JPH08158058A - Ｎｉ−Ｐ−Ｂ系無電解めっき皮膜及びこの皮膜を用いた機械部品 - Google Patents
Ｎｉ−Ｐ−Ｂ系無電解めっき皮膜及びこの皮膜を用いた機械部品Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 アルミニウム合金等の母材上に設けるのに適
した無電解めっき皮膜であって、衝撃強度が高く（強靱
性である）、高い硬度を有し、摺動特性のような潤滑特
性に優れ、しかも高速で形成することができるめっき皮
膜及びそれを用いた機械部品の提供。 【構成】 リンを０．５〜３．０重量％、ホウ素を０．
０５〜２．０重量％含有するニッケル無電解メッキ皮
膜。リンを０．５〜３．０重量％、ホウ素を０．０５〜
２．０重量％含有するニッケル無電解メッキ皮膜を熱処
理した皮膜。摺動部分を有する機械部品であって、少な
くとも前記摺動部分を上記皮膜で被覆した機械部品。
した無電解めっき皮膜であって、衝撃強度が高く（強靱
性である）、高い硬度を有し、摺動特性のような潤滑特
性に優れ、しかも高速で形成することができるめっき皮
膜及びそれを用いた機械部品の提供。 【構成】 リンを０．５〜３．０重量％、ホウ素を０．
０５〜２．０重量％含有するニッケル無電解メッキ皮
膜。リンを０．５〜３．０重量％、ホウ素を０．０５〜
２．０重量％含有するニッケル無電解メッキ皮膜を熱処
理した皮膜。摺動部分を有する機械部品であって、少な
くとも前記摺動部分を上記皮膜で被覆した機械部品。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ニッケル系の無電解め
っき皮膜及びこの皮膜を用いた機械部品に関する。さら
に詳しくは、衝撃強度が高く、高い硬度を有し、摺動特
性（摩擦係数、耐摩耗性、焼付限界）のような潤滑特性
が改善されためっき皮膜に関する。
っき皮膜及びこの皮膜を用いた機械部品に関する。さら
に詳しくは、衝撃強度が高く、高い硬度を有し、摺動特
性（摩擦係数、耐摩耗性、焼付限界）のような潤滑特性
が改善されためっき皮膜に関する。
【０００２】
【従来の技術】無電解めっき皮膜は、電解めっきと異な
り、めっき浴に被めっき物を浸漬するだけで、均一なめ
っき皮膜を容易に形成することができる点で優れてい
る。ニッケルにリン及び／又はホウ素を添加した無電解
めっき皮膜は、比較的高い硬度を有することから、種々
の機械部品等の表面処理に用いられている〔特開昭５１
−１０９２２４号、特開昭６１−２９１９７９号〕。さ
らに、上記皮膜にさらに窒化物や炭化物の微粒子を添加
しためっき皮膜も知られている〔特開平４−３２９８９
６号〕。
り、めっき浴に被めっき物を浸漬するだけで、均一なめ
っき皮膜を容易に形成することができる点で優れてい
る。ニッケルにリン及び／又はホウ素を添加した無電解
めっき皮膜は、比較的高い硬度を有することから、種々
の機械部品等の表面処理に用いられている〔特開昭５１
−１０９２２４号、特開昭６１−２９１９７９号〕。さ
らに、上記皮膜にさらに窒化物や炭化物の微粒子を添加
しためっき皮膜も知られている〔特開平４−３２９８９
６号〕。
【０００３】ニッケルとリン（Ｎｉ−Ｐ）からなる無電
解めっき皮膜は、一般にめっき浴が安定であることか
ら、高速での形成に適している。しかし、高硬度の皮膜
とするためには、２８０℃以上という高温度での熱処理
を必要とする。ところが、高温度での熱処理は、熱処理
硬化型アルミニウム合金等からなる母材の硬度を低下さ
せるという欠点があると同時に、皮膜自体の靱性も低下
するため、衝撃強度も低くなるという問題がある。
解めっき皮膜は、一般にめっき浴が安定であることか
ら、高速での形成に適している。しかし、高硬度の皮膜
とするためには、２８０℃以上という高温度での熱処理
を必要とする。ところが、高温度での熱処理は、熱処理
硬化型アルミニウム合金等からなる母材の硬度を低下さ
せるという欠点があると同時に、皮膜自体の靱性も低下
するため、衝撃強度も低くなるという問題がある。
【０００４】ニッケルとホウ素（Ｎｉ−Ｂ）からなる無
電解めっき皮膜は、めっき浴が不安定であるため、高速
