JPH0631464B2 - Ａ▲ｌ▼合金めつき金属材およびその製造方法 - Google Patents
Ａ▲ｌ▼合金めつき金属材およびその製造方法Info
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- JPH0631464B2 JPH0631464B2 JP7887685A JP7887685A JPH0631464B2 JP H0631464 B2 JPH0631464 B2 JP H0631464B2 JP 7887685 A JP7887685 A JP 7887685A JP 7887685 A JP7887685 A JP 7887685A JP H0631464 B2 JPH0631464 B2 JP H0631464B2
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- JP
- Japan
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- plating
- alloy
- current density
- film
- metal material
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- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
- Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はＡを主体とし、MnおよびCrを含有するＡ
合金めつき金属材およびその製造方法に関する。
合金めつき金属材およびその製造方法に関する。
Ａめつき金属材は優れた耐食性、美麗さ、無毒性な
ど、多くの利点を有している。このＡは水溶液からの
電析が不可能なため、溶融金属浸漬法、溶融塩浴による
電気めつき法などによつてめつきされ、現在は主として
溶融金属浸漬法が使用されている。しかしながら、この
方法では薄めつきが困難であり、かつ操作温度が７００
℃を超えるために合金層の生成、母材への悪影響といつ
た問題がある。そこで後者の溶融塩浴による電気めつき
法が注目されてくる。しかし、この方法については従来
から多くの提案があるものの、下記の如き問題があり、
工業的規模での実用化は未だ実現されていないのが現状
である。
ど、多くの利点を有している。このＡは水溶液からの
電析が不可能なため、溶融金属浸漬法、溶融塩浴による
電気めつき法などによつてめつきされ、現在は主として
溶融金属浸漬法が使用されている。しかしながら、この
方法では薄めつきが困難であり、かつ操作温度が７００
℃を超えるために合金層の生成、母材への悪影響といつ
た問題がある。そこで後者の溶融塩浴による電気めつき
法が注目されてくる。しかし、この方法については従来
から多くの提案があるものの、下記の如き問題があり、
工業的規模での実用化は未だ実現されていないのが現状
である。
〔発明が解決しようとする問題点〕 平滑な電着が困難であるため、めつき面は凹凸が多
く、皮膜は緻密さに欠け、また基体に達するピンホール
も存在する。
く、皮膜は緻密さに欠け、また基体に達するピンホール
も存在する。
この傾向は特に高電流密度域において著しく、２０A/
dm2以上ではデンドライト、パウダー状の電析となつて
めつきとしては不良である。高電流密度化は生産性の面
から、工業的規模で電気Ａめつきを行うために不可欠
の要件である。
dm2以上ではデンドライト、パウダー状の電析となつて
めつきとしては不良である。高電流密度化は生産性の面
から、工業的規模で電気Ａめつきを行うために不可欠
の要件である。
めつき浴の吸湿などによる経時劣化に伴つて電着性が
さらに劣化する。
さらに劣化する。
チタン、ステンレスなど、酸化物皮膜が安定して存在
する基体へのめつきは著しく困難である。
する基体へのめつきは著しく困難である。
