JPH05320982A - ニッケルめっきチタン線又はニッケルめっきチタン合金線及びその製造方法 - Google Patents

ニッケルめっきチタン線又はニッケルめっきチタン合金線及びその製造方法

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JPH05320982A
JPH05320982A JP15447792A JP15447792A JPH05320982A JP H05320982 A JPH05320982 A JP H05320982A JP 15447792 A JP15447792 A JP 15447792A JP 15447792 A JP15447792 A JP 15447792A JP H05320982 A JPH05320982 A JP H05320982A
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JP
Japan
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nickel
wire
titanium
plating
acid
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JP15447792A
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Inventor
Norio Ekusa
紀男 江草
Susumu Yamamoto
進 山本
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 フッ酸を使用することなく、又合金表面の平
滑性を損なうことなく、密着性の高いニッケルめっきを
施すことができるチタン線又はチタン合金線の製造方法
を提供する。 【構成】 チタン線又はチタン合金線を、塩酸単独又は
塩酸と硝酸或は硫酸との混酸により電解前処理をした
後、pH2.0〜4の範囲に調整したスルファミン酸ニ
ッケル液を使用し、電解ニッケルめっきを施す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ばね用,眼鏡用,細線
用素材等となるニッケルめっきチタン線又はニッケルめ
っきチタン合金線及びその製造方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】チタン線又はチタン合金線(以下チタン
・チタン合金線という)は、表面の摩擦係数が高く、熱
伝導が悪いため、従来の鋼線のような穴ダイス伸線加
工、つきあて金具によるばね加工が非常に困難であっ
た。従来、この種の問題に対して、線材表面にニッケル
めっき層を形成し、加工性を改善する方法がある。しか
し、一般にチタンはニッケルなどの他、金属めっき層と
のなじみが悪く、又表面には酸化物不動態膜が存在し、
これが化学的に極めて安定なためニッケルめっきを行う
際の大きな障害となっていた。従って、めっきの前処理
として、フッ酸を含んだ酸洗処理によりチタン表面の不
動態膜を除去し、かつ表面を凹凸にしてめっき密着性を
向上させるのが一般的であった。
【0003】例えば、ASTM,B−48168 (1978)に
記載されている方法のように、化学エッチングとしてフ
ッ酸と硝酸の混酸を使用するものや、特公平63-14893,
特開平3-47991号公報に示されるように、前処理液にフ
ッ酸を使用するものがある。又、よりめっきの密着性を
向上させるため、特公平63-3033 号公報に示されるよう
に、フッ素イオン及びニッケルイオンを含む水溶液中で
交番電流にて電解処理した後、電気めっきする方法等が
ある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、フッ酸は人体
に対して著しく有害であり、廃液処理にも問題がある。
このようなフッ酸の使用は、作業性の低下、安全設備の
設置などに伴う設備費の増大を招き、ニッケルめっきを
安価に行う障害となっていた。さらに、品質的にもフッ
酸の使用によりチタン・チタン合金線の表面に凹凸が形
成され、表面平滑性が著しく損なわれる。このため、ば
ね用などの耐久性を要求される材料には、この凹凸が原
因で応力集中が起こり破損するなどの問題もあった。。
【0005】本発明はこのような技術的背景のもとにな
されたもので、その目的は、フッ酸を使用しないことに
より、表面に凹凸を形成することなく密着性の高いニッ
ケルめっきを施してなるチタン・チタン合金線の製造方
法を提供することにある。又、ばね用などの表面平滑性
が要求され、かつ加工性にも優れたチタン・チタン合金
線を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明方法は、チタン・チタン合金線を、塩酸単
独又は塩酸と硝酸或は硫酸との混酸により電解前処理を
した後、pH2.0〜4.0の範囲に調整したスルファ
ミン酸ニッケル液を使用し、電解ニッケルめっきを施す
ことを特徴とする。
【0007】又、ニッケルめっき層を焼鈍し、より密着
性を向上させる方法は、前記めっき処理の後、200〜
900℃の温度範囲で、不活性雰囲気における熱処理を
施すことを特徴とする。
【0008】さらに、上記の方法で得られた合金線は、
チタン・チタン合金素線の表面粗さRz(JIS B0
601に定義される十点平均粗さ)が5μm以下で、か
つその上に厚さ0.5μm以上のニッケルめっき層を有
することを特徴とする。
【0009】