で皮膜を析出させることが困難であるという問題があ
る。但し、２００℃前後の熱処理で、ある程度の硬度
（ＨＶ６５０〜７５０）の皮膜とすることができるとい
う利点はある。しかし、ＨＶが８００を超えるより高い
硬度の皮膜とするためには、より高温度での熱処理が必
要となる。その場合、前記Ｎｉ−Ｐ皮膜と同様の問題が
生じる。
電解めっき皮膜は、めっき浴が不安定であるため、高速
で皮膜を析出させることが困難であるという問題があ
る。但し、２００℃前後の熱処理で、ある程度の硬度
（ＨＶ６５０〜７５０）の皮膜とすることができるとい
う利点はある。しかし、ＨＶが８００を超えるより高い
硬度の皮膜とするためには、より高温度での熱処理が必
要となる。その場合、前記Ｎｉ−Ｐ皮膜と同様の問題が
生じる。
【０００５】さらに、ニッケルとリンとホウ素（Ｎｉ−
Ｐ−Ｂ）からなる無電解めっき皮膜としては、以下の組
成範囲のものが知られている。 Ｐ：６．８〜７．８重量％、Ｂ：０．７〜０．３重量
％ Ｐ：１．４〜６．６重量％、Ｂ：２．１〜７．１重量
％ Ｐ：０．３〜０．５重量％、Ｂ：４．７〜９．８重量
％
Ｐ−Ｂ）からなる無電解めっき皮膜としては、以下の組
成範囲のものが知られている。 Ｐ：６．８〜７．８重量％、Ｂ：０．７〜０．３重量
％ Ｐ：１．４〜６．６重量％、Ｂ：２．１〜７．１重量
％ Ｐ：０．３〜０．５重量％、Ｂ：４．７〜９．８重量
％
【０００６】上記の皮膜は、リンの含有率が高く、前
記Ｎｉ−Ｐ系の皮膜に物性が近く、低い温度での熱処理
では十分な硬度が得られなかった。上記の皮膜は、Ｎ
ａＢＨ4 を含む酸性浴から析出させることにより形成さ
れるものであるが、このようなめっき浴は分解性が高
く、実用には耐え得ないものである。また、実験室レベ
ルで得られた皮膜は、最高でもＨＶ６７２の硬度しか得
られていない。の皮膜は、ＮａＢＨ4 を含むアルカリ
浴から析出させることにより形成されるものであるが、
このめっき浴は強アルカリ性であることから、アルミニ
ウム合金等の母材に対して腐食性を示し、母材表面に保
護層を設けなければ実施すことができない。さらに、保
護層を設けると、めっき皮膜と母材との間の中間層にな
るが、この中間層の存在のため、硬度が低下するという
問題もある。
記Ｎｉ−Ｐ系の皮膜に物性が近く、低い温度での熱処理
では十分な硬度が得られなかった。上記の皮膜は、Ｎ
ａＢＨ4 を含む酸性浴から析出させることにより形成さ
れるものであるが、このようなめっき浴は分解性が高
く、実用には耐え得ないものである。また、実験室レベ
ルで得られた皮膜は、最高でもＨＶ６７２の硬度しか得
られていない。の皮膜は、ＮａＢＨ4 を含むアルカリ
浴から析出させることにより形成されるものであるが、
このめっき浴は強アルカリ性であることから、アルミニ
ウム合金等の母材に対して腐食性を示し、母材表面に保
護層を設けなければ実施すことができない。さらに、保
護層を設けると、めっき皮膜と母材との間の中間層にな
るが、この中間層の存在のため、硬度が低下するという
問題もある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の目的
は、アルミニウム合金等の母材上に設けるのに適した無
電解めっき皮膜であって、衝撃強度が高く（強靱性であ
る）、高い硬度を有し、摺動特性のような潤滑特性に優
れ、しかも高速で形成することができるめっき皮膜を提
供することにある。
は、アルミニウム合金等の母材上に設けるのに適した無
電解めっき皮膜であって、衝撃強度が高く（強靱性であ
る）、高い硬度を有し、摺動特性のような潤滑特性に優
れ、しかも高速で形成することができるめっき皮膜を提
供することにある。
【０００８】さらに本発明の目的は、前記めっき皮膜で
摺動部分を被覆した、衝撃強度が高く（強靱性であ
る）、高い硬度を有し、摺動特性のような潤滑特性に優
れた表面を有する機械部品を提供することにある。
摺動部分を被覆した、衝撃強度が高く（強靱性であ
る）、高い硬度を有し、摺動特性のような潤滑特性に優
れた表面を有する機械部品を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、リンを０．５