本発明は叙上の問題点を解決し、溶融塩浴による電気め
つきの実用化に貢献するＡ合金電気めつき金属材およ
びその製造方法を提供することを目的とする。
つきの実用化に貢献するＡ合金電気めつき金属材およ
びその製造方法を提供することを目的とする。
ところで、〜の問題を解決するのに、Ａ−Ｍｎ，
Ａ−Ｃｒ，Ａ−Ｐｂ，Ａ−ＳｎなどのＡ合金め
つきが有効なことは周知である。しかし、これまでのＡ
合金めつきに満足できるものはなく、実用化されたも
のも殆どない。本発明者らは、電析において初期の核生
成を容易ならしめるのにMnが有効であり、これを合金元
素として加えることによりパウダー、デンドライトの生
成が抑制され、最大４０A/dm2まで電流密度を高めても
平滑な電析を期待できる経験から、上記合金めつきの中
のＡ−Ｍｎめつきに着目し、これに更に第３の合金元
素を加えることが上記問題を解決し、ひいては皮膜性能
の向上にもつながると考え、鋭意実験研究を行つた。そ
の結果、Ａ−Ｍｎ−Ｃｒ系の合金めつきにおいては、
最大１２０A/dm2の電流密度を与えてもなおパウダー、
デンドライトの発生しないことを知見した。溶融塩浴に
よる電気Ａ系めつきでは、設備コストが大きくなるこ
とから、めつき槽の小型化が最重要課題であり、そのた
めには５０A/dm2以上、望ましくは１００A/dm2以上の高
電流密度においてもパウダー、デンドライトの発生しな
いことが要求される。
Ａ−Ｃｒ，Ａ−Ｐｂ，Ａ−ＳｎなどのＡ合金め
つきが有効なことは周知である。しかし、これまでのＡ
合金めつきに満足できるものはなく、実用化されたも
のも殆どない。本発明者らは、電析において初期の核生
成を容易ならしめるのにMnが有効であり、これを合金元
素として加えることによりパウダー、デンドライトの生
成が抑制され、最大４０A/dm2まで電流密度を高めても
平滑な電析を期待できる経験から、上記合金めつきの中
のＡ−Ｍｎめつきに着目し、これに更に第３の合金元
素を加えることが上記問題を解決し、ひいては皮膜性能
の向上にもつながると考え、鋭意実験研究を行つた。そ
の結果、Ａ−Ｍｎ−Ｃｒ系の合金めつきにおいては、
最大１２０A/dm2の電流密度を与えてもなおパウダー、
デンドライトの発生しないことを知見した。溶融塩浴に
よる電気Ａ系めつきでは、設備コストが大きくなるこ
とから、めつき槽の小型化が最重要課題であり、そのた
めには５０A/dm2以上、望ましくは１００A/dm2以上の高
電流密度においてもパウダー、デンドライトの発生しな
いことが要求される。
本発明は上記知見に基づきなされたもので、１〜３０wt
％のMnおよび１〜２０wt％のCrを含有するＡ基めつき
皮膜が一部または全部に施されていることを特徴とする
Ａ合金めつき金属材を要旨とする。
％のMnおよび１〜２０wt％のCrを含有するＡ基めつき
皮膜が一部または全部に施されていることを特徴とする
Ａ合金めつき金属材を要旨とする。
本発明のめつき金属材において、めつき皮膜中のMn含有
量を１〜３０wt％の範囲に限定したのは、１wt％未満で
は溶融塩浴による電気めつきにおいて５０A/dm2以上の
電流密度でパウダー、デンドライトの生成を抑えること
が困難となり、３０wt％を超える範囲では皮膜が硬化
し、可撓性が失われて実用性を喪失させるからである。
なお、皮膜の硬化はMn１０wt％程度から現われ始めるの
で、実用上は３〜８wt％が好ましい範囲である。
量を１〜３０wt％の範囲に限定したのは、１wt％未満で
は溶融塩浴による電気めつきにおいて５０A/dm2以上の
電流密度でパウダー、デンドライトの生成を抑えること
が困難となり、３０wt％を超える範囲では皮膜が硬化
し、可撓性が失われて実用性を喪失させるからである。
なお、皮膜の硬化はMn１０wt％程度から現われ始めるの
で、実用上は３〜８wt％が好ましい範囲である。
Cr含有量を１〜２０wt％の範囲に限定したのもMnの場合
