JPH07310196A - ニッケル−タングステン合金めっき液及びめっき方法 - Google Patents
ニッケル−タングステン合金めっき液及びめっき方法Info
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- JPH07310196A JPH07310196A JP9875094A JP9875094A JPH07310196A JP H07310196 A JPH07310196 A JP H07310196A JP 9875094 A JP9875094 A JP 9875094A JP 9875094 A JP9875094 A JP 9875094A JP H07310196 A JPH07310196 A JP H07310196A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 めっき応力が小さく、めっき膜形成時は勿
論、熱サイクルによってもクラックが発生しないニッケ
ル−タングステン合金めっき皮膜を得ることができるニ
ッケル−タングステン合金めっき液及びめっき方法を提
供する。 【構成】 スルファミン酸ニッケル、タングステン化合
物及びクエン酸を含有し、ニッケルのモル濃度（Ｎｉ）
とタングステンのモル濃度（Ｗ）との合計が０．１乃至
０．４モル／リットル（但し、０．４モル／リットルを含ま
ず）、タングステンモル分率｛Ｗ／（Ｗ＋Ｎｉ）｝が
０．３５乃至０．８であると共に、前記クエン酸のモル
濃度が前記ニッケル及び前記タングステンのモル濃度の
合計値以上であり、ｐＨが６乃至７に調整されためっき
液を、６０乃至８０℃の温度に加熱し、陰極電流密度を
３乃至３０Ａ／ｄｍ2 として被めっき材にめっき処理を
施す。
論、熱サイクルによってもクラックが発生しないニッケ
ル−タングステン合金めっき皮膜を得ることができるニ
ッケル−タングステン合金めっき液及びめっき方法を提
供する。 【構成】 スルファミン酸ニッケル、タングステン化合
物及びクエン酸を含有し、ニッケルのモル濃度（Ｎｉ）
とタングステンのモル濃度（Ｗ）との合計が０．１乃至
０．４モル／リットル（但し、０．４モル／リットルを含ま
ず）、タングステンモル分率｛Ｗ／（Ｗ＋Ｎｉ）｝が
０．３５乃至０．８であると共に、前記クエン酸のモル
濃度が前記ニッケル及び前記タングステンのモル濃度の
合計値以上であり、ｐＨが６乃至７に調整されためっき
液を、６０乃至８０℃の温度に加熱し、陰極電流密度を
３乃至３０Ａ／ｄｍ2 として被めっき材にめっき処理を
施す。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、硬度が高く耐摩耗性が
優れたニッケル−タングステン合金めっき皮膜を形成で
きるニッケル−タングステン合金めっき液及びめっき方
法に関し、特に連続鋳造鋳型等のめっき処理に好適のニ
ッケル−タングステン合金めっき液及びめっき方法に関
する。
優れたニッケル−タングステン合金めっき皮膜を形成で
きるニッケル−タングステン合金めっき液及びめっき方
法に関し、特に連続鋳造鋳型等のめっき処理に好適のニ
ッケル−タングステン合金めっき液及びめっき方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】ニッケル−タングステン合金めっき皮膜
は、硬度が高く耐摩耗性が優れているという長所があ
る。このため、ガラス金型、連続鋳造鋳型及び各種装置
の機械的摩耗を受ける部分等に、ニッケル−タングステ
ン合金めっきが施されてる。
は、硬度が高く耐摩耗性が優れているという長所があ
る。このため、ガラス金型、連続鋳造鋳型及び各種装置
の機械的摩耗を受ける部分等に、ニッケル−タングステ
ン合金めっきが施されてる。
【０００３】従来、ニッケル−タングステン合金めっき
に使用されるめっき液においては、ニッケルイオンの供
給材料として硫酸ニッケルが添加されている。しかし、
この種のめっき液を使用して形成されためっき皮膜は、
めっき応力（電着応力）が高いためクラックが入りやす
いという欠点がある。このため、めっき浴組成を調整す
ることによりめっき応力を減少させてクラックを防止す
ることが提案されている（特開平４−３６５８９０
号）。特開平４−３６５８９０号には、溶解時にタング
ステート及びアルカリ金属イオンを生じる第１イオン生
成材料を２５．０〜３８．５ｇ／リットル、硫酸ニッケルを
１０．０〜２０．０ｇ／リットル、溶解時にクエン酸イオン
を生じる第２イオン生成材料を３０．０〜５０．２ｇ／
リットルを含有し、ｐＨを６．０〜７．０に調整しためっき
