the organic acid concentration is 100 g/L or less, so that even when a hydroxy polycarboxylic acid is used, the water solubility of methanesulfonic acid and bismuth is not affected, and precipitation of bismuth compounds can be suppressed. In the electroplating solution of the present invention, it is preferable to use hydroxy monocarboxylic acids such as glycolic acid, lactic acid, and hydroxyisobutyric acid as the organic acid.
本発明の電気めっき用めっき液では、キレート剤として、メタンスルホン酸とヒドロキシカルボン酸とを適度な濃度で使用することで、ビスマス及びアンチモンは、安定して、水溶性イオンとして存在することができる。 In the electroplating solution of the present invention, by using methanesulfonic acid and hydroxycarboxylic acid as chelating agents at appropriate concentrations, bismuth and antimony can exist stably as water-soluble ions.
非イオン界面活性剤
本発明の電気めっき用めっき液は、非イオン界面活性剤を含有する。
Nonionic Surfactant The plating solution for electroplating of the present invention contains a nonionic surfactant.
本発明の電気めっき用めっき液では、界面活性剤の中でも、非イオン性界面活性剤を用いることが好ましい。本発明の電気めっき用めっき液では、非イオン性界面活性剤として、ポリオキシエチレン-ポリオキシプロピレンブロックポリマー、アルコールエトキシレート、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンモノステアレート、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ヤシ油脂肪酸ジエタノールアミド、ポリオキシエチレンラウリルアミン、多価アルコールエステル、脂肪酸アルカノールアミド、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル又はポリオキシエチレン-牛脂アルキルアミンからなる群から選ばれる少なくとも1種の非イオン性界面活性剤を使用することが好ましい。 In the electroplating solution of the present invention, it is preferable to use a nonionic surfactant among surfactants. In the electroplating solution of the present invention, it is preferable to use at least one nonionic surfactant selected from the group consisting of polyoxyethylene-polyoxypropylene block polymer, alcohol ethoxylate, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene monostearate, polyoxyethylene alkylphenyl ether, coconut oil fatty acid diethanolamide, polyoxyethylene laurylamine, polyhydric alcohol ester, fatty acid alkanolamide, polyoxyethylene fatty acid ester, or polyoxyethylene-beef tallow alkylamine as the nonionic surfactant.
本発明の電気めっき用めっき液では、非イオン性界面活性剤は、めっき析出性を改善することができる。本発明の電気めっき用めっき液では、非イオン性界面活性剤が含まれることで、めっき皮膜のデンドライト状析出を抑制して、良好に金属めっき皮膜を得ることができる。 In the electroplating solution of the present invention, the nonionic surfactant can improve plating deposition properties. In the electroplating solution of the present invention, the inclusion of a nonionic surfactant can suppress dendritic deposition of the plating film, allowing a good metal plating film to be obtained.
本発明の電気めっき用めっき液では、非イオン界面活性剤濃度は1g／L～50g／Lであることが好ましい。本発明の電気めっき用めっき液では、非イオン界面活性剤濃度が1g／L以上であることで、めっき析出性を改善することができ、めっき皮膜のデンドライト状析出を抑制して、良好に金属めっき皮膜を得ることができる。本発明の電気めっき用めっき液では、非イオン界面活性剤濃度が50g／L以下であることで、成膜速度に影響を及ぼすことなく、良好に金属めっき皮膜を得ることができる。 In the electroplating solution of the present invention, the nonionic surfactant concentration is preferably 1 g/L to 50 g/L. In the electroplating solution of the present invention, the nonionic surfactant concentration is 1 g/L or more, which improves plating deposition properties and suppresses dendritic deposition of the plating film, allowing a good metal plating film to be obtained. In the electroplating solution of the present invention, the nonionic surfactant concentration is 50 g/L or less, which allows a good metal plating film to be obtained without affecting the film formation rate.