と同じ理由による。すなわち、１wt％未満では５０A/dm
2以上の電流密度においてパウダー、デンドライトの生
成を抑えることが困難となり、２０wt％を超える範囲で
は皮膜硬化のために、実用性が損われるからである。そ
して、実用上は２〜６wt％の範囲が望ましい。
と同じ理由による。すなわち、１wt％未満では５０A/dm
2以上の電流密度においてパウダー、デンドライトの生
成を抑えることが困難となり、２０wt％を超える範囲で
は皮膜硬化のために、実用性が損われるからである。そ
して、実用上は２〜６wt％の範囲が望ましい。
基体金属については限定はなく、鋼、ステンレス鋼、チ
タン等の金属が適用可能であり、電着性耐食性を一層優
れたものとするため、表面にZnめつきを行つたものでも
よい。
タン等の金属が適用可能であり、電着性耐食性を一層優
れたものとするため、表面にZnめつきを行つたものでも
よい。
基体金属の形状は、板、線、棒などの他、例えばボルト
などの成形加工後のものでもよく、形状を限定するもの
ではない。
などの成形加工後のものでもよく、形状を限定するもの
ではない。
本発明はまた、上記Ａ合金めつき金属材の製造方法を
提供するものであり、その特徴とするところは１〜３０
wt％のMnおよび１〜２０wt％のCrを含有するＡ基めつ
き皮膜を、溶融塩浴を用いた電気めつきにて形成する点
にある。
提供するものであり、その特徴とするところは１〜３０
wt％のMnおよび１〜２０wt％のCrを含有するＡ基めつ
き皮膜を、溶融塩浴を用いた電気めつきにて形成する点
にある。
本発明の製造方法において、溶融塩浴はＡを電析させ
るため、ＡＣ３−ＸＣ（Ｘ：アルカリ金属）の２
成分、または多成分混合塩無水浴を用い、更にこれらに
必要に応じて有機アミン、弗化物、臭化物、ヨウ化物、
アルカリ土類塩などを添加したものを使用してもよい。
るため、ＡＣ３−ＸＣ（Ｘ：アルカリ金属）の２
成分、または多成分混合塩無水浴を用い、更にこれらに
必要に応じて有機アミン、弗化物、臭化物、ヨウ化物、
アルカリ土類塩などを添加したものを使用してもよい。
共析成分であるMnおよびCrはＭｎＣ２、ＣｒＣ２な
どの塩の形で浴に加えてもよいし、Mn、Cr金属を浴中で
溶解させる形で加えてもよい。しかし、いずれの形で加
える場合にも、皮膜中に共析させたい量に応じて浴中の
Mnイオン濃度、Crイオン濃度をそれぞれ１００〜５００
ppm、５００〜５０００ppmの範囲内で調整する必要があ
る。
どの塩の形で浴に加えてもよいし、Mn、Cr金属を浴中で
溶解させる形で加えてもよい。しかし、いずれの形で加
える場合にも、皮膜中に共析させたい量に応じて浴中の
Mnイオン濃度、Crイオン濃度をそれぞれ１００〜５００
ppm、５００〜５０００ppmの範囲内で調整する必要があ
る。
基体金属の材質、形状に制限のないことは、本発明のめ
つき金属材のところで並べたとおりであるが、これら基
体金属をめつきするにあたつては表面を十分に清浄にし
ておくことが重要であり、特にチタン、ステンレス鋼な
ど、表面に酸化物皮膜が安定して存在するものでは、め
つき皮膜の密着性向上のため、酸洗などの前処理を十分
に行つておく必要がある。
つき金属材のところで並べたとおりであるが、これら基
体金属をめつきするにあたつては表面を十分に清浄にし
ておくことが重要であり、特にチタン、ステンレス鋼な
ど、表面に酸化物皮膜が安定して存在するものでは、め
つき皮膜の密着性向上のため、酸洗などの前処理を十分
に行つておく必要がある。
電気めつきにおいて、通電は平滑直流、リツプル直流、
パルス直流のいずれで行つてもよい。
パルス直流のいずれで行つてもよい。
陽極としては、カーボン、タングステンなどの不溶性の
ものでも、ＡまたはＡ合金といつた可溶性のもので
もよい。不溶性陽極を使用する場合は、めつき中に浴組
成が変動するため、原料塩などを適宜添加してゆく必要
がある。
ものでも、ＡまたはＡ合金といつた可溶性のもので