〜３．０重量％、ホウ素を０．０５〜２．０重量％含有
するニッケル無電解めっき皮膜に関する。
〜３．０重量％、ホウ素を０．０５〜２．０重量％含有
するニッケル無電解めっき皮膜に関する。
【００１０】さらに本発明は、摺動部分を有する機械部
品であって、少なくとも前記摺動部分を前記本発明のめ
っき皮膜で被覆した機械部品に関する。以下本発明につ
いて説明する。
品であって、少なくとも前記摺動部分を前記本発明のめ
っき皮膜で被覆した機械部品に関する。以下本発明につ
いて説明する。
【００１１】本発明は、リンを０．５〜３．０重量％、
ホウ素を０．０５〜２．０重量％含有するニッケル無電
解めっき皮膜であり、好ましくはリンを１．０〜２．０
重量％、ホウ素を０．０５〜１．０重量％含有する。ニ
ッケル無電解めっき皮膜中のリンの含有量が０．５重量
％未満では、次亜リン酸塩等を還元剤とするめっき液で
はめっきを形成することができず、浴の安定性も悪く、
めっき析出速度も遅くなる。またリンの含有量が３．０
重量％を超えると、めっき皮膜が非結晶質になり、２８
０℃以上の高温処理を行わないと高硬度が得られない。
ホウ素を０．０５〜２．０重量％含有するニッケル無電
解めっき皮膜であり、好ましくはリンを１．０〜２．０
重量％、ホウ素を０．０５〜１．０重量％含有する。ニ
ッケル無電解めっき皮膜中のリンの含有量が０．５重量
％未満では、次亜リン酸塩等を還元剤とするめっき液で
はめっきを形成することができず、浴の安定性も悪く、
めっき析出速度も遅くなる。またリンの含有量が３．０
重量％を超えると、めっき皮膜が非結晶質になり、２８
０℃以上の高温処理を行わないと高硬度が得られない。
【００１２】ニッケル無電解めっき皮膜中のホウ素の含
有量が０．０５重量％未満では、析出硬度は低く、熱処
理を行っても硬度は高くならない。また、ホウ素の含有
量が２．０重量％を超えると、２５０℃以上の高温処理
を行わないと８００以上のＨＶが得られない。
有量が０．０５重量％未満では、析出硬度は低く、熱処
理を行っても硬度は高くならない。また、ホウ素の含有
量が２．０重量％を超えると、２５０℃以上の高温処理
を行わないと８００以上のＨＶが得られない。
【００１３】本発明の上記めっき皮膜は、ニッケル塩に
還元剤としリン化合物及びホウ素化合物を含む無電解め
っき浴を用いて析出形成させることができる。ニッケル
塩としては、例えば塩化ニッケル、硫酸ニッケル、酢酸
ニッケル、炭酸ニッケル等を用いることができる。還元
剤としリン化合物としては、例えば次亜リン酸ナトリウ
ム、次亜リン酸カリウム、次亜リン酸ニッケル等を用い
ることができる。また、還元剤としてのホウ素化合物と
しては、例えばジメチルアミノホウ素、ジエチルアミノ
ホウ素、水素化ホウ素ナトリウム等を挙げることができ
る。めっき浴中のニッケル塩、リン化合物及びホウ素化
合物の比率は、めっき皮膜の組成に応じて適宜調整する
ことができる。また、各成分の濃度は、浴の安定性や析
出速度等を考慮して決めることができ、通常ニッケル塩
濃度が１５ｇ／リットル〜３０ｇ／リットルの範囲とな
るようにすることが適当である。
還元剤としリン化合物及びホウ素化合物を含む無電解め
っき浴を用いて析出形成させることができる。ニッケル
塩としては、例えば塩化ニッケル、硫酸ニッケル、酢酸
ニッケル、炭酸ニッケル等を用いることができる。還元
剤としリン化合物としては、例えば次亜リン酸ナトリウ
ム、次亜リン酸カリウム、次亜リン酸ニッケル等を用い
ることができる。また、還元剤としてのホウ素化合物と
しては、例えばジメチルアミノホウ素、ジエチルアミノ
ホウ素、水素化ホウ素ナトリウム等を挙げることができ
る。めっき浴中のニッケル塩、リン化合物及びホウ素化
合物の比率は、めっき皮膜の組成に応じて適宜調整する
ことができる。また、各成分の濃度は、浴の安定性や析
出速度等を考慮して決めることができ、通常ニッケル塩
濃度が１５ｇ／リットル〜３０ｇ／リットルの範囲とな
るようにすることが適当である。
【００１４】さらに上記めっき浴には、安定性、ｐＨ緩
衝作用を考慮して、酢酸、リンゴ酸、クエン酸等の有機
酸やエチレンジアミン四酢酸等のキレート剤を添加する