本発明の電気めっき用めっき液では、非イオン性界面活性剤に加えて、めっき皮膜のレベリング性を改善することやめっき皮膜の光沢性を改善する目的で、両性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、サッカリン等の硫黄化合物、等を添加しても良い。 In the electroplating solution of the present invention, in addition to the nonionic surfactant, amphoteric surfactants, cationic surfactants, anionic surfactants, sulfur compounds such as saccharin, etc. may be added for the purpose of improving the leveling properties and gloss of the plating film.
ビスマス
本発明の電気めっき用めっき液は、ビスマスを含有する。
Bismuth The plating solution for electroplating of the present invention contains bismuth.
本発明の電気めっき用めっき液では、ビスマスは、水溶性イオンとして存在することが好ましい。 In the electroplating solution of the present invention, bismuth is preferably present as a water-soluble ion.
本発明の電気めっき用めっき液では、ビスマスの供給源は、特に限定することはないが、酸化ビスマス、水酸化ビスマス、硫酸ビスマス、及び塩化ビスマスからなる群から選ばれる少なくとも1種のビスマス化合物であることが好ましい。また、金属ビスマスの陽極電解によりビスマスを供給（補給）しても良い。 In the electroplating solution of the present invention, the source of bismuth is not particularly limited, but is preferably at least one bismuth compound selected from the group consisting of bismuth oxide, bismuth hydroxide, bismuth sulfate, and bismuth chloride. Bismuth may also be supplied (replenished) by anodic electrolysis of metallic bismuth.
本発明の電気めっき用めっき液では、ビスマスは、ビスマス（Bi）として、0.1g／L～100g／L含むことが好ましく、5g／L～50g／L含むことがより好ましい。本発明の電気めっき用めっき液では、ビスマスは、ビスマス（Bi）として、0.1g／L以上であることで、水溶液からの金属析出還元によって、良好にめっき皮膜（Bi-Sb合金めっき皮膜）を得ることができる。本発明の電気めっき用めっき液では、ビスマスは、ビスマス（Bi）として、100g／L以下であることで、水溶液からの金属析出還元によって、良好にめっき皮膜（Bi-Sb合金めっき皮膜）を得ることができる。 In the electroplating solution of the present invention, the bismuth is preferably contained in an amount of 0.1 g/L to 100 g/L, more preferably 5 g/L to 50 g/L, as bismuth (Bi). In the electroplating solution of the present invention, the bismuth is contained in an amount of 0.1 g/L or more as bismuth (Bi), so that a good plating film (Bi-Sb alloy plating film) can be obtained by metal deposition reduction from an aqueous solution. In the electroplating solution of the present invention, the bismuth is contained in an amount of 100 g/L or less as bismuth (Bi), so that a good plating film (Bi-Sb alloy plating film) can be obtained by metal deposition reduction from an aqueous solution.
アンチモン
本発明の電気めっき用めっき液は、アンチモンを含有する。
Antimony The plating solution for electroplating of the present invention contains antimony.
本発明の電気めっき用めっき液では、アンチモンは、水溶性イオンとして存在することが好ましい。 In the electroplating solution of the present invention, antimony is preferably present as a water-soluble ion.
本発明の電気めっき用めっき液では、アンチモンの供給源は、特に限定することはないが、三酸化二アンチモン、吐酒石、アンチモン酸ナトリウム、及び塩化アンチモンからなる群から選ばれる少なくとも1種のアンチモン化合物であることが好ましい。また、金属アンチモンの陽極電解によりアンチモンを供給（補給）しても良い。 In the electroplating solution of the present invention, the source of antimony is not particularly limited, but is preferably at least one antimony compound selected from the group consisting of diantimony trioxide, tartar emetic, sodium antimonate, and antimony chloride. Antimony may also be supplied (replenished) by anodic electrolysis of metallic antimony.