もよい。不溶性陽極を使用する場合は、めつき中に浴組
成が変動するため、原料塩などを適宜添加してゆく必要
がある。
溶融塩浴は攪拌、ポンプなどにより被めつき材に対して
0.5m/sec以上の速度で流動させることが望ましい。ま
た、溶融塩浴を流動させるかわりに被めつき材を回転、
走行などによつて移動させてもよい。
0.5m/sec以上の速度で流動させることが望ましい。ま
た、溶融塩浴を流動させるかわりに被めつき材を回転、
走行などによつて移動させてもよい。
めつき電流密度は５０A/dm2以上が可能であるが、基体
金属がボルトなどの加工成形品では、つき回り性を良く
するため、２０A/dm2以下にすることが望ましい。ま
た、溶融塩浴と被めつき材との間に相対運動が行われな
い場合は、１０A/dm2以上の電流密度でめつきにコゲが
生じ、めつき不良となることがあるので、注意を要す
る。
金属がボルトなどの加工成形品では、つき回り性を良く
するため、２０A/dm2以下にすることが望ましい。ま
た、溶融塩浴と被めつき材との間に相対運動が行われな
い場合は、１０A/dm2以上の電流密度でめつきにコゲが
生じ、めつき不良となることがあるので、注意を要す
る。
〔実施例〕 実施例１ 溶融塩専用のフローセル（ＳＵＳ３１６Ｌ製）を作成
し、フローチャンネル内に陽極として99.8％のＡ板を
設置し、被めつき材である0.8mm厚の冷延鋼板を陰極と
して、第１表に示す条件で次の各種めつき試験および調
査〜を行つた。めつき面積は0.7dm2である。冷延鋼
板は前処理として、有機溶剤で脱脂後、１０％オルトケ
イ酸ナトリウム中で電解脱脂し、更に１０％ＨＣで酸
洗を行つた後、１００％エタノールに浸漬し、温風乾燥
を行つた。
し、フローチャンネル内に陽極として99.8％のＡ板を
設置し、被めつき材である0.8mm厚の冷延鋼板を陰極と
して、第１表に示す条件で次の各種めつき試験および調
査〜を行つた。めつき面積は0.7dm2である。冷延鋼
板は前処理として、有機溶剤で脱脂後、１０％オルトケ
イ酸ナトリウム中で電解脱脂し、更に１０％ＨＣで酸
洗を行つた後、１００％エタノールに浸漬し、温風乾燥
を行つた。
溶融塩浴中のMnイオン濃度およびCrイオン濃度を種々
変更してめつきを行ない、めつき皮膜中のMn、Cr含有量
とパウダー発生限界電流密度との関係を調べた。結果を
第１図に示す。同図に見るように、Mn、Crが含有されな
いＡのみのめつきでは２０A/dm2以上でパウダーが発
生した。一方、Mn、Crの添加によりパウダー発生限界電
流密度は向上するものの、単独添加では５０A/dm2以上
にはならない。これに対し、Mn、Crを同時添加した場合
には、パウダー発生限界電流密度は飛躍的に向上し、M
n、Crが１wt％で約５００A/dm2となり、Mnが３〜８wt
％、Crが２〜６wt％では１００A/dm2でもパウダーは発
生しなかつた。また、めつき表面はMn、Crの添加に伴つ
て緻密となつた。
変更してめつきを行ない、めつき皮膜中のMn、Cr含有量
とパウダー発生限界電流密度との関係を調べた。結果を
第１図に示す。同図に見るように、Mn、Crが含有されな
いＡのみのめつきでは２０A/dm2以上でパウダーが発
生した。一方、Mn、Crの添加によりパウダー発生限界電
流密度は向上するものの、単独添加では５０A/dm2以上
にはならない。これに対し、Mn、Crを同時添加した場合
には、パウダー発生限界電流密度は飛躍的に向上し、M
n、Crが１wt％で約５００A/dm2となり、Mnが３〜８wt
％、Crが２〜６wt％では１００A/dm2でもパウダーは発
生しなかつた。また、めつき表面はMn、Crの添加に伴つ
て緻密となつた。
Mn、Cr含有量の異なる各種供試材について、１８０°
曲げ試験を行い、めつき皮膜中のMn、Cr含有量と可撓性
との関係を調べた。結果を第２図に示すが、Ａ中に共
析するMn、Crはともに皮膜を硬化させるので、共析量
