JPH0774474B2 - 鉄メッキ被覆層を備えたアルミニウム材料の製造方法 - Google Patents
鉄メッキ被覆層を備えたアルミニウム材料の製造方法Info
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- JPH0774474B2 JPH0774474B2 JP2087027A JP8702790A JPH0774474B2 JP H0774474 B2 JPH0774474 B2 JP H0774474B2 JP 2087027 A JP2087027 A JP 2087027A JP 8702790 A JP8702790 A JP 8702790A JP H0774474 B2 JPH0774474 B2 JP H0774474B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、鉄メッキ被覆層を備えたアルミニウム材料の
製造方法、及び少なくとも一部が窒化されている鉄メッ
キ被覆層を備えたアルミニウム材料の製造方法に関す
る。
製造方法、及び少なくとも一部が窒化されている鉄メッ
キ被覆層を備えたアルミニウム材料の製造方法に関す
る。
なお、本明細書において、特にことわらない限り、“ア
ルミニウム“とあるのは、“アルミニウムおよびアルミ
ニウム合金”を包含するものとする。
ルミニウム“とあるのは、“アルミニウムおよびアルミ
ニウム合金”を包含するものとする。
さらに、“鉄”とあるのは、同様に“鉄合金を包含する
ものとする。
ものとする。
また、“％”および“部”とあるのは、それぞれ“重量
％”および“重量部”を意味するものとする。
％”および“重量部”を意味するものとする。
従来技術とその問題点 近年機械装置の高速度化、制御精度の向上、耐久性（こ
れには耐磨耗性、表面硬度などが関連する）の向上など
の目的で、機械装置用材料に対する性能要求は、益々厳
しくなってきている。
れには耐磨耗性、表面硬度などが関連する）の向上など
の目的で、機械装置用材料に対する性能要求は、益々厳
しくなってきている。
対磨耗性および表面硬度の向上のためには、鉄鋼材料を
窒化処理することが通常行われている。
窒化処理することが通常行われている。
また、制御精度の向上のためには、材料を軽量化して、
機械部品の慣性モーメントを出来るだけ小さくすること
が必要である。軽量という点からは、比重が鉄鋼材料の
約1/3であるアルミニウムは、殆ど唯一の実用的材料で
あるが、耐磨耗性に劣ることが大きな欠点である。この
ため、アルミニウムの表面に鉄被覆層をめっきにより形
成し、これを窒化処理して、少なくともその一部を窒化
鉄とすることが出来れば、機械装置用材料の軽量化と耐
磨耗性とを改善することが可能となる。
機械部品の慣性モーメントを出来るだけ小さくすること
が必要である。軽量という点からは、比重が鉄鋼材料の
約1/3であるアルミニウムは、殆ど唯一の実用的材料で
あるが、耐磨耗性に劣ることが大きな欠点である。この
ため、アルミニウムの表面に鉄被覆層をめっきにより形
成し、これを窒化処理して、少なくともその一部を窒化
鉄とすることが出来れば、機械装置用材料の軽量化と耐
磨耗性とを改善することが可能となる。
しかしながら、アルミニウムの表面には、安定な酸化皮
膜が形成されており、そのままでは金属の種類の如何に
かかわらず、めっき層を形成することは出来ない。そこ
で、例えば、アルミニウムに銅めっき層を形成するため
には、酸化被膜を除去した後、亜鉛置換処理を行ない、
次いで銅めっきを行なう方法が採用されている。しかる
に、アルミニウムに対する鉄めっきの場合には、酸性め
っき液中で電気めっきする必要があるため、置換した亜
鉛めっき液中に溶解されるので、亜鉛置換法をそのまま
適用することは、出来ない。
膜が形成されており、そのままでは金属の種類の如何に
かかわらず、めっき層を形成することは出来ない。そこ
で、例えば、アルミニウムに銅めっき層を形成するため
には、酸化被膜を除去した後、亜鉛置換処理を行ない、
次いで銅めっきを行なう方法が採用されている。しかる
に、アルミニウムに対する鉄めっきの場合には、酸性め
っき液中で電気めっきする必要があるため、置換した亜
鉛めっき液中に溶解されるので、亜鉛置換法をそのまま
適用することは、出来ない。
従って、アルミニウム表面に鉄を直接めっきする方法
は、実用化されていない。例えば、特公昭59−9622号公
報は、「アルミニウム合金表面を活性化した後、電気め
