JPH05148689A

JPH05148689A - 複合めつき皮膜の共析量コントロール方法

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Publication number: JPH05148689A
Application number: JP33975591A
Authority: JP
Inventors: Muneyori Matsumura; 宗順松村; Itaru Chiba; 格千葉; Yoshiko Hotta; 佳子堀田; Toshiharu Yoshikawa; 逸治吉川
Original assignee: Osaka Cement Co Ltd; Uemera Kogyo Co Ltd; C Uyemura and Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd; Uemera Kogyo Co Ltd; C Uyemura and Co Ltd
Priority date: 1991-11-27
Filing date: 1991-11-27
Publication date: 1993-06-15
Anticipated expiration: 2012-06-04
Also published as: JP2616324B2

Abstract

(57)【要約】【目的】金属めっき液中に不溶性粒子を分散させた複
合めっき液を用いて、被めっき物表面に金属マトリック
ス中に不溶性粒子が共析分散した複合めっき皮膜を形成
する場合に、金属マトリックス中への不溶性粒子の共析
量を効果的にコントロールする。【構成】金属めっき液中に不溶性粒子を分散させた複
合めっき液を用いて被めっき物に金属マトリックス中に
不溶性粒子が共析分散した複合めっき皮膜を形成するに
当たり、上記金属めっき液中に分散させる不溶性粒子の
比表面積を調節する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金属めっき液中に不溶
性粒子を分散させた複合めっき液を用いて、被めっき物
表面に金属マトリックス中に不溶性粒子が共析分散した
複合めっき皮膜を形成する場合に、金属マトリックス中
への不溶性粒子の共析量を効果的にコントロールする複
合めっき皮膜の共析量コントロール方法に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来よ
り、ニッケルめっき液などの金属めっき液中にジルコニ
ア、アルミナなどの不溶性粒子を分散させた複合めっき
液により、被めっき物上に複合めっき皮膜、即ちニッケ
ル等の金属マトリックス中にジルコニア、アルミナなど
の不溶性粒子を共析分散させためっき皮膜を形成するこ
とが知られている。この複合めっき皮膜は、その金属マ
トリックスや不溶性粒子の種類に応じ、耐摩耗性，耐熱
性，断熱性などの種々の特性を発揮するものである。

【０００３】この場合、このような特性をより有効に発
揮させるためには、上記不溶性粒子の共析量をコントロ
ールし、不溶性粒子の金属マトリックス中における分散
量を適宜なものにする必要がある。

【０００４】このように、用途等に応じて金属マトリッ
クス中の不溶性粒子の共析量を制御することが望まれる
が、特に最近では複合めっき皮膜の内側と外側とで不溶
性粒子の共析量が異なる傾斜機能を持った複合めっき皮
膜も望まれており、かかる傾斜機能を有する複合めっき
皮膜を得る場合は、不溶性粒子の共析量を自由に制御す
ることが必須である。

【０００５】従来、複合めっきにおいて、不溶性粒子の
共析量をコントロールする方法としては、めっき液中へ
の不溶性粒子の分散量を増減する方法、更にめっき液の
撹拌速度やめっき温度を調節し、また電気めっきの場合
は電流密度を高くするなど、めっき条件を調節する方法
が採られている。

【０００６】しかし、めっき液中への不溶性粒子の分散
量を調節する方法は、分散量を多くするほど共析量は増
大するが、実用上の観点から分散量をむやみに増加させ
ることはできず、この方法には一定の限界がある。ま
た、めっき条件を調節する方法は、その共析量を広い範
囲でコントロールするには十分でない。

【０００７】従って、上記方法に加えて、さらに効果的
に共析量をコントロールすることができる複合めっき皮
膜の共析量コントロール方法の開発が望まれる。

【０００８】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、金属めっき液中に不溶性粒子を分散させた複合めっ
き液を用いて、被めっき物表面に金属マトリックス中に
不溶性粒子が共析分散した複合めっき皮膜を形成する場
合に、金属マトリックス中への不溶性粒子の共析量を効
果的にコントロールすることができ、傾斜機能を有する
複合めっき皮膜を容易に得ることができる複合めっき皮
膜の共析量コントロール方法を提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明者は、目
的を達成するため鋭意検討を行なった結果、複合めっき
において、金属マトリックス中への不溶性粒子の共析量
は該粒子の比表面積に依存することを知見した。