液が開示されている。
に使用されるめっき液においては、ニッケルイオンの供
給材料として硫酸ニッケルが添加されている。しかし、
この種のめっき液を使用して形成されためっき皮膜は、
めっき応力（電着応力）が高いためクラックが入りやす
いという欠点がある。このため、めっき浴組成を調整す
ることによりめっき応力を減少させてクラックを防止す
ることが提案されている（特開平４−３６５８９０
号）。特開平４−３６５８９０号には、溶解時にタング
ステート及びアルカリ金属イオンを生じる第１イオン生
成材料を２５．０〜３８．５ｇ／リットル、硫酸ニッケルを
１０．０〜２０．０ｇ／リットル、溶解時にクエン酸イオン
を生じる第２イオン生成材料を３０．０〜５０．２ｇ／
リットルを含有し、ｐＨを６．０〜７．０に調整しためっき
液が開示されている。
【０００４】また、めっき応力を低減するため、ニッケ
ルイオンの供給材料としてスルファミン酸ニッケルを使
用しためっき浴も提案されている（特開昭６１−６２９
１号）。特開昭６１−６２９１号には、スルファミン酸
ニッケルを０．２〜０．４モル／リットル、タングステン酸
ナトリウムを０．２〜０．４モル／リットル、ニッケル及び
タングステンの合計と当量以上のクエン酸を含有し、ｐ
Ｈを６〜７に調整しためっき液が開示されている。
ルイオンの供給材料としてスルファミン酸ニッケルを使
用しためっき浴も提案されている（特開昭６１−６２９
１号）。特開昭６１−６２９１号には、スルファミン酸
ニッケルを０．２〜０．４モル／リットル、タングステン酸
ナトリウムを０．２〜０．４モル／リットル、ニッケル及び
タングステンの合計と当量以上のクエン酸を含有し、ｐ
Ｈを６〜７に調整しためっき液が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
４−３６５８９０号に開示されためっき液においては、
めっき時にクラックは発生しなくても、被めっき材が鋳
型等のように熱負荷が繰り返し加えられる場合には、熱
サイクルによりめっき皮膜にクラックが発生するという
問題点がある。また、特開昭６１−６２９１号に開示さ
れためっき液においても、めっき応力の低減が十分でな
く、形成後のめっき皮膜に熱負荷が繰り返し加えられる
とクラックが発生するという問題点がある。
４−３６５８９０号に開示されためっき液においては、
めっき時にクラックは発生しなくても、被めっき材が鋳
型等のように熱負荷が繰り返し加えられる場合には、熱
サイクルによりめっき皮膜にクラックが発生するという
問題点がある。また、特開昭６１−６２９１号に開示さ
れためっき液においても、めっき応力の低減が十分でな
く、形成後のめっき皮膜に熱負荷が繰り返し加えられる
とクラックが発生するという問題点がある。
【０００６】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、めっき応力が小さく、めっき膜形成時は勿
論、熱負荷が繰り返し加えられてもクラックの発生を回
避できるニッケル−タングステン合金めっき皮膜を得る
ことができるニッケル−タングステン合金めっき液及び
めっき方法を提供することを目的とする。
のであって、めっき応力が小さく、めっき膜形成時は勿
論、熱負荷が繰り返し加えられてもクラックの発生を回
避できるニッケル−タングステン合金めっき皮膜を得る
ことができるニッケル−タングステン合金めっき液及び
めっき方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係るニッケル−
タングステン合金めっき液は、スルファミン酸ニッケ
ル、タングステン化合物及びクエン酸を含有しｐＨが６
乃至７に調整されたニッケル−タングステン合金めっき
液であって、ニッケルのモル濃度（Ｎｉ）とタングステ
ンのモル濃度（Ｗ）との合計値（Ｎｉ＋Ｗ）が０．１乃
至０．４モル／リットル（但し、０．４モル／リットルを含ま
ず）、タングステンモル分率｛Ｗ／（Ｗ＋Ｎｉ）｝が
０．３５乃至０．８であると共に、前記クエン酸のモル
濃度が前記ニッケル及び前記タングステンのモル濃度の
合計値以上であることを特徴とする。
タングステン合金めっき液は、スルファミン酸ニッケ
ル、タングステン化合物及びクエン酸を含有しｐＨが６
乃至７に調整されたニッケル−タングステン合金めっき
液であって、ニッケルのモル濃度（Ｎｉ）とタングステ
ンのモル濃度（Ｗ）との合計値（Ｎｉ＋Ｗ）が０．１乃
至０．４モル／リットル（但し、０．４モル／リットルを含ま
ず）、タングステンモル分率｛Ｗ／（Ｗ＋Ｎｉ）｝が
０．３５乃至０．８であると共に、前記クエン酸のモル
