JPH01119681A - 機械的めっきのめっき材−処理剤系 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、機械的めっきに関し、特に、アルミニウムを
含有する金属の機械的めっきに関するものである。

〔従来技術とその問題点〕

機械的めっきは金属粉末にガラスビーズと水を混入し、
更に、各種促進剤を添加してバレル内で攪拌することに
よって品物（被めっき材、主として鉄材）表面にめっき
を施すものである。上記金属粉末として従来は犠牲的保
護作用を有し鉄鋼製品の防食めっきとして広く利用され
ている亜鉛の粉末を用いている。

上記亜鉛の機械的めっきは常温で処理されるために、溶
融亜鉛のように素材に対し熱による影響を与えることが
なく、また水素が放出されやすい皮膜であるために電気
めっきのように水素脆性の問題がない等の優れた特徴を
有しているため、近年注目されている。　しかしながら
、上記の方法で得られた亜鉛めっき皮膜はＦｅ素材の腐
食の防止にある程度の効果を示すが、塩水噴霧試験では
７００〜８００時間で赤錆が発生し、より高い耐蝕性が
要求される場合には不十分であり、また亜鉛自体の腐食
生成物０、いわゆる白錆の発生をもたらすなどの欠点が
ある。

そこで、機械的めっき法を用いて亜鉛よりも耐蝕性に優
れたアルミニウム粉末をめっきする方法が検討されはじ
めているが、未だ充分満足できる方法は見出されていな
い。　特公昭４５−５６４号には、機械的亜鉛めっきの
ための駆動金属としてアルミニウム粉末を使用した方法
が開示されているが、これはすずフラッシュを行う際に
アルミニウム粉末を使用したものであり、本発明者らの
トレース実験では皮膜中にアルミニウムの析出は全く認
められなかった。従って最終的にアルミニウムとすず（
フラッシェ材としてめっきされる）との合金または混合
物あるいは、アルミニウムと亜鉛との合金または混合物
をコーティングする本発明の主旨とは全く異なる。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は上記従来の問題点に鑑みて提案されたもので
あって、機械的めっき法を用いてアルミニウムめっきを
行うためのめっき材−処理剤系を提供することを目的と
する。

上記目的を達成するためにこの発明は以下の手段を採用
している。即ち、金属粉末、水及びガラスビーズと同時
に分散剤、フラッシュ促進剤並びにめっき促進剤からな
る機械的めっきに使用する原料−処理剤系において、金
属粉末として亜鉛粉末を任意量含むアルミニウム粉末を
用い、更にアルミニウムに対する活性化剤を含むもので
ある。

上記アルミニ、ラム粉末に加えられる亜鉛粉末の量は０
〜５０重量％である。これより亜鉛の混入量が多くなる
と耐蝕性が悪くなる。

上記アルミニウム粉末の活性化剤としはて、フ。

フ化水素、フッ化ナトリウム、酸性フッ化ナトリウム、
フッ化カリウム、酸性フッ化カリウム、フッ化アンモニ
ウム、酸性フッ化アンモニウム、ケイフッ化水素酸、ケ
イフッ化ナトリウム、ケイフッ化カリウム、ケイフッ化
アンモニウム、ホウフッ化水素酸などであり、フッ素に
換算してアルミニウム粉末の重量に対し、３重量％以上
２００重量％以下、好ましくは１０重重量以上１５０重
量％以下の添加を行う。３重量％以下ではアルミニウム
粉末の活性化能力が低下し、目的とする着量が得られな
い。一方、２００重量％以上の添加はめっき表面が粗く
、暗色となり、密着性の悪いめっきとなる。添加方法は
フラッシュめっき後にアルミニウム粉末と同時に添加す
るのが好ましい。

次に本発明の具体的なめっき処理工程について説明する
。処理としては従来から開示されている亜鉛めっき法と
ほぼ同様であり、表面調整（酸洗、銅置換）→フラッシ
ュめっき→アルミニウムめっき一後処理からなる。まず
常法により脱脂された品物、ガラスビーズ、少量の水を
バレル内に装入する。品物（被めっき物）とガラスビー
ズの比較は品物の形状等により変えるが、−船釣に品物
の容量１に対してガラスビーズ１〜３位の比率である０
表面調整剤として硫酸と分散剤を添加し、約１０分程度
回転を続け、錆、酸化物、スケールを除去する。分散剤
は特公昭５７−５００５６８号に開示されているもの以
外に、例えば「ノニオンＮＳ−２３０Ｊ　　（日本油脂
製）、「エマルゲン９１１」　（花王製）、ｒＮｅｗｃ
ｏ１２６１４Ｊ（日本乳化剤型）などが使用可能であり
、商品名ｒｓｃ−ＢＪ、ｒＳＣ−Ｍｌ　　（日本マクダ
ーミッド社）も使用できる。