こともできる。また、ニッケル化合物が自己分解して析
出することを防止する目的で、上記めっき浴には安定化
剤として、微量の硝酸鉛、硝酸ビスマス、アンチモン
塩、イオウ化合物等を添加することができる。さらに、
上記めっき浴は、浴の安定性や析出速度等を考慮して、
ｐＨを６〜７の範囲に調整する。
衝作用を考慮して、酢酸、リンゴ酸、クエン酸等の有機
酸やエチレンジアミン四酢酸等のキレート剤を添加する
こともできる。また、ニッケル化合物が自己分解して析
出することを防止する目的で、上記めっき浴には安定化
剤として、微量の硝酸鉛、硝酸ビスマス、アンチモン
塩、イオウ化合物等を添加することができる。さらに、
上記めっき浴は、浴の安定性や析出速度等を考慮して、
ｐＨを６〜７の範囲に調整する。
【００１５】本発明のめっき皮膜の形成は、母材の被め
っき表面を上記めっき浴に一定時間浸漬することで形成
することができる。めっき浴の温度は、浴の安定性と析
出速度等を考慮して決められるが、例えば６０〜９５
℃、好ましくは７０〜９０℃の範囲とすることが適当で
ある。また、めっき浴への浸漬時間を調整することで、
めっき皮膜の膜厚みを適宜調整することができる。本発
明のめっき皮膜は、皮膜硬度や靱性、さらには、摺動特
性等を考慮すると、２〜５０μｍの範囲、好ましくは５
〜３０μｍの範囲とすることが適当である。尚、母材の
被めっき表面には、めっき皮膜との付着性を良好にする
目的で、めっき浴に浸漬する前に、通常のめっき工程で
行われる前処理を施すことが好ましい。そのような前処
理としては、例えば、溶剤又はアルカリ溶液を用いた脱
脂、亜鉛置換処理、酸浸漬処理等を挙げることができ
る。
っき表面を上記めっき浴に一定時間浸漬することで形成
することができる。めっき浴の温度は、浴の安定性と析
出速度等を考慮して決められるが、例えば６０〜９５
℃、好ましくは７０〜９０℃の範囲とすることが適当で
ある。また、めっき浴への浸漬時間を調整することで、
めっき皮膜の膜厚みを適宜調整することができる。本発
明のめっき皮膜は、皮膜硬度や靱性、さらには、摺動特
性等を考慮すると、２〜５０μｍの範囲、好ましくは５
〜３０μｍの範囲とすることが適当である。尚、母材の
被めっき表面には、めっき皮膜との付着性を良好にする
目的で、めっき浴に浸漬する前に、通常のめっき工程で
行われる前処理を施すことが好ましい。そのような前処
理としては、例えば、溶剤又はアルカリ溶液を用いた脱
脂、亜鉛置換処理、酸浸漬処理等を挙げることができ
る。
【００１６】上記の無電解めっきにより、所定量のリン
及びホウ素を含有するニッケルめっき皮膜を形成するこ
とができる。さらに、上記で得られたニッケルめっき皮
膜は、熱処理をすることにより、皮膜硬度を向上させる
ことができる。熱処理の条件は、皮膜に要求される硬度
と母材の耐熱性を考慮して決めることができる。熱処理
温度は、例えば１５０〜４００℃の範囲とすることがで
きる。１５０℃未満では皮膜硬度や密着性の向上効果が
不十分であり、４００℃を超えると皮膜硬度が逆に低下
する。好ましくは２００〜３５０℃の範囲である。ま
た、熱処理時間は、処理温度、皮膜に要求される硬度、
母材の耐熱性及び生産性等を考慮して決めることがで
き、通常３０〜１２０分間とすることが適当である。
及びホウ素を含有するニッケルめっき皮膜を形成するこ
とができる。さらに、上記で得られたニッケルめっき皮
膜は、熱処理をすることにより、皮膜硬度を向上させる
ことができる。熱処理の条件は、皮膜に要求される硬度
と母材の耐熱性を考慮して決めることができる。熱処理
温度は、例えば１５０〜４００℃の範囲とすることがで
きる。１５０℃未満では皮膜硬度や密着性の向上効果が
不十分であり、４００℃を超えると皮膜硬度が逆に低下
する。好ましくは２００〜３５０℃の範囲である。ま
た、熱処理時間は、処理温度、皮膜に要求される硬度、
母材の耐熱性及び生産性等を考慮して決めることがで
き、通常３０〜１２０分間とすることが適当である。
【００１７】熱処理の雰囲気は、空気、不活性ガス、還
元性のガス等を用いることができ、作業性及びコスト等
を考慮して適宜選択することができる。上記熱処理によ