濃度が前記ニッケル及び前記タングステンのモル濃度の
合計値以上であることを特徴とする。
【０００８】本発明に係るニッケル−タングステン合金
めっき方法は、スルファミン酸ニッケル、タングステン
化合物及びクエン酸を含有し、ニッケルのモル濃度（Ｎ
ｉ）とタングステンのモル濃度（Ｗ）との合計値（Ｎｉ
＋Ｗ）が０．１乃至０．４モル／リットル（但し、０．４モ
ル／リットルを含まず）、タングステンモル分率｛Ｗ／（Ｗ
＋Ｎｉ）｝が０．３５乃至０．８であると共に、前記ク
エン酸のモル濃度が前記ニッケル及び前記タングステン
のモル濃度の合計値以上であり、ｐＨが６乃至７に調整
されためっき液を、６０乃至８０℃の温度に加熱し、陰
極電流密度が３乃至３０Ａ／ｄｍ2 の条件で、被めっき
材にめっき処理を施すことを特徴とする。
めっき方法は、スルファミン酸ニッケル、タングステン
化合物及びクエン酸を含有し、ニッケルのモル濃度（Ｎ
ｉ）とタングステンのモル濃度（Ｗ）との合計値（Ｎｉ
＋Ｗ）が０．１乃至０．４モル／リットル（但し、０．４モ
ル／リットルを含まず）、タングステンモル分率｛Ｗ／（Ｗ
＋Ｎｉ）｝が０．３５乃至０．８であると共に、前記ク
エン酸のモル濃度が前記ニッケル及び前記タングステン
のモル濃度の合計値以上であり、ｐＨが６乃至７に調整
されためっき液を、６０乃至８０℃の温度に加熱し、陰
極電流密度が３乃至３０Ａ／ｄｍ2 の条件で、被めっき
材にめっき処理を施すことを特徴とする。
【０００９】
【作用】本発明においては、ニッケルイオンの供給源と
してスルファミン酸ニッケルを使用する。スルファミン
酸ニッケルをニッケルイオン供給源として使用すると、
硫酸ニッケルを使用する場合に比してめっき応力が小さ
くなり、クラックの発生を防止することができる。これ
は、スルファミン酸ニッケルは硫酸ニッケルに比して、
めっき皮膜に取り込まれる水素の量が少なくなって、め
っき応力が小さくなるためであると考えられる。
してスルファミン酸ニッケルを使用する。スルファミン
酸ニッケルをニッケルイオン供給源として使用すると、
硫酸ニッケルを使用する場合に比してめっき応力が小さ
くなり、クラックの発生を防止することができる。これ
は、スルファミン酸ニッケルは硫酸ニッケルに比して、
めっき皮膜に取り込まれる水素の量が少なくなって、め
っき応力が小さくなるためであると考えられる。
【００１０】この場合に、めっき液中のニッケルのモル
濃度とタングステンのモル濃度との合計値（即ち、全金
属イオン濃度）が０．１乃至０．４モル／リットル（但し、
０．４モル／リットルを含まず）であることが必要である。
全金属イオン濃度が０．１モル／リットル未満の場合は、電
流効率が著しく低下する。また、全金属イオン濃度が
０．４モル／リットル以上であると、めっき応力が大きくな
り、熱サイクルによりめっき皮膜にクラックが発生しや
すくなる。このため、めっき液中のニッケル濃度とタン
グステン濃度との合計は、０．１モル／リットル以上、且
つ、０．４モル／リットル未満であることが必要である。
濃度とタングステンのモル濃度との合計値（即ち、全金
属イオン濃度）が０．１乃至０．４モル／リットル（但し、
０．４モル／リットルを含まず）であることが必要である。
全金属イオン濃度が０．１モル／リットル未満の場合は、電
流効率が著しく低下する。また、全金属イオン濃度が
０．４モル／リットル以上であると、めっき応力が大きくな
り、熱サイクルによりめっき皮膜にクラックが発生しや
すくなる。このため、めっき液中のニッケル濃度とタン
グステン濃度との合計は、０．１モル／リットル以上、且
つ、０．４モル／リットル未満であることが必要である。
【００１１】また、めっき液中のタングステンモル分率
｛Ｗ／（Ｗ＋Ｎｉ）｝が０．３５乃至０．８であること
も必要である。タングステンモル分率が０．３５未満の
場合は、ニッケル−タングステン合金めっき皮膜中のタ
ングステン含有率が４０％以下になり、硬度等の特性が
低下すると共に、めっき皮膜が結晶構造となってめっき
応力が著しく上昇する。一方、タングステンモル分率が
０．８を超えると、電流効率が著しく低下する。従っ
て、めっき液中のタングステンモル分率は０．３５乃至
０．８であることが必要である。
｛Ｗ／（Ｗ＋Ｎｉ）｝が０．３５乃至０．８であること
も必要である。タングステンモル分率が０．３５未満の
場合は、ニッケル−タングステン合金めっき皮膜中のタ
ングステン含有率が４０％以下になり、硬度等の特性が
低下すると共に、めっき皮膜が結晶構造となってめっき
応力が著しく上昇する。一方、タングステンモル分率が
０．８を超えると、電流効率が著しく低下する。従っ