本発明の電気めっき用めっき液では、アンチモンは、アンチモン（Sb）として、0.1g／L～50g／L含むことが好ましく、0.1g／L～30g／L含むことがより好ましく、0.5g／L～20g／L含むことが更に好ましい。本発明の電気めっき用めっき液では、アンチモンは、アンチモン（Sb）として、0.1g／L以上であることで、水溶液からの金属析出還元によって、良好にめっき皮膜（Bi-Sb合金めっき皮膜）を得ることができる。本発明の電気めっき用めっき液では、アンチモンは、アンチモン（Sb）として、50g／L以下であることで、水溶液からの金属析出還元によって、良好にめっき皮膜（Bi-Sb合金めっき皮膜）を得ることができる。 In the electroplating solution of the present invention, antimony is preferably contained in an amount of 0.1 g/L to 50 g/L as antimony (Sb), more preferably in an amount of 0.1 g/L to 30 g/L, and even more preferably in an amount of 0.5 g/L to 20 g/L. In the electroplating solution of the present invention, antimony is contained in an amount of 0.1 g/L or more as antimony (Sb), so that a good plating film (Bi-Sb alloy plating film) can be obtained by metal deposition reduction from an aqueous solution. In the electroplating solution of the present invention, antimony is contained in an amount of 50 g/L or less as antimony (Sb), so that a good plating film (Bi-Sb alloy plating film) can be obtained by metal deposition reduction from an aqueous solution.
めっき液の酸性度
本発明の電気めっき用めっき液は、酸性であることが好ましく、pH1以下であることがより好ましい。
Acidity of Plating Solution The plating solution for electroplating of the present invention is preferably acidic, more preferably having a pH of 1 or less.
本発明の電気めっき用めっき液は、好ましくは酸性であること、より好ましくはpH1以下であることで、めっき皮膜の析出効率（電流効率）が良く、良好に目的とする膜厚を得ることができ、電気量と時間との点で経済的に有利である。本発明の電気めっき用めっき液は、より好ましくはpH1以下であることで、pHが高くなく、水酸化物の生成を抑制し、めっき液は良好な安定性を示す。 The electroplating solution of the present invention is preferably acidic, more preferably pH 1 or less, so that the deposition efficiency (current efficiency) of the plating film is good, the desired film thickness can be obtained, and it is economically advantageous in terms of the amount of electricity and time. The electroplating solution of the present invention is preferably pH 1 or less, so that the pH is not high, the generation of hydroxides is suppressed, and the plating solution exhibits good stability.
２．電気めっき
本発明の電気めっき用めっき液を用いて、被めっき物に電気めっきを行うことができる。
2. Electroplating Using the plating solution for electroplating of the present invention, an object to be plated can be electroplated.
めっき温度
本発明の電気めっき用めっき液を用いて、電気めっきを行う際に、好ましいめっき温度は10℃～60℃である。本発明の電気めっき用めっき液を用いて、電気めっきを行う際に、めっき温度を10℃以上にすることで、より均一なめっき皮膜が得ることができる。本発明の電気めっき用めっき液を用いて、電気めっきを行う際に、めっき温度を60℃以下にすることで、鉄、銅、真鍮等の下地金属を侵食せず、めっき皮膜の密着性及び外観を向上させることができる。
Plating temperature: When electroplating is performed using the plating solution for electroplating of the present invention, the preferred plating temperature is 10°C to 60°C. When electroplating is performed using the plating solution for electroplating of the present invention, a more uniform plating film can be obtained by setting the plating temperature to 10°C or higher. When electroplating is performed using the plating solution for electroplating of the present invention, a plating temperature of 60°C or lower can be used to improve the adhesion and appearance of the plating film without corroding the underlying metal such as iron, copper, or brass.
めっきの電流密度
本発明の電気めっき用めっき液を用いて、電気めっきを行う際に、好ましい電流密度は0.1A／dm2～20A／dm2である。本発明の電気めっき用めっき液を用いて、電気めっきを行う際に、電流密度を0.1A／dm2以上にすることで、めっき速度が良く、目的とする膜厚を得るのに時間がかからず、経済的に有利である。本発明の電気めっき用めっき液を用いて、電気めっきを行う際に、電流密度を20A／dm2以下にすることで、析出効率が良く、経済的に有利である。
Plating current density: When electroplating is performed using the plating solution for electroplating of the present invention, the preferred current density is 0.1 A/ dm2 to 20 A/ dm2 . When electroplating is performed using the plating solution for electroplating of the present invention, a current density of 0.1 A/ dm2 or more provides a good plating speed, does not take much time to obtain the desired film thickness, and is economically advantageous. When electroplating is performed using the plating solution for electroplating of the present invention, a current density of 20 A/dm2 or less provides a good deposition efficiency and is economically advantageous.