次に銅置換めっきを形成させるために銅塩を添加する。

銅塩としては一般に硫酸銅が好ましい。

次にフラッシュめっきを行うために、フラッシュ促進剤
として硫酸第一すず、塩化第一すず及び酸化第一すずな
どの可溶性１価のすず塩を添加する。

その後少量の亜鉛粉末を加えてフラッシュめっきを完結
させる。次いでアルミニウム粉末をめっき厚さに応じて
、必要量を分割添加するが、このときめっき促進剤と同
時にアルミニウムの活性化剤であるフッ化物を分割添加
する。めっき促進剤は前記したフラッシュ促進剤と同様
に１価の可溶性すず塩である。

本発明では従来技術の亜鉛めっき工程の中でフラッシュ
めっき後に添加される亜鉛粉末の全部をアルミニウムに
置き換えて添加する方法と、亜鉛粉末の一部をアルミニ
ウム粉末に置き換えて添加する方法があり、後者は粉末
同士を混合して添加してもよく、また亜鉛とアルミニウ
ムを別々に添加してもよい。したがって得られた皮膜は
アルミニウムとすずとの合金または混合物あるいはそれ
らと亜鉛との合金または混合物となる。

めっき終了後は品物とガラスビーズを分離、水洗する。

後処理としては亜鉛と同様にクロメート処理を行う。ク
ロメート処理は例えば特開昭６１−６７７７３号に記載
された非水系クロメートが好ましく、又本願出願人らが
出願した（特願昭６２−８１８０９）クロメート処理も
使用でき、このようなりロメート処理によって更に優れ
た耐食性が得られる。

以下に本発明を実施例によって詳細に例示する。

〔実施例１〕 脱脂、酸洗した平ワツシヤー（２２ｘ　１０．５　ｘ　
１．６酊）２０枚（表面積１２０ｃｎりとガラスビーズ
１００ｇ（φ０．５〜０．７ｍ１２ｇ、φ１，０〜１．
４ｍｍ１８ｇ１φ２．５〜３．５　龍７０　ｇ　）及び
水３０ｍ１を容ｉｔ８００ｍｌチューリップ型へ角バレ
ルに投入し、傾斜角２０°、回転数６Ｏｒｐｍでタンプ
リングさせる。この中に表面調整剤（５０χｎｚｓｏ４
．＋３χエマルゲン９１１）１ｍｌを加えて１０分後、
銅置換めっき剤（２０！ＨｚＳＯｎ　＋１５ＸＮａＣ１
＋　１０ＸＣｕＳＯ４・５ＨｚＯ）　　０．　５ｍｌを
加え、５分間で銅置換めっきを行った。その後硫酸第−
すず０．１ｇを加え、２分後、亜鉛粉末を０．１ｇを入
れて５分間部合させ、フラッシュめっきを行った。次い
で平均粒度１０ミクロンを有するアルミニウム粉末０．
　２ｇと酸性フッ化アンモニウム０．１ｇを３分間隔で
５回投入し、更にアルミニウム粉末添加時の１゜３．５
回目に硫酸第一すず０．１７ｇを添加し、その後７分間
回転し続けた。得られた皮膜は膜厚２５μｍ、皮膜組成
はＡＩ／Ｓｎ／Ｚｎ＝５２．６／３４．９／１２．１の
割合であり、通常のテープ剥離試験でも優れた密着性を
有していた。この試料と同一膜厚を有する従来の亜鉛単
独めっき試料をクロメート処理し、各３個について塩水
噴霧試験を行った。亜鉛めっき試料には全て９００時間
以内に赤錆の発生が認められたに対して、アルミニウム
含有めっき試料は全て、２３００時間以内に赤錆の発生
は認められなかった。

〔比較例１〕 実施例１の中で酸性フッ化アンモニウムを添加しないで
、その他は全く同じ条件でめっきを行った。得られた皮
膜は膜厚３．５μｍで、組成的にはほとんどすず皮膜で
ありアルミニウムの付着は認められなかった。

〔実施例２〕 めっき促進剤として硫酸第一すずの１回の添加量を０．
０７　ｇとして、その他の条件は実施例１と全く同一条
件でめっきを行った。得られた皮膜は膜厚１６μｍ、皮
膜組成はＡＩ／Ｓｎ／Ｚｎ　＝　６０．４／２４．８／
１４．４の割合であり、テープ剥離試験でも優れた密着
性を有していた。この試料と同一膜厚を有する従来の亜
鉛単独めっき試料をクロメート処理し、各３個について
塩水噴霧試験を行った。亜鉛めっき試料には全て８００
時間以内に赤錆の発生が認められたのに対して、アルミ
ニウム含有めっき試料は全て、１５００時間以内に赤錆
の発生は認められなかった。