て、めっき液中のタングステンモル分率は０．３５乃至
０．８であることが必要である。
【００１２】更に、めっき液中のクエン酸のモル濃度
は、ニッケル及びタングステンのモル濃度の合計値以上
であることが必要である。クエン酸のモル濃度がニッケ
ル及びタングステンのモル濃度の合計値未満の場合は、
めっき液に沈殿が生じ、めっき浴が不安定になる。
は、ニッケル及びタングステンのモル濃度の合計値以上
であることが必要である。クエン酸のモル濃度がニッケ
ル及びタングステンのモル濃度の合計値未満の場合は、
めっき液に沈殿が生じ、めっき浴が不安定になる。
【００１３】更にまた、めっき液のｐＨは６乃至７とす
る。通常、この種のめっき液のｐＨはアンモニア水によ
り調整するが、めっき液のｐＨが７を超える場合は、作
業中にアンモニア臭が発生し、作業性が著しく低下す
る。一方、めっき液のｐＨが６未満の場合は、電流効率
が低下する。このため、めっき液のｐＨは６乃至７とす
ることが必要である。
る。通常、この種のめっき液のｐＨはアンモニア水によ
り調整するが、めっき液のｐＨが７を超える場合は、作
業中にアンモニア臭が発生し、作業性が著しく低下す
る。一方、めっき液のｐＨが６未満の場合は、電流効率
が低下する。このため、めっき液のｐＨは６乃至７とす
ることが必要である。
【００１４】本発明方法においては、上述のめっき液を
使用し、めっき浴温度を６０乃至８０℃に加熱して、め
っき処理を行う。めっき浴の温度が８０℃を超えると、
浴中のクエン酸が陽極酸化されて分解消耗する。一方、
めっき浴の温度が６０℃未満の場合は、電流効率が低下
する。このため、めっき浴の温度は６０乃至８０℃とす
る。
使用し、めっき浴温度を６０乃至８０℃に加熱して、め
っき処理を行う。めっき浴の温度が８０℃を超えると、
浴中のクエン酸が陽極酸化されて分解消耗する。一方、
めっき浴の温度が６０℃未満の場合は、電流効率が低下
する。このため、めっき浴の温度は６０乃至８０℃とす
る。
【００１５】また、電流密度（陰極電流密度）は３乃至
３０Ａ／ｄｍ2 とする。電流密度が３０Ａ／ｄｍ2 を超
えると、めっき応力が増大し、クラック発生の原因にな
る。一方、電流密度が小さいほどクラックは発生しにく
くなるが、電流密度が３Ａ／ｄｍ2 未満の場合は、被め
っき材の表面に無めっき部が生じやすい。このため、電
流密度は３乃至３０Ａ／ｄｍ2 とすることが必要であ
る。
３０Ａ／ｄｍ2 とする。電流密度が３０Ａ／ｄｍ2 を超
えると、めっき応力が増大し、クラック発生の原因にな
る。一方、電流密度が小さいほどクラックは発生しにく
くなるが、電流密度が３Ａ／ｄｍ2 未満の場合は、被め
っき材の表面に無めっき部が生じやすい。このため、電
流密度は３乃至３０Ａ／ｄｍ2 とすることが必要であ
る。
【００１６】なお、めっき皮膜中のタングステン含有率
が高いほどめっき応力が増大するが、タングステン含有
率が約３５重量％以上になると、めっき皮膜の構造が非
結晶構造となり、めっき応力は急激に減少する。前述の
パラメータの殆どはめっき皮膜中のタングステン含有率
に影響を与え、皮膜の応力に関係すると考えられる。
が高いほどめっき応力が増大するが、タングステン含有
率が約３５重量％以上になると、めっき皮膜の構造が非
結晶構造となり、めっき応力は急激に減少する。前述の
パラメータの殆どはめっき皮膜中のタングステン含有率
に影響を与え、皮膜の応力に関係すると考えられる。
【００１７】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。先
ず、下記表１に示すめっき浴において、銅板を陰極、ス
テンレス（ＳＵＳ３０４）板を陽極として、３時間電解
めっきを行った。その結果、約５０μｍの厚さのニッケ
ル−タングステン合金めっき皮膜を得ることができた。
ず、下記表１に示すめっき浴において、銅板を陰極、ス
テンレス（ＳＵＳ３０４）板を陽極として、３時間電解
めっきを行った。その結果、約５０μｍの厚さのニッケ
ル−タングステン合金めっき皮膜を得ることができた。
【００１８】
【表１】
【００１９】このめっき皮膜のタングステン含有率、室
温での硬度（ビッカース硬度）、４００℃及び６００℃
の温度で熱処理した後の硬度及びめっき応力を調べた。
その結果を下記表２に示す。
温での硬度（ビッカース硬度）、４００℃及び６００℃
の温度で熱処理した後の硬度及びめっき応力を調べた。
その結果を下記表２に示す。
【００２０】
【表２】
【００２１】この表２に示すように、本実施例により形
成したニッケル−タングステンめっき皮膜は、めっき応
力が約２７ｋｇｆ／ｍｍ2 と比較的小さく、硬度が常温