り、上記めっき皮膜は徐々に結晶成長が進み、硬度が高
くなる。本発明の上記組成のめっき皮膜は、めっきした
状態で低い結晶性を有するために、従来のニッケルめっ
き皮膜に比べて比較的低温での熱処理で結晶化が進み、
高い硬度の皮膜を得ることができる。
元性のガス等を用いることができ、作業性及びコスト等
を考慮して適宜選択することができる。上記熱処理によ
り、上記めっき皮膜は徐々に結晶成長が進み、硬度が高
くなる。本発明の上記組成のめっき皮膜は、めっきした
状態で低い結晶性を有するために、従来のニッケルめっ
き皮膜に比べて比較的低温での熱処理で結晶化が進み、
高い硬度の皮膜を得ることができる。
【００１８】本発明のめっき皮膜を施す母材には特に制
限はない。例えば、鉄合金及びアルミニウム系合金製の
機械部品等を例示できる。但し、これらに限定されるも
のではなく、本発明のめっき皮膜の特性を利用し得るあ
らゆる物品を母材とすることができる。尚、鉄合金とし
ては、例えば高速度工具鋼、軸受鋼等を挙げることがで
きる。また、アルミニウム系合金としては、２０００
系、４０００系、５０００系、６０００系、７０００系
等のアルミニウム系合金及びＡＤＣ１０、ＡＤＣ１２、
ＡＤＣ１４、Ａ３９０等の高シリコン含有アルミニウム
合金等を挙げることができる。特に本発明のめっき皮膜
は、比較的低温での熱処理により、高い硬度の皮膜を形
成することが可能であることから、熱処理型アルミニウ
ム系合金を母材とする部品への適用に適している。
限はない。例えば、鉄合金及びアルミニウム系合金製の
機械部品等を例示できる。但し、これらに限定されるも
のではなく、本発明のめっき皮膜の特性を利用し得るあ
らゆる物品を母材とすることができる。尚、鉄合金とし
ては、例えば高速度工具鋼、軸受鋼等を挙げることがで
きる。また、アルミニウム系合金としては、２０００
系、４０００系、５０００系、６０００系、７０００系
等のアルミニウム系合金及びＡＤＣ１０、ＡＤＣ１２、
ＡＤＣ１４、Ａ３９０等の高シリコン含有アルミニウム
合金等を挙げることができる。特に本発明のめっき皮膜
は、比較的低温での熱処理により、高い硬度の皮膜を形
成することが可能であることから、熱処理型アルミニウ
ム系合金を母材とする部品への適用に適している。
【００１９】特に、本発明では、摺動部分を有する機械
部品であって、少なくとも前記摺動部分を前記めっき皮
膜で被覆した機械部品を提供できる。機械部品として
は、摺動部分を有するものであれば、特に制限はない。
摺動部分を有する機械部品としては、例えば、コンプレ
ッサや燃料噴射ポンプ等の摺動部品を挙げることができ
る。特に本発明の皮膜は、エアコン用コンプレッサの摺
動部品の表面処理材として有用である。
部品であって、少なくとも前記摺動部分を前記めっき皮
膜で被覆した機械部品を提供できる。機械部品として
は、摺動部分を有するものであれば、特に制限はない。
摺動部分を有する機械部品としては、例えば、コンプレ
ッサや燃料噴射ポンプ等の摺動部品を挙げることができ
る。特に本発明の皮膜は、エアコン用コンプレッサの摺
動部品の表面処理材として有用である。
【００２０】
【発明の効果】本発明のめっき皮膜は、衝撃強度が高く
（靱性が高い）、高硬度を有し、摺動特性が良好であ
り、高速で均一に形成できるという利点がある。特に、
めっき後に熱処理硬化型アルミニウム系合金の溶体化処
理後の焼き戻し温度付近又はそれ以下（２００℃）の熱
処理で母材硬度を低下させることなく、ＨＶ８００以上
の高硬度が得られる。さらに、高硬度を有することか
ら、高シリコン含有アルミニウム合金中の初晶シリコン
粒子に対する摩耗抵抗に優れる。また、低潤滑性流体中
での摺動特性が良好であり、潤滑性の低下が問題となる
ＨＦＣ１３４ａ共存雰囲気におけるアルミニウム系合金
との摺動特性が優れている。即ち、相手材との摩擦が小
さく、両材料の摩耗も少なく、さらに焼付き限界も高
い。
（靱性が高い）、高硬度を有し、摺動特性が良好であ
り、高速で均一に形成できるという利点がある。特に、
めっき後に熱処理硬化型アルミニウム系合金の溶体化処
理後の焼き戻し温度付近又はそれ以下（２００℃）の熱