っきまたはプラズマ処理により鉄からなる被覆層を形成
し、窒化処理し、時効処理する方法」を開示している
が、電気めっきによる鉄被覆層の具体的条件などは、実
施例においても、一切明らかにされていないので、果た
してアルミニウム表面に電気めっきによる鉄被覆層が形
成されていたのか否かを確認することさえ出来ない。
は、実用化されていない。例えば、特公昭59−9622号公
報は、「アルミニウム合金表面を活性化した後、電気め
っきまたはプラズマ処理により鉄からなる被覆層を形成
し、窒化処理し、時効処理する方法」を開示している
が、電気めっきによる鉄被覆層の具体的条件などは、実
施例においても、一切明らかにされていないので、果た
してアルミニウム表面に電気めっきによる鉄被覆層が形
成されていたのか否かを確認することさえ出来ない。
その他の公知文献などに見られる鉄めっき方法によって
も、実用に供し得る低度に密着性の良い、安定した均一
なめっき層は形成できず、さらに耐熱性にも劣るので、
窒化処理も実質的に不可能である。また、めっき液につ
いても、液中の溶存酸素の作用により、２価の鉄イオン
が３価に酸化されてめっき操作が不安定となるなどの大
きな問題点が解決されていないため、アルミニウムへの
鉄めっき方法は、実行化されていない。
も、実用に供し得る低度に密着性の良い、安定した均一
なめっき層は形成できず、さらに耐熱性にも劣るので、
窒化処理も実質的に不可能である。また、めっき液につ
いても、液中の溶存酸素の作用により、２価の鉄イオン
が３価に酸化されてめっき操作が不安定となるなどの大
きな問題点が解決されていないため、アルミニウムへの
鉄めっき方法は、実行化されていない。
問題点を解決するための手段 本発明者は、上記の如き従来技術の問題点に鑑みて鋭意
研究を重ねた結果、アルミニウム表面の酸化皮膜を除去
しつつ亜鉛または銅を置換析出させた後、３価の鉄イオ
ンを実質的に含まない特定の鉄めっき液中で電解めっき
を行なう場合には、密着性に優れ、安定した均一な鉄め
っき層が形成されることを見出した。
研究を重ねた結果、アルミニウム表面の酸化皮膜を除去
しつつ亜鉛または銅を置換析出させた後、３価の鉄イオ
ンを実質的に含まない特定の鉄めっき液中で電解めっき
を行なう場合には、密着性に優れ、安定した均一な鉄め
っき層が形成されることを見出した。
また、この様にして形成された鉄め層を有するアルミニ
ウム窒化処理に供する場合には、耐磨耗性に優れ、硬度
の高い窒化鉄層が形成されることをも見出した。
ウム窒化処理に供する場合には、耐磨耗性に優れ、硬度
の高い窒化鉄層が形成されることをも見出した。
すなわち、本発明は、下記の鉄メッキ被覆層を備えたア
ルミニウム材料の製造方法を提供するものである。
ルミニウム材料の製造方法を提供するものである。
アルミニウム表面の酸化被膜を除去し、亜鉛または
銅を置換析出させた後、硫酸第一鉄150〜250g/および
塩化アンモニウム2.5〜15g/を含むpH3.0〜4.0のめっ
き液中で３価の鉄イオンの実質的な不存在下に電解めっ
きを行なうことを特徴とする鉄メッキ被覆層を備えたア
ルミニウム材料の製造方法。
銅を置換析出させた後、硫酸第一鉄150〜250g/および
塩化アンモニウム2.5〜15g/を含むpH3.0〜4.0のめっ
き液中で３価の鉄イオンの実質的な不存在下に電解めっ
きを行なうことを特徴とする鉄メッキ被覆層を備えたア
ルミニウム材料の製造方法。
アルミニウム表面の酸化被膜を除去し、亜鉛または
銅を置換析出させた後、硫酸第一鉄150〜250g/および
塩化アンモニウム2.5〜15g/を含むpH3.0〜4.0のめっ
き液中で３価の鉄イオンの実質的な不存在下に電解めっ
きを行ない、次いで窒化処理することを特徴とする少な
くとも一部が窒化されている鉄メッキ被覆層を備えたア
ルミニウム材料の製造方法。
銅を置換析出させた後、硫酸第一鉄150〜250g/および
塩化アンモニウム2.5〜15g/を含むpH3.0〜4.0のめっ
き液中で３価の鉄イオンの実質的な不存在下に電解めっ
きを行ない、次いで窒化処理することを特徴とする少な
くとも一部が窒化されている鉄メッキ被覆層を備えたア
ルミニウム材料の製造方法。
本発明の対象となるアルミニウムは、その組成（合金成
分の有無、合金成分の種類など）、形状および組織（圧
延、押出し、プレス、打ち抜き、鋳造、鍛造などの加工
方法に依存する製品形態および結晶組成）などについ
て、一切制限はない。
分の有無、合金成分の種類など）、形状および組織（圧
延、押出し、プレス、打ち抜き、鋳造、鍛造などの加工