【００１０】即ち、後述する実施例の記載から明らかな
ように、不溶性粒子の平均粒径及びめっき液中の分散量
を一定にして同一めっき条件で複合めっきを行なった場
合、粒子の比表面積が小さいほどその共析量が増大する
一方、比表面積が大きいほどその共析量が減少するこ
と、この場合、上記不溶性粒子の比表面積と共析量との
間にほぼ反比例関係が成立ち、このように比表面積から
共析量を容易に予測し得ることが見出され、従って金属
マトリックス中への不溶性粒子の共析量を該粒子の比表
面積を選定することにより容易かつ確実に、しかも広い
範囲にわたってコントロールし得、被めっき物を互いに
異なる比表面積を有する不溶性粒子が分散された複数の
複合めっき液で順次めっきすることにより、上記被めっ
き物に内側と外側とで不溶性粒子の共析量が異なる傾斜
機能を持つ複合めっき皮膜を容易に形成し得ることを知
見し、本発明を完成したものである。

【００１１】従って、本発明は、金属めっき液中に不溶
性粒子を分散させた複合めっき液を用いて被めっき物に
金属マトリックス中に不溶性粒子が共析分散した複合め
っき皮膜を形成するに当たり、上記金属めっき液中に分
散させる不溶性粒子の比表面積を調節することにより、
金属マトリックス中への不溶性粒子の共析量をコントロ
ールすることを特徴とする複合めっき皮膜の共析量コン
トロール方法を提供する。

【００１２】以下、本発明につき更に詳しく説明する
と、本発明の複合めっき皮膜の共析量コントロール方法
は、上述したように、金属めっき液中に不溶性粒子を分
散させた複合めっき液を用い、金属マトリックス中に該
粒子が共析分散した複合めっき皮膜を得る場合に、上記
金属めっき液中に分散させる不溶性粒子の比表面積を選
定することにより、所望の共析量の複合めっき皮膜を得
るものである。

【００１３】ここで、複合めっきは、電気めっき法によ
っても無電解めっき法によっても良く、また金属めっき
液としては、ニッケルめっき液、ニッケル合金めっき
液、銅めっき液、亜鉛めっき液、スズめっき液、スズ合
金めっき液などが挙げられ、これらめっき液は、公知の
組成とすることができるが、特に本発明法は、ニッケル
めっき液、ニッケル合金めっき液及び銅めっき液に対し
て好適に採用される。

【００１４】また、金属めっき液に分散される不溶性粒
子としては、ジルコニア，アルミナ，シリカ，チタニ
ア，セリア等の酸化物及びこれらの２種以上からなる複
合酸化物、炭化珪素，炭化チタン等の炭化物、窒化珪
素，窒化硼素等の窒化物、フッ素樹脂粉末、ナイロン粉
末，ポリエチレン粉末等の有機高分子粉末などが挙げら
れるが、これらに限定されるものではなく、その他種々
の不溶性粒子を使用することもできる。

【００１５】この場合、本発明においては、不溶性粒子
はその比表面積を適宜選定使用して共析量をコントロー
ルするもので、共析量を多くしたい場合は比表面積の小
さいものを選定し、共析量を少なくしたい場合は比表面
積の大きいものを選定する。ここで、比表面積の範囲
は、特に制限されるものではないが、通常０．１〜１０
０ｍ²／ｇ、特に０．５〜１０ｍ²／ｇの範囲から選定す
ることが好ましい。

【００１６】また、本発明においては、不溶性粒子の粒
径範囲に限定はなく、適宜な粒径の不溶性粒子を使用す
ることができるが、通常は平均粒径０．１〜２０μｍ、
特に０．２〜１０μｍの範囲から選定することが好まし
い。