処理で母材硬度を低下させることなく、ＨＶ８００以上
の高硬度が得られる。さらに、高硬度を有することか
ら、高シリコン含有アルミニウム合金中の初晶シリコン
粒子に対する摩耗抵抗に優れる。また、低潤滑性流体中
での摺動特性が良好であり、潤滑性の低下が問題となる
ＨＦＣ１３４ａ共存雰囲気におけるアルミニウム系合金
との摺動特性が優れている。即ち、相手材との摩擦が小
さく、両材料の摩耗も少なく、さらに焼付き限界も高
い。
【００２１】また、製造上の利点として、成膜速度が通
常２５μｍ／ｈ以上と高く、めっき浴の安定性も良好で
ある。さらに、本発明によれば、衝撃強度が高く（強靱
性である）、高い硬度を有し、摺動特性のような潤滑特
性に優れた表面を有する機械部品を提供することができ
る。
常２５μｍ／ｈ以上と高く、めっき浴の安定性も良好で
ある。さらに、本発明によれば、衝撃強度が高く（強靱
性である）、高い硬度を有し、摺動特性のような潤滑特
性に優れた表面を有する機械部品を提供することができ
る。
【００２２】
【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに説明す
る。
る。
【００２３】実施例１：Ｎｉ−Ｐ−Ｂのめっき皮膜の形
成 無電解めっき浴として、Ｓ−７９０液（商標：日本カニ
ゼン社製）を５倍に純水で希釈し、安定剤を微量添加
し、次にジメチルアミノホウ素を適量加えたものを用い
た。このめっき浴は、苛性ソーダでｐＨ６．２に調整し
た後、８０〜８２℃に加温した。この浴に高シリコンア
ルミニウム素材からなるベーン（４２×１７×４ｍｍ）
を投入する。尚、このベーンは、投入前に以下の前処理
を行った。
成 無電解めっき浴として、Ｓ−７９０液（商標：日本カニ
ゼン社製）を５倍に純水で希釈し、安定剤を微量添加
し、次にジメチルアミノホウ素を適量加えたものを用い
た。このめっき浴は、苛性ソーダでｐＨ６．２に調整し
た後、８０〜８２℃に加温した。この浴に高シリコンア
ルミニウム素材からなるベーン（４２×１７×４ｍｍ）
を投入する。尚、このベーンは、投入前に以下の前処理
を行った。
【００２４】脱脂：溶剤（メタクレン浸漬および蒸気
洗浄）５分 弱アルカリ脱脂４０℃、１分（炭酸ナトリウム２０ｇ
／リットル、トリポリリン酸ナトリウム２０ｇ／リット
ル 残水） 水洗 エッチング２０〜２５℃、３０秒（硝酸（６７．５
％）９部、弗酸（５０％）２部、水１部） 水洗 亜鉛置換処理２０〜２５℃、３０秒（苛性ソーダ１２
０ｇ／リットル、酸化亜鉛２０ｇ／リットル、塩化第二
鉄２ｇ／リットル、ロッシェル塩５０ｇ／リットル、硝
酸アンモン１ｇ／リットル） 酸浸漬（硝酸１０％）２０〜２５℃、１分 水洗 亜鉛置換処理（上記と同様） 以上のからを順次行った後、水洗し、次いで無電解
めっきを行った。
洗浄）５分 弱アルカリ脱脂４０℃、１分（炭酸ナトリウム２０ｇ
／リットル、トリポリリン酸ナトリウム２０ｇ／リット
ル 残水） 水洗 エッチング２０〜２５℃、３０秒（硝酸（６７．５
％）９部、弗酸（５０％）２部、水１部） 水洗 亜鉛置換処理２０〜２５℃、３０秒（苛性ソーダ１２
０ｇ／リットル、酸化亜鉛２０ｇ／リットル、塩化第二
鉄２ｇ／リットル、ロッシェル塩５０ｇ／リットル、硝
酸アンモン１ｇ／リットル） 酸浸漬（硝酸１０％）２０〜２５℃、１分 水洗 亜鉛置換処理（上記と同様） 以上のからを順次行った後、水洗し、次いで無電解
めっきを行った。
【００２５】上記無電解めっき浴に上記ベーンを約４０
分浸漬した後、水洗した。得られためっきの厚みは１６
μｍであった。次いで、めっきを施したベーンを電気炉
（大気中）で２００℃１時間熱処理した。形成されため
っき被膜の分析は、同時にめっき浴中に入れたＳＵＳ３
０４（１５×１０×３ｍｍ）上に付着させたものを用い
て行った。Ｎｉ：ジメチルグリオキシム分離−ＥＤＴＡ
滴定法、Ｐ：プラズマ発光分光（ＩＣＰ）法、Ｂ：プラ
ズマ発光分光（ＩＣＰ）法で成分分析を行った。その結
果、Ｎｉ：９８．２重量％、Ｐ：１．６７重量％、Ｂ：
０．１３重量％を得た。
分浸漬した後、水洗した。得られためっきの厚みは１６
μｍであった。次いで、めっきを施したベーンを電気炉