方法に依存する製品形態および結晶組成）などについ
て、一切制限はない。
以下に本発明方法における各処理工程について詳細に説
明する。
明する。
I.酸化皮膜除去と亜鉛または銅の置換析出： 本発明方法においては、まずアルミニウム表面の酸化皮
膜を除去し、亜鉛または銅を置換析出させる。
膜を除去し、亜鉛または銅を置換析出させる。
（イ）亜鉛置換処理方法による場合には、常法に従っ
て、水酸化ナトリウム水溶液で前処理し、アルミニウム
表面の酸化皮膜の除去を行なった後、亜鉛置換を行な
う。亜鉛置換処理方法としては、公知のジンケート処理
による置換方法を採用することができる。ジンケート処
理方法で使用する浴組成、条件などは、特に限定されな
いが、代表的な一例を挙げれば、以下の通りである。
て、水酸化ナトリウム水溶液で前処理し、アルミニウム
表面の酸化皮膜の除去を行なった後、亜鉛置換を行な
う。亜鉛置換処理方法としては、公知のジンケート処理
による置換方法を採用することができる。ジンケート処
理方法で使用する浴組成、条件などは、特に限定されな
いが、代表的な一例を挙げれば、以下の通りである。
置換液組成； 水酸化ナトリウム 300〜500g/ 酸化亜鉛 15〜120g/ ロッシェル塩 1.5〜12g/ 置換条件 温度 20±10℃ 浸漬時間 ５分×２回（二重置換） （ロ）銅置換処理法を行なう場合にも、水酸化ナトリウ
ム水溶液で前処理を行って、アルミニウム表面の酸化皮
膜の除去を行なった後、置換処理に供する。銅置換処理
方法で使用する浴組成、条件なども、特に制限されるも
のではないが、代表的な一例を挙げれば、以下の通りで
ある。
ム水溶液で前処理を行って、アルミニウム表面の酸化皮
膜の除去を行なった後、置換処理に供する。銅置換処理
方法で使用する浴組成、条件なども、特に制限されるも
のではないが、代表的な一例を挙げれば、以下の通りで
ある。
置換液組成； ピロ燐酸銅 30〜60g/ ピロ燐酸カリウム 100〜180g/ 置換条件； 温度 50±10℃ 浸漬時間 15分 pH 8.5（アンモニア水により調整） II.鉄めっき層形成： 鉄めっき液として、硫酸第一鉄150〜250g/および塩化
アンモニウム2.5〜15g/を含むpH3.0〜4.0のめっき液
を用いて、３価の鉄イオンの実質的な不存在下に電解め
っきを行なって、アルミニウム表面に鉄めっき層を形成
する。具体的な、鉄めっき液の組成、めっき条件等は、
アルミニウム表面に３〜40μｍ程度の鉄めっき層を形成
できるように適宜設定すればよい。以下に鉄めっき液の
組成及びめっき条件の一例を挙げる。以下の組成におい
て、硫酸第一鉄と塩化アンモニウムとは、必須の成分で
あるが、その他は必要に応じ使用される任意成分であ
る。
アンモニウム2.5〜15g/を含むpH3.0〜4.0のめっき液
を用いて、３価の鉄イオンの実質的な不存在下に電解め
っきを行なって、アルミニウム表面に鉄めっき層を形成
する。具体的な、鉄めっき液の組成、めっき条件等は、
アルミニウム表面に３〜40μｍ程度の鉄めっき層を形成
できるように適宜設定すればよい。以下に鉄めっき液の
組成及びめっき条件の一例を挙げる。以下の組成におい
て、硫酸第一鉄と塩化アンモニウムとは、必須の成分で
あるが、その他は必要に応じ使用される任意成分であ
る。
めっき液組成； 硫酸第１鉄 150〜250g/ 塩化アンモニウム 2.5〜15g/ 硫酸アンモニウム 35〜200g/ グリセリン ５〜40g/ 尿素 15〜25g/ 硼酸 ５〜15g/ めっき条件； 温度 50±５℃ 時間 20〜90分 pH 3.0〜4.0 電流密度 ３〜6A/dm2 硫酸第一鉄の濃度が150g/を下回る場合には、めっき
時間が長くなり、水の加水分解に伴って発生する多数の
気泡がアルミニウム表面に付着して均一なめっきが形成
され難くなる。これに対し、250g/を上回る場合に
は、未溶解の塩が残存して、水酸化鉄の沈殿量が増大
し、めっきの外観を劣化させる。硫酸第一鉄のより好ま
しい濃度は、18〜220g/程度である。
時間が長くなり、水の加水分解に伴って発生する多数の
気泡がアルミニウム表面に付着して均一なめっきが形成
され難くなる。これに対し、250g/を上回る場合に
は、未溶解の塩が残存して、水酸化鉄の沈殿量が増大
し、めっきの外観を劣化させる。硫酸第一鉄のより好ま
しい濃度は、18〜220g/程度である。
また、塩化アンモニウムの濃度が2.5g/を下回る場合
或いは15g/を上回る場合には、３価の鉄イオンの生成