〔実施例３〕 酸性フッ化アンモニウムの１回の添加量を０．０４ｇと
して、その他の条件は実施例１と全く同一条件でめっき
を行った。得られた皮膜は膜厚１０μｍで、皮膜組成は
Ａｔ／Ｓｎ／Ｚｎ＝３７．９１５１．８／９．５５の割
合であり、テープ剥離試験でも優れた密着性を有してい
た。この試料と同一膜厚を有する従来の亜鉛単独めっき
試料をクロメート処理し、各３個について塩水噴霧試験
を行った。亜鉛めっき試料には全て７５０時間以内に赤
錆の発生が認められたのに対して、アルミニウム含有め
っき試料は全て、１６００時間以内に赤錆の発生は認め
られなかった。

〔実施例４〕 脱脂、酸洗した平ワツシヤー（３０Ｘ　１５　Ｘ　２　
ｍｌ）１０枚（表面積１０６ｃｄ）とガラスビーズ２８
０ｇ（φ０．５〜０．７龍３０ｇ１φ１．０〜１．４ｍ
５０ｇ１φ２．５〜３．５　鶴２００　ｇ　）及び水５
０ｍ１を容ｉｔ８００ｍｌチューリップ型へ角バレルに
投入し、傾斜角２５″、回転数７Ｑｒｐｍでタンプリン
グさせる。この中に表面調整剤（５０χｏｔｓｏ、、＋
１．５χＮｅｗｃｏｌ　２６１４）１．１　ｍ　ｌを加
えて１０分後、銅置換めっき剤（２０ＸＨ！ＳＯ４＋　
１５χＮａＣ１＋　１０ＸＣｕＳＯ４・５８ｚＯ）０．
５ｍｌを加え、５分間で銅置換めっきを行った。そして
硫酸第一すず０．４ｇを加え、２分後、亜鉛粉末を０．
１ｇを入れて５分間混合させ、フラッシュめっきを行っ
た。次いで平均粒度１０ミクロンを有するアルミニウム
粉末０．３ｇと酸性フッ化アンモニウム０．０１９　ｇ
を３分間隔で１０回投入し、更にアルミニウム粉末添加
時の３．５゜７．９回目に硫酸第一すず０．１　ｇと亜
鉛粉末０．１ｇを添加し、その後１０分間回転し続けた
。得られた皮膜は膜厚２０μｍ、皮膜組成はＡＩ／Ｓｎ
／Ｚｎ　＝３６、１／３３／３０の割合であり、テープ
剥離試験でも優れた密着性を有していた。この試料と同
一の膜厚を有する従来の亜鉛単独めっき試料をクロメー
ト処理し、各３個について塩水噴霧試験を行った。

亜鉛めっき試料には全て８５０時間以内に赤錆の発生が
認められたのに対して、アルミニウム含有めっき試料は
全て、２０００時間以内に赤錆の発生は認められなかっ
た。

〔実施例５〕 脱脂、酸洗した軟鋼六角ポル）Ｍ８−３０　　（首下３
０ｍ）４０個（表面積４７２ｃ４）とガラスビーズ４０
０ｇ　（φ０．５〜０．７　ｍ１１４８　ｇ　、φ１．
５〜２．５　＊＊１２　ｇ、φ３．９６〜４．７龍２８
０　ｇ）及び水１２０ｍ１を容量３−．５ｍｌチューリ
ップ型八角へレルに投入し、傾斜角２０°、回転数４Ｑ
ｒｐｍでタンプリングさせる。この中に表面調整剤（５
０χＨ！５０４　＋　１．５χエルマゲン９１１）　４
　ｍ　ｌを加えて１０分後、銅置換めっき剤（２０χＨ
ｚＳＯ＊　＋　１５ＸＮａＣ１＋１０ＩＣｕＳＯｔ　’
　５８ｚＯ）　　２　ｍ　ｌを加え、５分間で銅置換め
っきを行った。そして硫酸第一すず０．４ｇを加え、２
分後、亜鉛粉末を０．４ｇを入れて５分間混合させ、フ
ラッシュめっきを行った。次いで平均粒度１０ミクロン
を有するアルミニウム粉末０．８ｇと酸性フッ化アンモ
ニウム０．４ｇを３分間隔で５回投入し、更にアルミニ
ウム粉末添加時の１．３．５回目に硫酸第一すず０．６
７ｇを添加し、その後７分間回転し続けた。得られた皮
膜は膜厚１８μｍで良好な密着性を有していた。この試
料と同じボルトに同一の膜厚を有する従来の亜鉛めっき
を施した試料をクロメート処理しないで、各３個につい
て５％ＮａＣ１水溶液に半浸せきした。亜鉛めっき試料
には２４時間以内に白錆が発生したが、この実施例で得
られた試料には１５０時間以内に白錆の発生は認められ
なかった。