（大気中）で２００℃１時間熱処理した。形成されため
っき被膜の分析は、同時にめっき浴中に入れたＳＵＳ３
０４（１５×１０×３ｍｍ）上に付着させたものを用い
て行った。Ｎｉ：ジメチルグリオキシム分離−ＥＤＴＡ
滴定法、Ｐ：プラズマ発光分光（ＩＣＰ）法、Ｂ：プラ
ズマ発光分光（ＩＣＰ）法で成分分析を行った。その結
果、Ｎｉ：９８．２重量％、Ｐ：１．６７重量％、Ｂ：
０．１３重量％を得た。
【００２６】さらにめっき被膜はさらにＸ線回折（ＸＲ
Ｄ）により結晶相の同定を行った。図１に熱処理前のＸ
線回折パターンを示す。図２〜５に熱処理温度を１５０
℃、２００℃、３００℃及び４００℃（熱処理時間はい
ずれも１時間）としたときのＸ線回折パターンを示す。
図６に基材であるＳＵＳ３０４のＸ線回折パターンを示
す。その結果、図１〜５のいずれも類似したＸ線回折パ
ターンを呈した。即ち、いずれのパターンでもＮｉに起
因する２本の幅広い回折ピークが認められるのみであっ
た。したがって，Ｎｉ−Ｐ−Ｂの析出物の構成相はいず
れの熱処理においてもＸ線回折試験の結果からは、比較
的結晶性の低いＮｉであると判断出来る。
Ｄ）により結晶相の同定を行った。図１に熱処理前のＸ
線回折パターンを示す。図２〜５に熱処理温度を１５０
℃、２００℃、３００℃及び４００℃（熱処理時間はい
ずれも１時間）としたときのＸ線回折パターンを示す。
図６に基材であるＳＵＳ３０４のＸ線回折パターンを示
す。その結果、図１〜５のいずれも類似したＸ線回折パ
ターンを呈した。即ち、いずれのパターンでもＮｉに起
因する２本の幅広い回折ピークが認められるのみであっ
た。したがって，Ｎｉ−Ｐ−Ｂの析出物の構成相はいず
れの熱処理においてもＸ線回折試験の結果からは、比較
的結晶性の低いＮｉであると判断出来る。
【００２７】比較例１：Ｎｉ−Ｐ８％：熱処理２００
℃、１時間 無電解ニッケルめっき浴として：純水で５倍に希釈した
ＳＫ−１００液（商標：日本カニゼン社製）を用いた。
ｐＨを４．５に調整した後、上記めっき浴を９０℃に加
温した。この浴に実施例１で用いたと同じ高シリコンア
ルミニウム素材からなるベーン（４２×１７×４ｍｍ）
を、実施例１と同様の前処理を行った後に投入した。約
１時間、浴に浸漬して、めっき厚み１６μｍを付着させ
た後、水洗し、電気炉（大気中）で熱処理２００℃１時
間を行った。
℃、１時間 無電解ニッケルめっき浴として：純水で５倍に希釈した
ＳＫ−１００液（商標：日本カニゼン社製）を用いた。
ｐＨを４．５に調整した後、上記めっき浴を９０℃に加
温した。この浴に実施例１で用いたと同じ高シリコンア
ルミニウム素材からなるベーン（４２×１７×４ｍｍ）
を、実施例１と同様の前処理を行った後に投入した。約
１時間、浴に浸漬して、めっき厚み１６μｍを付着させ
た後、水洗し、電気炉（大気中）で熱処理２００℃１時
間を行った。
【００２８】比較例２：Ｎｉ−Ｐ８％：熱処理３２０
℃、１時間 比較例１と同様の方法で被膜形成を行い、めっき後に３
２０℃で１時間熱処理を行った。 比較例３：Ｎｉ−Ｐ２％：熱処理２００℃、１時間 無電解ニッケルめっき浴として、純水で５倍に希釈した
Ｓ−７９０液（商標：日本カニゼン社製）を用いた。ｐ
Ｈ５．８に調整した後、浴の温度を９０℃に加温した。
この浴に実施例１で用いたと同じ高シリコンアルミニウ
ム素材からなるベーン（４２×１７×４ｍｍ）を実施例
１と同様の前処理を行った後に投入した。約１時間浴に
浸漬してめっき厚み１６μｍを付着させた後、電気炉
（大気中）で２００℃１時間熱処理を行った。
℃、１時間 比較例１と同様の方法で被膜形成を行い、めっき後に３
２０℃で１時間熱処理を行った。 比較例３：Ｎｉ−Ｐ２％：熱処理２００℃、１時間 無電解ニッケルめっき浴として、純水で５倍に希釈した
Ｓ−７９０液（商標：日本カニゼン社製）を用いた。ｐ
Ｈ５．８に調整した後、浴の温度を９０℃に加温した。
この浴に実施例１で用いたと同じ高シリコンアルミニウ
ム素材からなるベーン（４２×１７×４ｍｍ）を実施例
１と同様の前処理を行った後に投入した。約１時間浴に
浸漬してめっき厚み１６μｍを付着させた後、電気炉
（大気中）で２００℃１時間熱処理を行った。