量が増大し且つ水酸化鉄の沈殿量が増大して、めっきの
外観を劣化させる。特に、めっき液中に３価の鉄イオン
が２価の鉄イオン１％以上存在する場合には、めっきの
外観を劣化させるだけではなく、めっき層の剥離、クラ
ック発生、色および光沢の低下、均一性の低下などの種
々の障害を発生させる原因となる。塩化アンモニウムの
より好ましい濃度は、2.5〜12.5g/である。
或いは15g/を上回る場合には、３価の鉄イオンの生成
量が増大し且つ水酸化鉄の沈殿量が増大して、めっきの
外観を劣化させる。特に、めっき液中に３価の鉄イオン
が２価の鉄イオン１％以上存在する場合には、めっきの
外観を劣化させるだけではなく、めっき層の剥離、クラ
ック発生、色および光沢の低下、均一性の低下などの種
々の障害を発生させる原因となる。塩化アンモニウムの
より好ましい濃度は、2.5〜12.5g/である。
めっき浴組成およびめっき条件は、必要とする鉄めっき
層の厚さに応じて適宜選択すれば良いことは、言うまで
もない。
層の厚さに応じて適宜選択すれば良いことは、言うまで
もない。
本発明方法における鉄めっき浴が酸性であるため、アル
ミニウム表面に置換した亜鉛または銅が溶解することが
懸念されるが、実際には、通電条件下にめっきを行なう
ので、溶解は認められず、密着性などの諸特性に優れた
鉄めっき層が形成される。
ミニウム表面に置換した亜鉛または銅が溶解することが
懸念されるが、実際には、通電条件下にめっきを行なう
ので、溶解は認められず、密着性などの諸特性に優れた
鉄めっき層が形成される。
なお、鉄めっきを継続して行なう場合には、２価の鉄イ
オンが酸化されて、微粒子の水酸化第二鉄が次第に蓄積
する。この水酸化第二鉄は、めっきの外観を悪化させる
ので、例えば、濾過、循環濾過、高勾配磁気分離法など
の公知のめっき液精製方法により、これを除去しつつ、
めっきを行なうことが望ましい。
オンが酸化されて、微粒子の水酸化第二鉄が次第に蓄積
する。この水酸化第二鉄は、めっきの外観を悪化させる
ので、例えば、濾過、循環濾過、高勾配磁気分離法など
の公知のめっき液精製方法により、これを除去しつつ、
めっきを行なうことが望ましい。
この段階で得られる鉄めっき層を有するアルミニウム製
品は、磁気シールド材、白板（ホワイトボード）用材料
などとして有用である。
品は、磁気シールド材、白板（ホワイトボード）用材料
などとして有用である。
III.窒化処理： 上記のようにして得られた鉄めっき層を有するアルミニ
ウム製品は、次いで鉄製品に対して行われている公知の
窒化処理に供される。窒化処理方法としては、ガス窒化
（NH3、NH3＋N2混合ガスなどを使用）、イオン窒化
（N2、N2＋H2混合ガスどを使用）などの方法が採用でき
る。本発明における窒化処理に際して特に留意するべき
点は、基材がアルミニウムであるため、窒化を基材の溶
融或いは変形を生じない温度で行なうべきことである。
したがって、窒化処理温度は、アルミニウムの融点を超
えてはならず、変形防止の観点からは、550℃以下とす
ることがより好ましい。
ウム製品は、次いで鉄製品に対して行われている公知の
窒化処理に供される。窒化処理方法としては、ガス窒化
（NH3、NH3＋N2混合ガスなどを使用）、イオン窒化
（N2、N2＋H2混合ガスどを使用）などの方法が採用でき
る。本発明における窒化処理に際して特に留意するべき
点は、基材がアルミニウムであるため、窒化を基材の溶
融或いは変形を生じない温度で行なうべきことである。
したがって、窒化処理温度は、アルミニウムの融点を超
えてはならず、変形防止の観点からは、550℃以下とす
ることがより好ましい。
窒化の深さは、アルミニウム材料の用途に応じて適宜選
択すれば良く、鉄めっき層の全厚さにわたって窒化を行
なう必要は必ずしもない。通常、鉄めっき層厚さの80％
程度以上が窒化される様に、条件を調整すれば良い。
択すれば良く、鉄めっき層の全厚さにわたって窒化を行
なう必要は必ずしもない。通常、鉄めっき層厚さの80％
程度以上が窒化される様に、条件を調整すれば良い。
また、本発明方法により形成された鉄めっき層は、基材
であるアルミニウムに対する密着性に優れているが、ア
ルミニウムと鉄或いはアルミニウムと窒化鉄との熱膨張
係数の差が大きいため、窒化処理中および処理終了後の
急激な温度上昇或いは急激な冷却は、めっき層の剥離、
めっき層におけるクラック発生などの原因となる場合が
あるので、急激な温度の上昇および冷却は、避けること
が望ましい。
であるアルミニウムに対する密着性に優れているが、ア