（含有量）が増加するにしたがつて可撓性は低下する。
このため、Mnは３０wt％以下、Crは２０wt％以下でない
と、実用に供し得る皮膜は得られない。なお、Mnが１０
wt％以下、Crが８wt％以下の場合は、純Ａに比べて可
撓性の低下は殆ど見られなかつた。
曲げ試験を行い、めつき皮膜中のMn、Cr含有量と可撓性
との関係を調べた。結果を第２図に示すが、Ａ中に共
析するMn、Crはともに皮膜を硬化させるので、共析量
（含有量）が増加するにしたがつて可撓性は低下する。
このため、Mnは３０wt％以下、Crは２０wt％以下でない
と、実用に供し得る皮膜は得られない。なお、Mnが１０
wt％以下、Crが８wt％以下の場合は、純Ａに比べて可
撓性の低下は殆ど見られなかつた。
Mn、Cr含有量の異なる各種供試材（めつき厚５μｍ）
について塩水噴霧試験を行い、皮膜中のMn、Cr含有量と
SST裸耐食性との関係を調べた。結果を第２表に示す。
含有量一定とした場合、単独添加より複合添加のよほが
耐食性向上により効果的である。
について塩水噴霧試験を行い、皮膜中のMn、Cr含有量と
SST裸耐食性との関係を調べた。結果を第２表に示す。
含有量一定とした場合、単独添加より複合添加のよほが
耐食性向上により効果的である。
Mn320ppm、Cr270ppmのめつき浴について約１ケ月の連
続使用を行つたが、電析の劣化は殆ど見られなかつた。
続使用を行つたが、電析の劣化は殆ど見られなかつた。
実施例２ チタン板（厚み0.6mm）を基体金属として、第３表に示
す条件でＡ−Ｍｎ−Ｃｒ合金（Mn４wt％，Cr３wt％）
の電気めつきを行つた。めつきセルは実施例１と同じも
のを用い、陽極はＡ陽極を使用した。Mnイオンおよび
Crイオンは、それぞれの粉末をめつき浴に添加した後、
塩化水素ガスを通して溶解することにより加えた。基体
金属の前処理は、トリクロルエタンによる蒸気脱脂、硝
弗酸による酸洗、水洗、エタノールへの浸漬、冷風乾燥
の順で行つた。
す条件でＡ−Ｍｎ−Ｃｒ合金（Mn４wt％，Cr３wt％）
の電気めつきを行つた。めつきセルは実施例１と同じも
のを用い、陽極はＡ陽極を使用した。Mnイオンおよび
Crイオンは、それぞれの粉末をめつき浴に添加した後、
塩化水素ガスを通して溶解することにより加えた。基体
金属の前処理は、トリクロルエタンによる蒸気脱脂、硝
弗酸による酸洗、水洗、エタノールへの浸漬、冷風乾燥
の順で行つた。
電流密度を１０〜１２０A/dm2の範囲で変更したが、１
０〜８０A/dm2において良好な電析が得られた。また、
皮膜の密着性も良好で、１８０°曲げにおいて何らの剥
離も見られなかつた。
０〜８０A/dm2において良好な電析が得られた。また、
皮膜の密着性も良好で、１８０°曲げにおいて何らの剥
離も見られなかつた。
実施例３ ＳＵＳ３０４ステンレス鋼製ボルトに第４表に示す条件
でＡ−Ｍｎ−Ｃｒ合金（Mn３wt％，Cr２wt％）を電気
めつきした。ボルトの寸法は胴径5.2mm、全長５０mmで
ある。陽極には円筒状のグラシーカーボン（内径５０m
m）を用い、被めつき材のステンレス鋼製ボルトはこの
中で8000ppmで回転させた。また、ボルトの前処理はト
リクロルエタンによる蒸気脱脂、弗酸水による酸洗、水
洗、エタノールへの浸漬、冷風乾燥の順で行つた。
でＡ−Ｍｎ−Ｃｒ合金（Mn３wt％，Cr２wt％）を電気
めつきした。ボルトの寸法は胴径5.2mm、全長５０mmで
ある。陽極には円筒状のグラシーカーボン（内径５０m
m）を用い、被めつき材のステンレス鋼製ボルトはこの
中で8000ppmで回転させた。また、ボルトの前処理はト
リクロルエタンによる蒸気脱脂、弗酸水による酸洗、水
洗、エタノールへの浸漬、冷風乾燥の順で行つた。
電流密度を１０〜１２０A/dm2の範囲で変更したが、得
られためつきは全て外観が良好であり、密着性も良好で
剥離は全く見られなかつた。ただし、電流密度が２０A/
dm2以上ではボルトねじ部の山と谷で約３０％のめつき