でＨｖ６００、４００℃でＨｖ９３０、６００℃でＨｖ
１０２０と極めて高いものであった。また、このめっき
皮膜は、６００℃の加熱によってもクラックは発生しな
かった。
成したニッケル−タングステンめっき皮膜は、めっき応
力が約２７ｋｇｆ／ｍｍ2 と比較的小さく、硬度が常温
でＨｖ６００、４００℃でＨｖ９３０、６００℃でＨｖ
１０２０と極めて高いものであった。また、このめっき
皮膜は、６００℃の加熱によってもクラックは発生しな
かった。
【００２２】このように、本発明においては、高硬度で
あると共にめっき応力が小さく、熱負荷を繰り返し加え
てもクラックが発生しにくいニッケル−タングステンめ
っき皮膜を得ることができるので、ガラス金型、連続鋳
造鋳型及び機械的摩耗を受ける部材等のめっきに極めて
好適である。なお、本発明は、被めっき材の材質が、銅
又は銅合金、鉄又は鉄合金及びその他の金属及びその合
金に適用できる。また、陽極としては、上述したステン
レスの外にも、白金被覆チタン等のように不溶性金属を
使用することができる。
あると共にめっき応力が小さく、熱負荷を繰り返し加え
てもクラックが発生しにくいニッケル−タングステンめ
っき皮膜を得ることができるので、ガラス金型、連続鋳
造鋳型及び機械的摩耗を受ける部材等のめっきに極めて
好適である。なお、本発明は、被めっき材の材質が、銅
又は銅合金、鉄又は鉄合金及びその他の金属及びその合
金に適用できる。また、陽極としては、上述したステン
レスの外にも、白金被覆チタン等のように不溶性金属を
使用することができる。
【００２３】次に、下記表３に示す条件（めっき液中の
全金属イオン濃度、タングステンモル率及びｐＨ）でニ
ッケル−タングステンめっきを行った。そして、めっき
時の電流効率を調べると共に、めっき皮膜を４００℃に
加熱した後のクラックの発生の有無を調べた。その結果
も、表３に併せて示す。但し、めっき液中のクエン酸の
モル濃度は全金属イオン濃度（Ｎｉ＋Ｗ）と等しく、め
っき浴温度は６５℃、電流密度（陰極電流密度）は５Ａ
／ｄｍ2 である。また、被めっき材（陰極）の材質は、
銅板である。
全金属イオン濃度、タングステンモル率及びｐＨ）でニ
ッケル−タングステンめっきを行った。そして、めっき
時の電流効率を調べると共に、めっき皮膜を４００℃に
加熱した後のクラックの発生の有無を調べた。その結果
も、表３に併せて示す。但し、めっき液中のクエン酸の
モル濃度は全金属イオン濃度（Ｎｉ＋Ｗ）と等しく、め
っき浴温度は６５℃、電流密度（陰極電流密度）は５Ａ
／ｄｍ2 である。また、被めっき材（陰極）の材質は、
銅板である。
【００２４】
【表３】
【００２５】この表１から明らかなように、実施例１〜
５は、いずれも電流効率が２５％以上と高く、クラック
の発生もなかった。一方、全金属イオン濃度（Ｎｉ＋
Ｗ）が０．０８モル／リットルと低い比較例１は、めっき皮
膜にクラックは発生しないものの、電流効率が２０％と
低いものであった。全金属イオン濃度が０．５モル／リッ
トルと高い比較例２及びタングステンモル分率が０．２と
低い比較例３は、いずれも電流効率は良好であるもの
の、加熱後のめっき皮膜にクラックが発生した。タング
ステンモル分率が０．９と高い比較例４は、電流効率が
５％と極めて低いと共に、加熱後のめっき皮膜にクラッ
クが発生した。また、ニッケルイオン供給源として硫酸
ニッケルを使用した従来例１，２は、いずれも加熱後の
めっき皮膜にクラックが発生した。
５は、いずれも電流効率が２５％以上と高く、クラック
の発生もなかった。一方、全金属イオン濃度（Ｎｉ＋
Ｗ）が０．０８モル／リットルと低い比較例１は、めっき皮
膜にクラックは発生しないものの、電流効率が２０％と
低いものであった。全金属イオン濃度が０．５モル／リッ
トルと高い比較例２及びタングステンモル分率が０．２と
低い比較例３は、いずれも電流効率は良好であるもの
の、加熱後のめっき皮膜にクラックが発生した。タング
ステンモル分率が０．９と高い比較例４は、電流効率が
５％と極めて低いと共に、加熱後のめっき皮膜にクラッ
クが発生した。また、ニッケルイオン供給源として硫酸
ニッケルを使用した従来例１，２は、いずれも加熱後の
めっき皮膜にクラックが発生した。
【００２６】次に、タングステンモル分率とめっき応力
との関係を調べた結果について説明する。ニッケルイオ
ン供給源としてスルファミン酸ニッケルを使用し、タン
グステンモル分率が０．１〜０．８であり、ニッケル及
びタングステンの合計のモル濃度が０．３モル／リットル、
クエン酸濃度が０．３モル／リットル、ｐＨが６．５、めっ
き液温度が６５℃、電流密度（陰極電流密度）が５Ａ／