ルミニウムと鉄或いはアルミニウムと窒化鉄との熱膨張
係数の差が大きいため、窒化処理中および処理終了後の
急激な温度上昇或いは急激な冷却は、めっき層の剥離、
めっき層におけるクラック発生などの原因となる場合が
あるので、急激な温度の上昇および冷却は、避けること
が望ましい。
一般に鉄の窒化処理により形成される窒化鉄としては、
Fe2N、Fe3NおよびFe4Nの３種類が報告されている。本発
明方法により鉄めっき層中に形成される窒化鉄は、Ｘ線
回折の結果、Fe3Nが主体で、α−Feは殆ど残存しないこ
とが確認された。
Fe2N、Fe3NおよびFe4Nの３種類が報告されている。本発
明方法により鉄めっき層中に形成される窒化鉄は、Ｘ線
回折の結果、Fe3Nが主体で、α−Feは殆ど残存しないこ
とが確認された。
発 明 の 効 果 本発明によれば、下記の様な顕著な効果が達成される。
（１）基材であるアルミニウムと鉄めっき層との密着性
に優れている。
に優れている。
（２）このアルミニウムと鉄めっき層との優れた密着性
は、窒化処理後にも、損なわれることはない。
は、窒化処理後にも、損なわれることはない。
（３）鉄めっき層の少なくとも一部に形成された窒化鉄
層は、高硬度で、耐磨耗性に優れている。
層は、高硬度で、耐磨耗性に優れている。
（４）鉄めっき層の少なくとも表層に形成された窒化鉄
層は、耐蝕性に優れ、特に硝酸に対する対蝕性に著しく
優れている。
層は、耐蝕性に優れ、特に硝酸に対する対蝕性に著しく
優れている。
（５）したがって、基材であるアルミニウムと鉄めっき
層とからなる本発明材料は、磁気シールド材、白板（ホ
ワイトボード）用材料などとして有用である。
層とからなる本発明材料は、磁気シールド材、白板（ホ
ワイトボード）用材料などとして有用である。
（６）また、アルミニウム基材上の鉄めっき層の少なく
とも一部が窒化鉄となっている本発明材料は、軽量な機
械部品用材料などとして有用である。
とも一部が窒化鉄となっている本発明材料は、軽量な機
械部品用材料などとして有用である。
例えば、本発明材料を産業用ロボットの回転部部品に使
用する場合には、起動および停止に際しての慣性モーメ
ントを小さくすることが出来るので、作業精度および作
業速度が向上する。
用する場合には、起動および停止に際しての慣性モーメ
ントを小さくすることが出来るので、作業精度および作
業速度が向上する。
また、本発明材料による機械部品自体は、電磁シールド
効果を併せて発揮する。
効果を併せて発揮する。
さらに、本発明材料は、軽量且つ安価な電磁調理器具に
利用することができる。
利用することができる。
実 施 例 以下に実施例および比較例を示し、本発明の特徴とする
ところをより一層明確にする。
ところをより一層明確にする。
実施例１および比較例１〜２ アルミニウム試料として、JIS A5052P（100mm×30mm×
2mm）を使用し、下記の工程を経て、鉄めっき層を形成
した。
2mm）を使用し、下記の工程を経て、鉄めっき層を形成
した。
［前処理］： 試料を10％水酸化ナトリウム水溶液に２分浸漬し、水洗
した後、15％硝酸水溶液に15秒浸漬し、水洗した。
した後、15％硝酸水溶液に15秒浸漬し、水洗した。
［亜鉛置換処理］： 前処理を終えた試料を下記の条件下に亜鉛置換処理液に
浸漬し、水洗し、再度同様の浸漬および水洗を繰り返し
た。
浸漬し、水洗し、再度同様の浸漬および水洗を繰り返し
た。
置換液組成； 水酸化ナトリウム 500g/ 酸化亜鉛 50g/ ロッシェル塩 10g/ 置換条件； 温度 20±10℃ 浸漬時間 ５分 ［鉄めっき処理］： 亜鉛置換処理を終えた試料を下記の条件下に鉄めっき処
理に供した。
理に供した。
めっき液組成； 硫酸第１鉄 200 g/ 塩化アンモニウム 7.5g/ 硫酸アンモニウム 95 g/ グリセリン 25 g/ 尿度 25 g/ 硼酸 10 g/ めっき条件； 温度 50±５℃ 時間 13分 pH 3.5 電流密度 5A/dm2 陽極板 100mm×50mm×0.8mm かくして、アルミニウム試料の70mm×30mm×2mmの部分
に厚さ約10μｍの鉄めっき層を形成させた。
に厚さ約10μｍの鉄めっき層を形成させた。
得られた鉄めっき層の外観は、全体に均一で、平滑であ
り、極めて良好であった。
り、極めて良好であった。
なお、比較のために、めっき液中に３価の鉄イオンを２
価の鉄イオンの１％（比較例１）または10％（比較例
２）存在させた以外は実施例１と同様にして、鉄めっき
層を形成させた。