【作用】チタン・チタン合金線にニッケルめっきをする
ためには、表面の不動態膜の除去及び凹凸の形成が必要
であることは既に述べた通りである。これは、不動態膜
の上にめっきを施す場合は勿論、この不動態膜を除去し
てもチタンとニッケルめっきのなじみが悪いため、密着
性が極めて悪く、めっき層内に発生する内部応力によっ
てめっき剥離が生じるからである。
【0010】本発明では、この不動態膜を完全には除去
せずに、その上から内部応力の小さいめっき層を形成す
る点に特徴がある。つまり、ニッケルめっき浴として従
来一般的に使用されているワット浴に比べ、めっき層に
発生する内部応力の小さいスルファミン酸ニッケル浴を
使用するのである。
【0011】スルファミン酸ニッケル浴によって形成し
ためっき層の内部応力が小さいことは既に知られている
が、この内部応力はめっき浴のpHが低下するほどさら
に小さくなる。もっとも、pHは4.0以上に調整され
て使用されるのが一般的である。その理由は、pHの低
下、つまり浴中の水素イオン[H+ ]の増加により、カ
ソード上で水素の発生が起こり易くなり、めっき効率
(電流効率)が低下するからである。
【0012】図2にpHとチタン・チタン合金へのめっ
き効率の関係を示す。図示のように、pHが4以上であ
れば、めっき効率もほぼ100%であるが、それ以下に
なると低下するのがわかる。しかし、pH4以下でも同
2.0以上の範囲であれば、めっき効率は40〜80%
となる。従って、めっき液のpHを2.0〜4.0の範
囲とすることで、めっき効率は若干低下するものの、め
っき層の内部応力は著しく低下し、剥離し難くなるので
ある。尚、めっき層の厚さは、0.5μm以上であるこ
とが好ましい。
【0013】又、めっき層形成後、熱処理を実施し、そ
の焼鈍を行うことで、加工性が向上し、めっき層の剥離
もし難くなる。この熱処理において、処理温度を200
〜900℃としたのは、200℃未満ではめっき層の焼
鈍が不十分になり前記効果が期待できないからである。
逆に900℃を越えるとチタン・チタン合金の変態点温
度以上となり、線材の特性に影響を及ぼすためである。
【0014】
【実施例】以下、チタン・チタン合金線材にめっきを施
す場合について、本発明実施例を説明する。図1は本発
明を実施する装置の構成図である。図示のように、先ず
供給機から繰り出されたチタン合金線1は、前処理電解
槽2へと導入される。この電解槽2は、塩酸単独又は塩
酸と硝酸或は硫酸との混酸により電解前処理をするとこ
ろで、電解用整流電源10から給電ローラー12を介し
てチタン合金線1へ通電される。
【0015】次に、水洗槽3にて水洗いされた後、めっ
き槽4に導入される。このめっき槽4では、スルファミ
ン酸Ni浴によりチタン合金線1にめっき処理が施され
る。通電は、めっき処理用整流電源11を用い、給電ロ
ーラー12を介して行う。
【0016】めっき処理が終われば、水洗槽5にて水洗
いがなされた後、今度は加熱炉6にてNiめっきチタン
合金線の焼鈍が行われる。そして、引き続き冷却帯7に
て合金線の冷却を行い、巻き取りき9でこれを巻き取っ
て製造工程を終了する。
【0017】(実施例1)このような装置を用いて、線
径6mmφの純チタン線(2種)のNiめっき処理を実
施した。前処理電解槽及びめっき槽における電流密度,
チタン線の送給速度を表1に、又めっき液,熱処理温度
などの条件を表2に示す。
【0018】
【表1】
【0019】
【表2】
【0020】上記の条件にて各約5kgのNiめっきチ
タン線を作製した。そして、作製した各サンプルを、線
径6(D/d=1),同12(D/d=2),同18
(D/d=3),同24(D/d=4)mmφの線に巻
き付けて、めっき層の剥離の有無をテストした。その結
果を各サンプルのめっき厚と共に表3に示す。
【0021】
【表3】
【0022】同表に示すように、従来のワット浴による
ものは、めっきの剥離が著しく、又熱処理をしなかった
もの及び熱処理温度が300並びに900℃のものも、
めっきの剥離が発生した。さらに、めっき液のpHが
4.5のものもめっきの剥離が発生した。これに対し、
他の条件のものはめっきの密着性もよく剥離が見られな
かった。
【0023】図3に、本実施例サンプル4の断面組織写
真を示す。尚、比較材としてサンプル11の写真も示
す。実施例、比較材共に拡大倍率のことなる写真を示し
ており、白帯状の部分がめっき層で、その下部がチタン
素線である。これらの比較から明らかなように、比較材
のチタン素線表面は凹凸状に荒れ、めっき層の付着が十
分でない箇所が幾つか見られるのに対し、実施例の素線
表面は平滑で、めっき層の付着も十分である。
【0024】又、本実施例であるサンプル4及び、比較
材である同11の表面粗さを測定した。測定には表面粗
さ計を用い、JIS B0601に定義される十点平均
粗さRzにより評価した。その結果を図4に示す。この
結果から明らかなように、比較例であるサンプル11の
表面Rzが7〜8μmと大きいのに対し、実施例のサン
プル4は同4μm以下と平滑である。
【0025】(実施例2)次に、図1に示す製造装置に
よって線径5.5mmφのチタン合金線のNiめっき処
理を実施した。用いたチタン合金の組成を表4に示す。
前処理電解槽並びにめっき槽の電流密度及び合金線の送
給速度は表1に示したものと同様である。又、実施例1
と同様に、表2に示した各条件にて各々約5kgのNi
めっきチタン合金線を作製した。
【0026】
【表4】
【0027】そして、作製した各サンプルを、穴ダイス