ｄｍ2 、被めっき材の材質が銅板の条件で、前記被めっ
き材の表面にニッケル−タングステン合金めっき皮膜を
形成し、そのめっき応力を調べた。図１は、横軸にタン
グステンモル分率｛Ｗ／（Ｗ＋Ｎｉ）｝をとり、縦軸に
めっき応力をとって、両者の関係を示すグラフ図であ
る。この図１から明らかなように、タングステンモル分
率を０．４以上とすることにより、めっき応力を約４０
ｋｇｆ／ｍｍ2 以下にすることができる。即ち、タング
ステンモル分率を０．４以上とすることによって、めっ
き応力が小さく、クラックが発生しにくいめっき皮膜を
得ることができる。但し、タングステンモル分率が０．
８を超えると、前述の比較例４に示す如く、電流効率が
著しく低下する。このため、タングステンモル分率は
０．４乃至０．８とすることが必要である。
との関係を調べた結果について説明する。ニッケルイオ
ン供給源としてスルファミン酸ニッケルを使用し、タン
グステンモル分率が０．１〜０．８であり、ニッケル及
びタングステンの合計のモル濃度が０．３モル／リットル、
クエン酸濃度が０．３モル／リットル、ｐＨが６．５、めっ
き液温度が６５℃、電流密度（陰極電流密度）が５Ａ／
ｄｍ2 、被めっき材の材質が銅板の条件で、前記被めっ
き材の表面にニッケル−タングステン合金めっき皮膜を
形成し、そのめっき応力を調べた。図１は、横軸にタン
グステンモル分率｛Ｗ／（Ｗ＋Ｎｉ）｝をとり、縦軸に
めっき応力をとって、両者の関係を示すグラフ図であ
る。この図１から明らかなように、タングステンモル分
率を０．４以上とすることにより、めっき応力を約４０
ｋｇｆ／ｍｍ2 以下にすることができる。即ち、タング
ステンモル分率を０．４以上とすることによって、めっ
き応力が小さく、クラックが発生しにくいめっき皮膜を
得ることができる。但し、タングステンモル分率が０．
８を超えると、前述の比較例４に示す如く、電流効率が
著しく低下する。このため、タングステンモル分率は
０．４乃至０．８とすることが必要である。
【００２７】図２は、横軸にｐＨをとり、縦軸にめっき
応力及び電流効率をとって、めっき液のｐＨとめっき応
力及び電流効率との関係を示すグラフ図である。但し、
めっき条件は、タングステンモル分率が０．５、ニッケ
ル及びタングステンの合計のモル濃度が０．３モル／リッ
トル、クエン酸濃度が０．３モル／リットル、めっき液温度が
６５℃、電流密度が５Ａ／ｄｍ2 である。この図２から
明らかなように、めっき液のｐＨが約４のときにめっき
皮膜中のめっき応力は最大になり、それよりもｐＨが高
くなるほどめっき応力は減少する。しかし、ｐＨが６未
満の場合は、電流効率が十分でない。このため、ｐＨは
６以上であることが必要である。但し、ｐＨが７を超え
ると、作業環境にアンモニア臭が発生して作業性が著し
くて以下する。従って、めっき液のｐＨは６乃至７とす
る。
応力及び電流効率をとって、めっき液のｐＨとめっき応
力及び電流効率との関係を示すグラフ図である。但し、
めっき条件は、タングステンモル分率が０．５、ニッケ
ル及びタングステンの合計のモル濃度が０．３モル／リッ
トル、クエン酸濃度が０．３モル／リットル、めっき液温度が
６５℃、電流密度が５Ａ／ｄｍ2 である。この図２から
明らかなように、めっき液のｐＨが約４のときにめっき
皮膜中のめっき応力は最大になり、それよりもｐＨが高
くなるほどめっき応力は減少する。しかし、ｐＨが６未
満の場合は、電流効率が十分でない。このため、ｐＨは
６以上であることが必要である。但し、ｐＨが７を超え
ると、作業環境にアンモニア臭が発生して作業性が著し
くて以下する。従って、めっき液のｐＨは６乃至７とす
る。
【００２８】図３は、横軸に電流密度をとり、縦軸にめ
っき応力をとって、両者の関係を示すグラフ図である。
但し、めっき条件は、タングステンモル分率が０．５、
ニッケル及びタングステンの合計のモル濃度が０．３モ
ル／リットル、クエン酸濃度が０．３モル／リットル、めっき液
温度が６５℃、ｐＨが６．５である。この図３から明ら
かなように、電流密度が３０Ａ／ｄｍ2 を超えると、め
っき応力が約７０ｋｇｆ／ｍｍ2 以上となる。このた
め、電流密度は３０Ａ／ｄｍ2 以下とすることが必要で
ある。但し、電流密度が３Ａ／ｄｍ2 未満の場合は、被
めっき材の表面に無めっき部が生じやすくなる。従っ
て、電流密度は３乃至３０Ａｄｍ2 とする。
っき応力をとって、両者の関係を示すグラフ図である。
但し、めっき条件は、タングステンモル分率が０．５、
ニッケル及びタングステンの合計のモル濃度が０．３モ
ル／リットル、クエン酸濃度が０．３モル／リットル、めっき液