価の鉄イオンの１％（比較例１）または10％（比較例
２）存在させた以外は実施例１と同様にして、鉄めっき
層を形成させた。
比較例１の場合には、めっき端部にかのムラが認められ
た。
た。
また、比較例２の場合には、特にめっき端部のめっき層
厚さが増大し、全体として不均一となっていた。
厚さが増大し、全体として不均一となっていた。
比較例１および比較例２の結果から、３価の鉄イオン量
が、２価の鉄イオンの１％を超える場合には、めっきの
性能が低下することが明らかである。
が、２価の鉄イオンの１％を超える場合には、めっきの
性能が低下することが明らかである。
実施例２ 実施例１と同様のアルミニウム試料を使用し、実施例１
と同様にして前処理および亜鉛置換処理を行なった後、
下記の条件下に鉄めっき処理に供した。
と同様にして前処理および亜鉛置換処理を行なった後、
下記の条件下に鉄めっき処理に供した。
めっき液組成； 硫酸第１鉄 （下記第１表の通り） 塩化アンモニウム 15.1 g/ 硫酸アンモニウム 94.65g/ グリセリン 20 g/ 尿素 20 g/ 硼酸 ５ g/ めっき条件； pHを３とした以外は実施例１に同じ。
第１表に硫酸第一鉄の濃度と鉄めっき層などとの関係を
示す。
示す。
△…5Rで曲げた時に微細クラックが発生し、且つ端部が
僅かに剥離する。
僅かに剥離する。
×…5Rで曲げた時に大きなクラックが発生し、且つ全体
的に剥離する。
的に剥離する。
第１表に示す結果から明らかな様に、硫酸第１鉄の濃度
が150〜250g/の範囲で特に優れた効果が得られてい
る。
が150〜250g/の範囲で特に優れた効果が得られてい
る。
実施例３ 実施例１と同様のアルミニウム試料を使用し、実施例１
と同様にして前処理および亜鉛置換処理を行なった後、
下記の条件下に鉄めっき処理に供した。
と同様にして前処理および亜鉛置換処理を行なった後、
下記の条件下に鉄めっき処理に供した。
めっき液組成； 硫酸第１鉄 200g/ 塩化アンモニウム （下記第２表の通り） 硫酸アンモニウム 95g/ グリセリン 25g/ 尿素 25g/ 硼酸 5g/ めっき条件； pHを３とした以外は実施例１に同じ。
第２表に塩化アンモニウムの濃度と鉄めっき層などとの
関係を示す。
関係を示す。
第２表に示す結果から明らかな様に、塩化アンモニウム
の濃度が2.5〜15g/の範囲で良好な結果が得られてお
り、2.5〜12.5g/の範囲で特に優れた効果が得られて
いる。
の濃度が2.5〜15g/の範囲で良好な結果が得られてお
り、2.5〜12.5g/の範囲で特に優れた効果が得られて
いる。
実施例４ 実施例１と同様のアルミニウム試料を使用し、実施例１
と同様にして前処理および亜鉛置換処理を行なった後、
下記の条件下に鉄めっき処理に供した。
と同様にして前処理および亜鉛置換処理を行なった後、
下記の条件下に鉄めっき処理に供した。
めっき液組成； 硫酸第１鉄 200 g/ 塩化アンモニウム 7.5g/ 硫酸アンモニウム 95 g/ グリセリン 25 g/ 尿素 25 g/ 硼酸 10 g/ めっき条件； pHを２〜５とした以外は実施例１に同じ。
第３表にめっき操作時のpHと鉄めっき層などとの関係を
示す。
示す。
第３表に示す結果から明らかな様に、pH3〜４の範囲で
特に優れた効果が得られている。また、pH5の場合に
は、水酸化鉄の沈澱が多く、めっき不能となった。
特に優れた効果が得られている。また、pH5の場合に
は、水酸化鉄の沈澱が多く、めっき不能となった。
実施例５ 実施例４において鉄めっき層形成時のpHを４とする条件
下にアルミニウム試料表面に種々の厚さの鉄めっき層を
形成させた後、下記の条件でガス軟窒化処理を行なっ
た。
下にアルミニウム試料表面に種々の厚さの鉄めっき層を
形成させた後、下記の条件でガス軟窒化処理を行なっ
た。
＊雰囲気ガス組成 99.9％N250部＋99.9％NH3 50部 ＊窒化温度 550±10℃ ＊窒化時間 ３時間 第４表に鉄めっき層の厚さと表面硬度と表面が如何との
関係を示す。
関係を示す。
第 ４ 表 鉄めっき層厚さ 表面硬度 表面外観 （μｍ） （HV） 10 650 ○ 30 689 ○ 40 743 △ 50 724 × 60 673 × 第４表および第５表における表面硬度は、 “AKASHI微小表面硬度計”を使用して、10g×15秒の条
件で測定した。
件で測定した。
第４表における表面外観の判定は、下記の基準に従って
行なった。
行なった。
○…剥離およびクラックなし。