〔実施例６〕 銅置換めっきまでは実施例１と全く同一条件でめっきを
行い、その後塩化第−すず０．０５ｇを加えて２分後、
アルミニウム粉末０．１ｇを入れて５分間混合させ、フ
ラッシュめっきを行った。

次いで、アルミニウム粉末０．２ｇと酸性フッ化アンモ
ニウム０．１ｇを３分間隔で５回投入し、更にアルミニ
ウム粗末添加時の１．３．５回目に塩化第一すず０．１
７ｇを添加し、その後７分間回転し続けた。得られた皮
膜は膜厚１０μｍでテープ剥離試験でも優れた密着性を
有していた。

〔実施例７〕 第　　１　　表 フラッシュめっきまでは実施例１と全く同一条件でめっ
きを行い、その後アルミニウム粉末に対する活性化剤を
種々変化させ、得られた皮膜の膜厚と組成割合を第１表
に示す。

アルミニウム粉末と活性化剤はいずれも３分間隔で５回
に分割投入し、硫酸第一すずはアルミニウム粉末添加時
の１．　３．　５回目に３分割投入した。

〔実施例８〕 品物及びバレル条件は実施例１と全く同一条件でタンプ
リングさせて、この中に表面調整剤（５０ＸＨｚＳＯｎ
　＋　３ｚ）−’−オフＮ　Ｓ　−２３０）　１　ｍ　
ｌを加えて１゜分後、銅置換めっき剤（２０χＨ２ＳＯ
＊＋　１５χＮａＣ１＋　１０χＣｕ５Ｏｎ・５ｎｚｏ
）　　０　、　５　ｍ　ｌを加え、５分間で銅置換めっ
きを行った。その後硫酸第−すず０．１ｇを加えて２分
後、亜鉛粉末０．１ｇを入れて５分間混合させ、フラッ
シュめっきを行った。次いで平均粒度１０ミクロンを有
するアルミニウム粉末０．２ｇと酸性フッ化アンモニウ
ム０．６ｇを３分間隔で５回投入し、更にアルミニウム
粉末添加時の１．３．５回目に硫酸第一すず０．１７ｇ
を添加し、その後７分間回転し続けた。得られた皮膜は
やや黒っぽく、膜厚１０μｍであった。

以上、この発明を実施例に基づいて説明したが、この発
明の内容はこれら数例に限定されるものではなく、亜鉛
単独めっきよりも耐食性がよく、かつ白錆の発生しない
めっき皮膜を得るという前述の主旨にそって、めっきの
組成や処理条件は任意に変更することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したようにこの発明はアルミニウムを品物にめ
っきすることが出来るので、耐蝕性の優れた表面処理を
行うことが出来ネジ等の部品寿命を著しくのばすとかで
きる効果がある。

出願人　　　株式会社大和化成研究所

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属粉末、水及びガラスビーズと同時に分散剤、
   フラッシュ促進剤並びにめっき促進剤からなる機械的め
   っき処理に使用するめっき材−処理剤系において、金属
   粉末として亜鉛粉末を任意量含むアルミニウム粉末を用
   い、更に活性化剤を含むことを特徴とする機械的めっき
   のめっき材−処理剤系
2. （２）上記金属粉末としてアルミニウム粉末のみを用い
   た特許請求の範囲第一項記載の機械的めっきのめっき材
   −処理剤系
3. （３）活性化剤がフッ化物であって、フッ素に換算して
   アルミニウム粉末の重量に対し、３重量％以上２００重
   量％以下である特許請求の範囲第一項記載の機械的めっ
   きのめっき材−処理剤系
4. （４）フッ化物としては、フッ化水素酸、フッ化ナトリ
   ウム、酸性フッ化ナトリウム、フッ化カリウム、酸性フ
   ッ化カリウム、フッ化アンモニウム、酸性フッ化アンモ
   ニウム、ケイフッ化水素酸、ケイフッ化ナトリウム、ケ
   イフッ化カリウム、ケイフッ化アンモニウム及びホウフ
   ッ化水素酸、の一種又は二種以上の混合物である特許請
   求の範囲第三項記載のめっき原料−処理剤系