温度が６５℃、ｐＨが６．５である。この図３から明ら
かなように、電流密度が３０Ａ／ｄｍ2 を超えると、め
っき応力が約７０ｋｇｆ／ｍｍ2 以上となる。このた
め、電流密度は３０Ａ／ｄｍ2 以下とすることが必要で
ある。但し、電流密度が３Ａ／ｄｍ2 未満の場合は、被
めっき材の表面に無めっき部が生じやすくなる。従っ
て、電流密度は３乃至３０Ａｄｍ2 とする。
【００２９】図４は、横軸にめっき液の温度をとり、縦
軸に電流効率をとって、両者の関係を示すグラフ図であ
る。但し、めっき条件は、タングステンモル分率が０．
５、ニッケル及びタングステンの合計のモル濃度が０．
３モル／リットル、クエン酸濃度が０．３モル／リットル、ｐＨ
が６．５、電流密度が５Ａ／ｄｍ2 である。この図４か
ら明らかなように、めっき液の温度が６０℃未満の場合
は、電流効率が著しくて低下する。このため、めっき液
の温度は６０℃以上であることが必要である。但し、め
っき液の温度が８０℃を超えると、浴中のクエン酸が陽
極酸化されて分解消耗する。従って、めっき液の温度は
６０乃至８０℃とする。
軸に電流効率をとって、両者の関係を示すグラフ図であ
る。但し、めっき条件は、タングステンモル分率が０．
５、ニッケル及びタングステンの合計のモル濃度が０．
３モル／リットル、クエン酸濃度が０．３モル／リットル、ｐＨ
が６．５、電流密度が５Ａ／ｄｍ2 である。この図４か
ら明らかなように、めっき液の温度が６０℃未満の場合
は、電流効率が著しくて低下する。このため、めっき液
の温度は６０℃以上であることが必要である。但し、め
っき液の温度が８０℃を超えると、浴中のクエン酸が陽
極酸化されて分解消耗する。従って、めっき液の温度は
６０乃至８０℃とする。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ニ
ッケルイオン供給源としてスルファミン酸ニッケルを使
用し、ニッケル及びタングステンのモル濃度の合計、タ
ングステンモル分率、クエン酸のモル濃度及びｐＨを所
定の範囲に規定したから、めっき応力が低く、熱負荷を
繰り返し加えてもクラックの発生を回避できるニッケル
−タングステンめっき皮膜を得ることができる。このた
め、本発明は、連続鋳造鋳型、ガラス金型及び機械的摩
耗を受ける部材の表面処理に極めて好適である。
ッケルイオン供給源としてスルファミン酸ニッケルを使
用し、ニッケル及びタングステンのモル濃度の合計、タ
ングステンモル分率、クエン酸のモル濃度及びｐＨを所
定の範囲に規定したから、めっき応力が低く、熱負荷を
繰り返し加えてもクラックの発生を回避できるニッケル
−タングステンめっき皮膜を得ることができる。このた
め、本発明は、連続鋳造鋳型、ガラス金型及び機械的摩
耗を受ける部材の表面処理に極めて好適である。
【図１】タングステンモル分率とめっき応力との関係を
示すグラフ図である。
示すグラフ図である。
【図２】めっき液のｐＨとめっき応力及び電流効率との
関係を示すグラフ図である。
関係を示すグラフ図である。
【図３】電流密度とめっき応力との関係を示すグラフ図
である。
である。
【図４】めっき液の温度と電流効率との関係を示すグラ
フ図である。
フ図である。
Claims (4)
- 【請求項１】 スルファミン酸ニッケル、タングステン
化合物及びクエン酸を含有しｐＨが６乃至７に調整され
たニッケル−タングステン合金めっき液であって、ニッ
ケルのモル濃度（Ｎｉ）とタングステンのモル濃度
（Ｗ）との合計値（Ｎｉ＋Ｗ）が０．１乃至０．４モル
／リットル（但し、０．４モル／リットルを含まず）、タングス
テンモル分率｛Ｗ／（Ｗ＋Ｎｉ）｝が０．３５乃至０．
８であると共に、前記クエン酸のモル濃度が前記ニッケ
ル及び前記タングステンのモル濃度の合計値以上である
ことを特徴とするニッケル−タングステン合金めっき
液。 - 【請求項２】 スルファミン酸ニッケル、タングステン
化合物及びクエン酸を含有し、ニッケルのモル濃度（Ｎ
ｉ）とタングステンのモル濃度（Ｗ）との合計値（Ｎｉ
＋Ｗ）が０．１乃至０．４モル／リットル（但し、０．４モ
ル／リットルを含まず）、タングステンモル分率｛Ｗ／（Ｗ
＋Ｎｉ）｝が０．３５乃至０．８であると共に、前記ク
エン酸のモル濃度が前記ニッケル及び前記タングステン
のモル濃度の合計値以上であり、ｐＨが６乃至７に調整
されためっき液を、６０乃至８０℃の温度に加熱し、陰
極電流密度が３乃至３０Ａ／ｄｍ2 の条件で、被めっき
材にめっき処理を施すことを特徴とするニッケル−タン
グステン合金めっき方法。 - 【請求項３】 前記被めっき材が銅又は銅合金からなる