めっき皮膜のアンチモン含有量
本発明の電気めっき用めっき液では、めっき液中のビスマス濃度とアンチモン濃度とを変化させることで、皮膜組成を制御することが可能である。本発明の電気めっき用めっき液では、得られるめっき皮膜のアンチモン含有量は、好ましくは0.5質量%～90質量%である。本発明では、得られるめっき皮膜のアンチモン含有量は、0.5質量%～90質量%であることで、水溶液からの金属析出還元によって、良好にめっき皮膜（Bi-Sb合金めっき皮膜）を得ることができる。本発明では、得られるめっき皮膜のアンチモン含有量は、特に、0.5質量%以上であることでめっき皮膜の摺動性が向上し、90質量%以下であることで均一な外観を得ることができる。
Antimony content of plating film In the electroplating solution of the present invention, the film composition can be controlled by changing the bismuth concentration and antimony concentration in the plating solution. In the electroplating solution of the present invention, the antimony content of the obtained plating film is preferably 0.5% by mass to 90% by mass. In the present invention, the antimony content of the obtained plating film is 0.5% by mass to 90% by mass, so that a good plating film (Bi-Sb alloy plating film) can be obtained by metal precipitation reduction from an aqueous solution. In the present invention, the antimony content of the obtained plating film is particularly 0.5% by mass or more to improve the sliding properties of the plating film, and 90% by mass or less to obtain a uniform appearance.
本発明において、めっき皮膜に含まれるアンチモン含有率（質量%）は、エネルギー分散型X線分析(Energy dispersive X-ray spectrometry、EDX)により測定した値である。 In the present invention, the antimony content (mass%) in the plating film is a value measured by energy dispersive X-ray spectrometry (EDX).
３．電気めっき用めっき液の用途
本発明の電気めっき用めっき液は、エンジンの軸受部品への電気めっき用であることが好ましい。
3. Uses of the Plating Solution for Electroplating The plating solution for electroplating of the present invention is preferably used for electroplating bearing parts of engines.
本発明の電気めっき用めっき液は、これを用いた電気めっき方法により、水溶液からの金属析出還元によって、良好にめっき皮膜（Bi-Sb合金めっき皮膜）を得ることができる。本発明の電気めっき用めっき液は、浴安定性に優れていること、皮膜形態に優れた皮膜を形成すること等の効果を発揮する。 The electroplating solution of the present invention can be used in an electroplating method to obtain a good plating film (Bi-Sb alloy plating film) by metal precipitation reduction from an aqueous solution. The electroplating solution of the present invention has the effects of being excellent in bath stability and forming a film with excellent film morphology.
本発明の電気めっき用めっき液を用いて、例えばエンジンの軸受部品へ電気めっきを行うことで、動摩擦係数の点で優れた皮膜を形成することができる。 By using the electroplating solution of the present invention to electroplate, for example, engine bearing parts, a coating that has an excellent dynamic friction coefficient can be formed.
本発明の電気めっき用めっき液を用いて形成しためっき皮膜は、摺動性に優れており、優れた摺動部材となる。本発明の電気めっき用めっき液は、ガソリン及びディーゼルエンジン等のエンジン用の軸受の製造に、好ましく使用することができる。本発明の電気めっき用めっき液は、具体的には、軸受のオーバーレイ層上に、めっき皮膜（Bi-Sb合金めっき皮膜）を形成する為に、好ましく使用することができる。 The plating film formed using the electroplating solution of the present invention has excellent sliding properties and serves as an excellent sliding member. The electroplating solution of the present invention can be preferably used in the manufacture of bearings for engines such as gasoline and diesel engines. Specifically, the electroplating solution of the present invention can be preferably used to form a plating film (Bi-Sb alloy plating film) on the overlay layer of a bearing.