△…剥離はないが、微細クラックあり。
×…一部剥離し、全面にわたる大きなクラックあり。
第４表に示す結果から明らかな様に、鉄めっき層厚さが
10〜40μｍの範囲で良好な結果が得られており、特に10
〜30μｍの範囲で極めて優れた結果が得られている。
10〜40μｍの範囲で良好な結果が得られており、特に10
〜30μｍの範囲で極めて優れた結果が得られている。
また、本実施例で得られた厚さ10μｍの窒化鉄めっき層
を有する試料をＸ線回折に供したところ、第１図に示す
様な結果が得られた。窒化鉄は、Fe3Nが主体で、未窒化
のα−Feは、殆んど残存していないことが明らかであ
る。
を有する試料をＸ線回折に供したところ、第１図に示す
様な結果が得られた。窒化鉄は、Fe3Nが主体で、未窒化
のα−Feは、殆んど残存していないことが明らかであ
る。
実施例６ 実施例４において鉄めっき層形成時のpHを４とする条件
下にアルミニウム試料（ただし厚さは、8mm）表面に10
μｍの鉄めっき層を形成させた後、下記の条件でガス窒
化処理またはイオン窒化処理を行なった。
下にアルミニウム試料（ただし厚さは、8mm）表面に10
μｍの鉄めっき層を形成させた後、下記の条件でガス窒
化処理またはイオン窒化処理を行なった。
（ａ）ガス軟窒化条件 実施例５に同じ。
（ｂ）イオン窒化条件 雰囲気ガス組成 99.9％N280部＋99.9％H2 20部 ＊窒化温度…500±10℃ ＊窒化時間…３時間 ＊減圧度…5Torr ＊Glow電流値…0.3±0.04A ＊Glow電圧…275±25V 第５表に材質、置換法、窒化法、表面硬度よび比磨耗量
の関係を示す。第５表において、Ｂ〜ＥおよびＧ〜Ｈが
本発明の実施例である。
の関係を示す。第５表において、Ｂ〜ＥおよびＧ〜Ｈが
本発明の実施例である。
第５表に示す記号Ａ〜Ｊの意味は、以下の通りである。
＊Ａ〜Ｅ…JIS A5052Pアルミニウム ＊Ｆ〜Ｈ…JIS A2024Pアルミニウム ＊Ｉ…市販硬質クロムめっき鋼板 ＊Ｊ…市販されている軟窒化用鋼板を窒化ガス（CO26
％、N247％、NH347％）を使用して、温度580±５℃で２
時間窒化処理したもの また、比磨耗量は、大越式OAT−Ｕ型迅速磨耗試験機を
使用して、下記の条件下に行なった、 条 件 材質Ａ〜Ｈ 材質Ｉ〜Ｊ 接触圧力 2.1kg 2.1kg 摩擦速度 0.173m/sec 0.164m/sec 摩擦距離 66.6m 200m 回転円盤厚 3.0mm 3.0mm 回転円盤材 SUJ2軸受鋼 SUJ2軸受鋼 第５表に示す結果から明らかな様に、本発明による処理
を受けたアルミニウム製品は、硬度が高く、耐磨耗性に
優れている。
％、N247％、NH347％）を使用して、温度580±５℃で２
時間窒化処理したもの また、比磨耗量は、大越式OAT−Ｕ型迅速磨耗試験機を
使用して、下記の条件下に行なった、 条 件 材質Ａ〜Ｈ 材質Ｉ〜Ｊ 接触圧力 2.1kg 2.1kg 摩擦速度 0.173m/sec 0.164m/sec 摩擦距離 66.6m 200m 回転円盤厚 3.0mm 3.0mm 回転円盤材 SUJ2軸受鋼 SUJ2軸受鋼 第５表に示す結果から明らかな様に、本発明による処理
を受けたアルミニウム製品は、硬度が高く、耐磨耗性に
優れている。
第１図は、本発明方法により表面処理されたアルミニウ
ム表面のＸ線回折の結果を示すチャートである。
ム表面のＸ線回折の結果を示すチャートである。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２５Ｄ 5/44 5/48 (72)発明者 横井 昌幸 奈良県桜井市朝倉台西６―1093―97 (72)発明者 城間 成信 奈良県北葛城郡香芝町逢坂240―６ (72)発明者 薦田 俊策 大阪府大阪狭山市大野台３―22―２ (72)発明者 森河 務 奈良県北葛城郡香芝町上中1183―１―９― 364 (72)発明者 曽根 匠 大阪府八尾市東山本町３―５―６ (72)発明者 北原 洋爾 大阪府大阪市住吉区清水丘３―７―23 (56)参考文献 特開 昭56−62958（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−9597（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−56437（ＪＰ，Ａ) 特許70420（ＪＰ，Ｃ２)
Claims (2)
- 【請求項１】アルミニウム表面の酸化被膜を除去し、亜
鉛または銅を置換析出させた後、硫酸第一鉄150〜250g/