付着量の差を生じた。
られためつきは全て外観が良好であり、密着性も良好で
剥離は全く見られなかつた。ただし、電流密度が２０A/
dm2以上ではボルトねじ部の山と谷で約３０％のめつき
付着量の差を生じた。
〔発明の効果〕 以上の説明から明らかなように、本発明は溶融塩浴にお
るＡ系電気めつきにおいて、パウダー、デンドライト
を発生させることなく高電流密度化を達成し、これによ
り同めつきの工業化に大きく貢献するとともに、通常の
Ａめつきに比べて平滑かつ緻密で耐食性に優れためつ
き皮膜が得られ、しかもめつき浴の経時変化を抑えると
いう大きな効果を奏するものである。
るＡ系電気めつきにおいて、パウダー、デンドライト
を発生させることなく高電流密度化を達成し、これによ
り同めつきの工業化に大きく貢献するとともに、通常の
Ａめつきに比べて平滑かつ緻密で耐食性に優れためつ
き皮膜が得られ、しかもめつき浴の経時変化を抑えると
いう大きな効果を奏するものである。
図面は本発明の実施効果を示すもので、第１図はめつき
皮膜中のMn、Cr含有量とパウダー発生限界電流密度との
関係を示すグラフ、第２図は同じくMn、Cr含有量と可撓
性との関係を示すグラフである。
皮膜中のMn、Cr含有量とパウダー発生限界電流密度との
関係を示すグラフ、第２図は同じくMn、Cr含有量と可撓
性との関係を示すグラフである。
Claims (2)
- 【請求項１】１〜３０wt％のMnおよび１〜２０wt％のCr
を含有するＡ基めつき皮膜が一部または全部に施され
ていることを特徴とするＡ合金めつき金属材。 - 【請求項２】１〜３０wt％のMnおよび１〜２０wt％のCr
を含有するＡ基めつき皮膜を、溶融塩浴を用いた電気
めつきにて形成することを特徴とするＡ合金めつき金
属材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7887685A JPH0631464B2 (ja) | 1985-04-12 | 1985-04-12 | Ａ▲ｌ▼合金めつき金属材およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7887685A JPH0631464B2 (ja) | 1985-04-12 | 1985-04-12 | Ａ▲ｌ▼合金めつき金属材およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61238995A JPS61238995A (ja) | 1986-10-24 |
| JPH0631464B2 true JPH0631464B2 (ja) | 1994-04-27 |
Family
ID=13674014
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7887685A Expired - Lifetime JPH0631464B2 (ja) | 1985-04-12 | 1985-04-12 | Ａ▲ｌ▼合金めつき金属材およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0631464B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114059117B (zh) * | 2021-10-26 | 2023-04-14 | 浙江大学杭州国际科创中心 | 一种离子液体电镀铬镀液的制备方法和应用 |
-
1985
- 1985-04-12 JP JP7887685A patent/JPH0631464B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61238995A (ja) | 1986-10-24 |
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