で伸線加工し、加工速度及び加工限界減面率により評価
を行った。尚、比較のため、同様の組成のチタン合金線
に酸化スケールを生成させて、同様に伸線加工を行っ
た。その結果を表5に示す。
【0028】
【表5】
【0029】同表に示すように、従来のワット浴で処理
したサンプル1及びめっき液のpHが1.8と低いサン
プル5は伸線できなかった。又、熱処理温度が最低及び
最高のサンプル7及び8、めっき液pHが最高のサンプ
ル2も伸線加工限界減面率又は伸線速度の点で不十分で
あった。一方、他の条件のサンプルは、従来のフッ酸を
使用したサンプル11と同等かそれ以上の結果が得られ
た。
【0030】以上説明した両試験の結果を整理すると、
次のようになる。 めっき前の電解液は塩酸単独又は塩酸と硫酸或は硝酸
との混酸でめっき液はスルファミン酸Ni浴とする。 めっき液のpHは2.0〜4.0の範囲とする。 めっき後の熱処理は200〜900℃の範囲にて行
う。
【0031】このような条件にてチタン・チタン合金線
の製造を行うことで、線材表面の平滑性を損なうことな
く、かつ密着性が高いニッケルめっきを行うことができ
ることが確認された。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように、本発明方法によれ
ば、前処理にフッ酸を使用しないため作業性がよく、簡
単な装置によりチタン・チタン合金線に、安価なニッケ
ルめっきを行うことができる。又、フッ酸を使用しない
ことは、チタン・チタン合金表面の平滑性を保つことが
でき、このような方法で製造された線材は、ばね用など
の表面平滑性が要求される分野にも有効に利用すること
ができる。さらに、眼鏡用などでは、加工後ニッケルめ
っきを酸洗により除去して使用すれば効果的である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法を実施する装置の構成図。
【図2】スルファミン酸Ni浴によるめっきにおけるp
Hとめっき効率の関係を示すグラフ。
【図3】チタン線にNiめっきを施した場合の断面写真
で、本発明実施例及びフッ酸を用いた比較材を比較して
示す。
【図4】線材の表面粗さ分布を示すもので、(A)は比
較材のサンプル11、(B)は実施例のサンプル4であ
る。
【符号の説明】
1 チタン合金素線 2 前処理電解槽 3 水洗槽 4 めっき槽 5 水洗槽 6 加熱炉 7 冷却帯 8 Niめっきチタン合金線 9 巻き取り機 10 電解処理用整流電源 11 めっき処理用整流電源 12 給電ローラー 13 支持ローラー
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年2月26日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図3
【補正方法】変更
【補正内容】
【図3】チタン線に形成されたNiめっき薄膜を示す断
面写真で、本発明実施例及びフッ酸を用いた比較材を示
す。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 チタン線又はチタン合金線を、塩酸単独
    又は塩酸と硝酸或は硫酸との混酸により電解前処理をし
    た後、pH2.0〜4.0の範囲に調整したスルファミ
    ン酸ニッケル液を使用し、電解ニッケルめっきを施すこ
    とを特徴とするニッケルめっきチタン線又はニッケルめ
    っきチタン合金線の製造方法。
  2. 【請求項2】 チタン線又はチタン合金線を、塩酸単独
    又は塩酸と硝酸或は硫酸との混酸により電解前処理をし
    た後、pH2.0〜4.0の範囲に調整したスルファミ
    ン酸ニッケル液を使用し、電解ニッケルめっきを施した
    後、200〜900℃の温度範囲で、不活性雰囲気にお
    ける熱処理を施すことを特徴とするニッケルめっきチタ
    ン線又はニッケルめっきチタン合金線の製造方法。
  3. 【請求項3】 チタン線はチタン合金線の表面粗さRz
    が5μm以下で、かつその上に厚さ0.5μm以上のニ
    ッケルめっき層を有することを特徴とするニッケルめっ
    きチタン線又はニッケルめっきチタン合金線。
JP15447792A 1992-05-20 1992-05-20 ニッケルめっきチタン線又はニッケルめっきチタン合金線及びその製造方法 Pending JPH05320982A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6932897B2 (en) * 2003-03-03 2005-08-23 Com Dev Ltd. Titanium-containing metals with adherent coatings and methods for producing same
JP2013041869A (ja) * 2011-08-11 2013-02-28 Tatsuta Electric Wire & Cable Co Ltd プリント配線板及びプリント配線板の製造方法
CN104480522A (zh) * 2014-12-03 2015-04-01 南京三乐电子信息产业集团有限公司 磁控管用的钽箔材料一次发射体电解去毛刺及氧化层溶液及其去毛刺方法
CN105506693A (zh) * 2015-12-28 2016-04-20 上海交通大学 一种提高耐腐蚀性的表面镍涂层晶粒度调控方法

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