以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。 The following examples will explain the present invention in more detail.
本発明は下記の例に限定されるものではない。 The present invention is not limited to the following examples.
１．電気めっき用めっき液の浴安定性
電気めっき用めっき液を、表１に記載の組成に従って調製した。
1. Bath Stability of Electroplating Solution A plating solution for electroplating was prepared according to the composition shown in Table 1.
評価1：建浴直後に沈殿が発生した。 Rating 1: Precipitation occurred immediately after bath preparation.
評価2：建浴後1週間以内に、沈殿が発生した。 Rating 2: Precipitation occurred within one week after the bath was made.
評価3：建浴後1週間以上経っても、沈殿は発生しなかった。 Rating 3: No precipitation occurred even after more than a week had passed since the bath was made.
評価3が良好な結果である。 A rating of 3 is a good result.
２．めっき皮膜の形態
電気めっき用めっき液を用いて、電気めっきを実施し、めっき皮膜を形成した。
2. Form of plating film: Electroplating was carried out using a plating solution for electroplating to form a plating film.
めっき条件
陰極：真鍮板
温度：20℃
電流密度：2A/dm2
めっき時間：5分
Plating conditions Cathode: Brass plate Temperature: 20℃
Current density: 2A/ dm2
Plating time: 5 minutes
評価1：めっき液に沈殿が発生した為、めっきは未実施である。 Rating 1: Plating was not performed because precipitation occurred in the plating solution.
評価2：めっき皮膜は、デンドライト状の外観であった。 Rating 2: The plating film had a dendritic appearance.
評価3：めっき皮膜は、半光沢の均一な外観であった。 Rating 3: The plating film had a uniform semi-gloss appearance.
評価3が良好な結果である。 A rating of 3 is a good result.
３．めっき皮膜中のアンチモン含有率
形成しためっき皮膜中のアンチモン含有率（質量%）を、エネルギー分散型X線分析(Energy dispersive X-ray spectrometry、EDX)により測定し、皮膜組成を分析した。
3. Antimony Content in Plating Film The antimony content (mass%) in the plating film formed was measured by energy dispersive X-ray spectrometry (EDX) to analyze the film composition.
本発明の電気めっき用めっき液は、これを用いた電気めっき方法により、水溶液からの金属析出還元によって、良好にめっき皮膜（Bi-Sb合金めっき皮膜）を得ることができると評価できた。 The electroplating solution of the present invention was evaluated as being capable of producing a good plating film (Bi-Sb alloy plating film) by metal precipitation reduction from an aqueous solution using an electroplating method using the solution.
本発明の電気めっき用めっき液は、浴安定性に優れていると評価できた。 The electroplating solution of the present invention was evaluated as having excellent bath stability.
本発明の電気めっき用めっき液を用いると、皮膜形態に優れた皮膜を形成することができると評価できた。 It was found that the electroplating solution of the present invention can form a film with excellent film morphology.
４．めっき皮膜の応用（摺動性）
本発明の電気めっき用めっき液は、エンジンの軸受部品への電気めっき用であることが好ましい。本発明の電気めっき用めっき液を用いて、真鍮板（被めっき物）に電気めっきを行い、皮膜を形成した。
4. Application of plating film (slidability)
The plating solution for electroplating of the present invention is preferably used for electroplating bearing parts of an engine. A brass plate (substrate to be plated) was electroplated using the plating solution for electroplating of the present invention to form a coating.
動摩擦係数
試験片は、エリクセン槽を用いて、真鍮板上に、電流密度：2A／dm2、めっき時間：10分で、めっき条件で電気めっきを実施し、皮膜を形成した（実施例）。
The dynamic friction coefficient test pieces were prepared by electroplating a brass plate using an Erichsen bath under plating conditions of a current density of 2 A/dm 2 and a plating time of 10 minutes to form a coating (Example).