【００１７】不溶性粒子の金属めっき液中への分散量も
適宜選定され、特に制限されるものではないが、通常５
〜８００ｇ／Ｌ、特に１０〜５００ｇ／Ｌとされる。な
お、不溶性粒子の金属めっき液中への分散量の多少も共
析量に影響を与える比較的大きい要因であるので、本発
明コントロール法の実施に当たり、不溶性粒子の金属め
っき液中への分散量もコントロールする必要がある。

【００１８】更に、複合めっき条件は、めっき液の種
類、めっき方法等に応じた公知の条件を採用することが
できるが、撹拌方法、撹拌速度、めっき温度、陰極電流
密度などの各めっき条件を適宜コントロールすることも
また共析量コントロールの点から必要である。

【００１９】本発明の複合めっきの共析量コントロール
方法によれば、単に不溶性粒子の比表面積を変えるだけ
で共析量を変えることができ、従って所望の共析量の複
合めっき皮膜を簡単にしかも確実に得ることができる
が、特に、互いに比表面積の異なる不溶性粒子を分散さ
せた複数の複合めっき液を用意し、被めっき物をこれら
複合めっき液で順次めっきすることにより、複合めっき
皮膜の内側、中間部、外側で互いに共析量が異なる傾斜
機能を持った複合めっき皮膜を容易に形成できる。

【００２０】

【実施例】以下、実施例，比較例を示して本発明を具体
的に説明するが、本発明は下記実施例に制限されるもの
ではない。

【００２１】［実施例１］まず図１に示す構造の複合め
っき装置を構成した。即ち、図中１は複合めっき液が収
容されるトールビーカーであり、このトールビーカー１
は回転計付きのマグネチックスターラー２上の恒温槽３
内に半漬状態に配置されている。上記ビーカー１内に
は、その中心部にステンレススチール板（ＳＵＳ３０
４、２０ｍｍ×４０ｍｍ×０．２ｍｍ）からなるカソー
ド４が配置されており、またこのカソード４を挟んで左
右に電解ニッケル板からなるアノード５が配置されてい
る。更に、このビーカー１内の底壁上には、上記スター
ラー２によって回転させられる撹拌子６が載置されてい
る。なお、図中７は上記カソード４とアノード５との間
を通電する直流電源、８，９はそれぞれ電流計，電圧
計、１０はヒーター、１１は温度調節器である。

【００２２】この複合めっき装置のビーカー１内にスル
ファミン酸ニッケルめっき液（スルファミン酸ニッケル
１．２ｍｏｌ／Ｌ、塩化ニッケル０．０２ｍｏｌ／Ｌ、
ホウ酸０．４ｍｏｌ／Ｌ）に表１及び表２に示したジル
コニア系セラミック粉末（ＺｒＯ₂／Ｙ₂Ｏ₃の二成分
系）を分散した複合めっき液を収容し、これを３０分間
スターラー２で撹拌子６を回転させて撹拌、熟成した
後、以下に示すめっき条件で複合めっきを行った。得ら
れた複合めっき皮膜中のジルコニア系セラミック粉末共
析量を表１及び表２に示す。また、図２に実質的に同一
の平均粒径を有するジルコニア系セラミック粉末（表１
のジルコニア系セラミック粉末）の比表面積と共析量と
の関係を示す。なお、共析量の測定は、まず皮膜が形成
されたカソードの重量増化から皮膜重量を求め、皮膜量
を算出し、次いで皮膜を硝酸を用いて溶解し、メンブラ
ンフィルターで粒子のみを捕集，乾燥した後、秤量する
重量法により求めた。めっき条件陰極電流密度０．５Ａ／ｄｍ²又は１．０
Ａ／ｄｍ² 共析粒子分散量４００ｇ／ＬｐＨ３．８（建浴時）浴温４０℃ スターラー回転数４００ｒｐｍ