ことを特徴とする請求項２に記載のニッケル−タングス
テン合金めっき方法。 - 【請求項４】 前記被めっき材が鉄又は鉄合金からなる
ことを特徴とする請求項２に記載のニッケル−タングス
テン合金めっき方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9875094A JPH07310196A (ja) | 1994-05-12 | 1994-05-12 | ニッケル−タングステン合金めっき液及びめっき方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9875094A JPH07310196A (ja) | 1994-05-12 | 1994-05-12 | ニッケル−タングステン合金めっき液及びめっき方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07310196A true JPH07310196A (ja) | 1995-11-28 |
Family
ID=14228145
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9875094A Pending JPH07310196A (ja) | 1994-05-12 | 1994-05-12 | ニッケル−タングステン合金めっき液及びめっき方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07310196A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6354358B1 (en) | 1999-11-26 | 2002-03-12 | Nomura Plating Co., Ltd. | Continuous casting mold with tungsten alloy plating and method of producing the same |
| WO2012124711A1 (ja) * | 2011-03-15 | 2012-09-20 | 株式会社Ｌｅａｐ | 成形金型用Ｎｉ－Ｗ電鋳液、成形金型の製造方法、成形金型および成形品の製造方法 |
| CN104846409A (zh) * | 2015-04-30 | 2015-08-19 | 云南民族大学 | 高钨含量且无裂纹的钨镍合金镀层及电镀液和电镀工艺 |
| CN108754549A (zh) * | 2018-06-12 | 2018-11-06 | 北京航空航天大学 | 一种镀镍层应力调节剂及其应用 |
| CN113699567A (zh) * | 2021-08-27 | 2021-11-26 | 杭州象限科技有限公司 | 一种应用于钕铁硼表面处理的超薄镀层电镀方法 |
-
1994
- 1994-05-12 JP JP9875094A patent/JPH07310196A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6354358B1 (en) | 1999-11-26 | 2002-03-12 | Nomura Plating Co., Ltd. | Continuous casting mold with tungsten alloy plating and method of producing the same |
| WO2012124711A1 (ja) * | 2011-03-15 | 2012-09-20 | 株式会社Ｌｅａｐ | 成形金型用Ｎｉ－Ｗ電鋳液、成形金型の製造方法、成形金型および成形品の製造方法 |
| JP2012193395A (ja) * | 2011-03-15 | 2012-10-11 | Kanagawa Prefecture | 成形金型用Ｎｉ−Ｗ電鋳液、成形金型の製造方法、成形金型および成形品の製造方法 |
| CN104846409A (zh) * | 2015-04-30 | 2015-08-19 | 云南民族大学 | 高钨含量且无裂纹的钨镍合金镀层及电镀液和电镀工艺 |
| CN108754549A (zh) * | 2018-06-12 | 2018-11-06 | 北京航空航天大学 | 一种镀镍层应力调节剂及其应用 |
| CN113699567A (zh) * | 2021-08-27 | 2021-11-26 | 杭州象限科技有限公司 | 一种应用于钕铁硼表面处理的超薄镀层电镀方法 |
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