試験片の摺動性を、トライボギア（荷重変動型摩擦磨耗試験機）を用いて、荷重100gf（0.98N）の条件で、動摩擦係数を評価した。 The sliding properties of the test specimens were evaluated using Tribogear (a variable load friction and wear tester) to measure the dynamic friction coefficient under a load of 100 gf (0.98 N).
比較例5は、アンチモンを含まず、動摩擦係数が高く、摺動性の点で、エンジン部品の軸受のオーバーレイ等には不向きな皮膜と考えられる。 Comparative Example 5 does not contain antimony, has a high dynamic friction coefficient, and is considered to be unsuitable for use as an overlay for engine component bearings, etc., in terms of sliding properties.
本発明の電気めっき用めっき液を用いると、動摩擦係数が低く、優れた摺動性を示す皮膜を形成することができ、例えばエンジンの軸受部品へ電気めっきを行うに際し、適切であると評価できた。 When the electroplating solution of the present invention is used, a film with a low dynamic friction coefficient and excellent sliding properties can be formed, and it has been evaluated as being suitable for electroplating engine bearing parts, for example.
５．産業上の有用性
本発明の電気めっき用めっき液を用いて形成しためっき皮膜は、優れた摺動部材となる。本発明の電気めっき用めっき液は、産業上、ガソリン及びディーゼルエンジン等のエンジン部品の軸受のオーバーレイ、電子部品の接合材料、ブレーキの減摩剤（ハビットメタル）等に好ましく使用することができる。本発明の電気めっき用めっき液は、具体的には、軸受のオーバーレイ層上に、ビスマス-アンチモン（Bi-Sb）合金のめっき皮膜（Bi-Sb合金めっき皮膜）を形成する為に、好ましく使用することができる。
5. Industrial Usefulness The plating film formed using the plating solution for electroplating of the present invention is an excellent sliding member. The plating solution for electroplating of the present invention can be preferably used industrially as an overlay for bearings of engine parts such as gasoline and diesel engines, a bonding material for electronic parts, and an antifriction agent (habit metal) for brakes. Specifically, the plating solution for electroplating of the present invention can be preferably used to form a plating film of a bismuth-antimony (Bi-Sb) alloy (Bi-Sb alloy plating film) on an overlay layer of a bearing.
Claims (8)
メタンスルホン酸、有機酸、非イオン界面活性剤、ビスマス、及びアンチモンを含有し、
前記有機酸は、酒石酸、リンゴ酸、クエン酸、グルコン酸、グリコール酸、乳酸、及びヒドロキシイソ酪酸からなる群から選ばれる少なくとも1種のヒドロキシカルボン酸であり、
前記非イオン界面活性剤は、ポリオキシエチレン-ポリオキシプロピレンブロックポリマー、アルコールエトキシレート、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンモノステアレート、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ヤシ油脂肪酸ジエタノールアミド、ポリオキシエチレンラウリルアミン、多価アルコールエステル、脂肪酸アルカノールアミド、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、及びポリオキシエチレン-牛脂アルキルアミンからなる群から選ばれる少なくとも1種の非イオン性界面活性剤である、
エンジンの軸受部品への電気めっき用めっき液。 A plating solution for electroplating, comprising:
Contains methanesulfonic acid, organic acids, nonionic surfactants, bismuth, and antimony;
the organic acid is at least one hydroxycarboxylic acid selected from the group consisting of tartaric acid, malic acid, citric acid, gluconic acid, glycolic acid, lactic acid, and hydroxyisobutyric acid;
The nonionic surfactant is at least one nonionic surfactant selected from the group consisting of polyoxyethylene-polyoxypropylene block polymers, alcohol ethoxylates, polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene monostearate, polyoxyethylene alkylphenyl ethers, coconut oil fatty acid diethanolamides, polyoxyethylene laurylamines, polyhydric alcohol esters, fatty acid alkanolamides, polyoxyethylene fatty acid esters, and polyoxyethylene-beef tallow alkylamines.
A plating solution for electroplating engine bearing parts .
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