【００２３】

【表１】

【００２４】

【表２】

【００２５】表１、表２及び図２に示した結果から、ほ
ぼ同じ比表面積のジルコニア系セラミック粉末（表２）
において、平均粒径を変化させても共析量の変化はほと
んど見られないが、ほぼ同じ平均粒径のジルコニア系セ
ラミック粉末（表１及び図１）において、比表面積を変
化させると、それに応じて共析量が変化することが認め
られる。即ち、ニッケルめっき液中に分散させるジルコ
ニア系セラミック粉末の比表面積を調節することによ
り、ニッケルマトリックス中へのジルコニア系セラミッ
ク粉末の共析量をコントロールすることが可能であるこ
とが確認された。

【００２６】次に、上記ジルコニア系セラミック粉末Ｎ
ｏ．９、Ｎｏ．５、Ｎｏ．２がそれぞれ分散した３種の
複合めっき液に被めっき物（銅板）を順次浸漬し、それ
ぞれ１．０Ａ／ｄｍ²で同時間複合めっきを行い、厚さ
約１０μｍの複合めっき皮膜を得た。

【００２７】このめっき皮膜は、共析粒子（ジルコニア
系セラミック粉末）の共析量が内側約１２ｖｏｌ％、中
間部約１８ｖｏｌ％、外側約２６ｖｏｌ％の傾斜機能を
有するものであり、内側の粒子が少ないため基材（銅
板）との密着性がよく、また外側の粒子が多いので該粒
子の特性をより効果的に発揮する。

【００２８】［実施例２］比表面積が１３．７ｍ²／
ｇ、平均粒径が０．９０μｍのＳｉＣ粉末が分散した実
施例１と同様の複合めっき液に銅板を浸漬し、陰極電流
密度０．５Ａ／ｄｍ²で３μｍの複合めっきを行った
後、比表面積が５．７ｍ²／ｇ、平均粒径が１．８０μ
ｍのＳｉＣ粉末が分散した実施例１と同様の複合めっき
液に直ちに浸漬し、陰極電流密度０．５Ａ／ｄｍ²で３
μｍの複合めっきを行った。

【００２９】得られた複合めっき皮膜は、ＳｉＣ粉末が
内側に１５．５０ｖｏｌ％、外側に２１．０３ｖｏｌ％
共析した傾斜機能を有するものであった。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の複合めっ
き皮膜の共析量コントロール方法によれば、金属めっき
液中に分散させる不溶性粒子の比表面積を調節すること
により、容易かつ確実に、しかも広い範囲で金属マトリ
ックス中への不溶性粒子の共析量をコントロールするこ
とができ、傾斜機能を有する複合めっき皮膜を容易に得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例で用いた複合めっき装置を示す概略図で
ある。

【図２】平均粒径５．６〜６．６μｍのジルコニア系セ
ラミック粉末の共析量と比表面積との関係を示すグラフ
である。

【符号の説明】

１ビーカー２回転計付きスターラー３恒温槽４カソード５アノード６撹拌子７直流電源８電流計９電圧計１０ヒーター１１温度調節器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者堀田佳子大阪府枚方市出口１丁目５番１号上村工業株式会社中央研究所内 (72)発明者吉川逸治大阪府豊中市寺内１丁目５番12号フローレンス緑地403号

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属めっき液中に不溶性粒子を分散させ
た複合めっき液を用いて被めっき物に金属マトリックス
中に不溶性粒子が共析分散した複合めっき皮膜を形成す
るに当たり、上記金属めっき液中に分散させる不溶性粒
子の比表面積を調節することにより、金属マトリックス
中への不溶性粒子の共析量をコントロールすることを特
徴とする複合めっき皮膜の共析量コントロール方法。
【請求項２】被めっき物を互いに異なる比表面積を有
する不溶性粒子が分散された複数の複合めっき液で順次
めっきすることにより、上記被めっき物に内側と外側と
で不溶性粒子の共析量が異なる複合めっき皮膜を形成し
た請求項１記載の方法。