および塩化アンモニウム2.5〜15g/を含むpH3.0〜4.
0のめっき液中で３価の鉄イオンの実質的な不存在下に
電解めっきを行なうことを特徴とする鉄メッキ被覆層を
備えたアルミニウム材料の製造方法。 - 【請求項２】アルミニウム表面の酸化被膜を除去し、亜
鉛または銅を置換析出させた後、硫酸第一鉄150〜250g/
および塩化アンモニウム2.5〜15g/を含むpH3.0〜4.
0のめっき液中で３価の鉄イオンの実質的な不存在下に
電解めっきを行ない、次いで窒化処理することを特徴と
する少なくとも一部が窒化されている鉄メッキ被覆層を
備えたアルミニウム材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2087027A JPH0774474B2 (ja) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | 鉄メッキ被覆層を備えたアルミニウム材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2087027A JPH0774474B2 (ja) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | 鉄メッキ被覆層を備えたアルミニウム材料の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03285095A JPH03285095A (ja) | 1991-12-16 |
| JPH0774474B2 true JPH0774474B2 (ja) | 1995-08-09 |
Family
ID=13903475
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2087027A Expired - Lifetime JPH0774474B2 (ja) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | 鉄メッキ被覆層を備えたアルミニウム材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0774474B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09157886A (ja) * | 1995-12-12 | 1997-06-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電磁誘導加熱用合金メッキ膜、電磁誘導加熱用合金メッキ材およびこれを用いた電磁誘導加熱用調理器 |
| JPH1129892A (ja) * | 1997-07-09 | 1999-02-02 | Nippon Pureetec Kk | 耐摩耗性の鉄メッキアルミニウム材料 |
| WO2008124247A1 (en) * | 2007-04-06 | 2008-10-16 | Swagelok Company | Activation qf aluminum |
| JP2019116660A (ja) * | 2017-12-27 | 2019-07-18 | 日本パーカライジング株式会社 | 金属表面処理剤、並びに表面処理皮膜を有する金属材料及びその製造方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS599622B2 (ja) * | 1979-10-23 | 1984-03-03 | ア−ト金属工業株式会社 | アルミニウム合金の表面硬化法 |
| JPS6056437A (ja) * | 1983-09-06 | 1985-04-02 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 螺旋状部品の製作方法 |
| JPS619597A (ja) * | 1984-06-25 | 1986-01-17 | Toyota Motor Corp | アルミピストン |
-
1990
- 1990-03-30 JP JP2087027A patent/JPH0774474B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03285095A (ja) | 1991-12-16 |
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