【００２９】比較例４：Ｎｉ−Ｐ２％：熱処理２５０
℃、１時間 比較例３と同様の方法で被膜形成を行い、めっき後に２
５０℃で１時間熱処理を行った。
℃、１時間 比較例３と同様の方法で被膜形成を行い、めっき後に２
５０℃で１時間熱処理を行った。
【００３０】比較例５：Ｎｉ−Ｂ０．５％：熱処理２０
０℃、１時間 無電解ニッケルめっき浴として、純水で５倍に希釈した
ＳＢ−５５液（商標：日本カニゼン社製）を用いた。ｐ
Ｈ６．０に調整した後、浴を６０℃に加熱した。この浴
に実施例１で用いたと同じ高シリコンアルミニウム素材
からなるベーン（４２×１７×４ｍｍ）を実施例１と同
様の前処理を行った後に投入した。約１時間浴に浸漬し
てめっき厚み１６μｍを付着させた後水洗し、電気炉
（大気中）中、２００℃で１時間熱処理を行った。
０℃、１時間 無電解ニッケルめっき浴として、純水で５倍に希釈した
ＳＢ−５５液（商標：日本カニゼン社製）を用いた。ｐ
Ｈ６．０に調整した後、浴を６０℃に加熱した。この浴
に実施例１で用いたと同じ高シリコンアルミニウム素材
からなるベーン（４２×１７×４ｍｍ）を実施例１と同
様の前処理を行った後に投入した。約１時間浴に浸漬し
てめっき厚み１６μｍを付着させた後水洗し、電気炉
（大気中）中、２００℃で１時間熱処理を行った。
【００３１】比較例６：Ｎｉ−Ｂ０．５％：熱処理３２
０℃、１時間 比較例５と同様な方法で被膜形成を行い、めっき後に３
２０℃で１時間熱処理行った。
０℃、１時間 比較例５と同様な方法で被膜形成を行い、めっき後に３
２０℃で１時間熱処理行った。
【００３２】試験例１：皮膜硬度 実施例１及び比較例１〜６で得られたサンプルの皮膜硬
度をマイクロビッカース硬度計（試験荷重２５ｇｆ）に
より求めた。結果を表１に示す。
度をマイクロビッカース硬度計（試験荷重２５ｇｆ）に
より求めた。結果を表１に示す。
【００３３】
【表１】
【００３４】表１に示す結果から、本発明のめっき皮膜
は、母材硬度に影響を与えない条件である２００℃１時
間の熱処理で、ＨＶ硬度が８００を超える事が分かる。
それに対して、比較例１〜６では、皮膜のＨＶ硬度が８
００を超えるためには、母材硬度に影響を与える熱処理
が必要であり、また、母材硬度に影響を与えない処理条
件では、ＨＶ硬度が８００を超える皮膜は得られないこ
とが分かる。
は、母材硬度に影響を与えない条件である２００℃１時
間の熱処理で、ＨＶ硬度が８００を超える事が分かる。
それに対して、比較例１〜６では、皮膜のＨＶ硬度が８
００を超えるためには、母材硬度に影響を与える熱処理
が必要であり、また、母材硬度に影響を与えない処理条
件では、ＨＶ硬度が８００を超える皮膜は得られないこ
とが分かる。
【００３５】試験例２：靱性（スクラッチ試験） 実施例１、比較例１〜３、５及び６の各サンプルについ
て、皮膜表面にダイヤモンドコーンを押し当てて連続的
に荷重を増加させながら掃引して、皮膜破壊により発生
しるＡＥ（アコースティックエミッション）を検出する
と共に、試験後の皮膜クラック発生開始位置よりクラッ
ク発生荷重を検知した。クラック発生荷重が高く、ＡＥ
発生がないかまたは少ない皮膜が靱性に優れた皮膜であ
る。結果を表２に示す。
て、皮膜表面にダイヤモンドコーンを押し当てて連続的
に荷重を増加させながら掃引して、皮膜破壊により発生
しるＡＥ（アコースティックエミッション）を検出する
と共に、試験後の皮膜クラック発生開始位置よりクラッ
ク発生荷重を検知した。クラック発生荷重が高く、ＡＥ
発生がないかまたは少ない皮膜が靱性に優れた皮膜であ
る。結果を表２に示す。
【００３６】
【表２】
【００３７】試験例３：摺動特性 実施例１、比較例２〜４及び６の各サンプルについて、
本発明のめっき皮膜の主用途の１つである主要部材オー
ルアルミニウム軽量コンプレッサの摺動部材を想定した
摩擦摩耗試験を行った。 円筒端面のスラスト滑りモード試験 回転試験片：高Ｓｉアルミニウム合金母材に各種めっき
皮膜を形成後、熱処理した実施例又は比較例のサンプル 固定試験片：高Ｓｉアルミニウム合金母材 試験雰囲気：耐圧３ＭＰａの圧力容器中でＰＡＧ系冷凍
機油中に代替冷媒である非塩素系フロンＨＦＣ１３４ａ
を共存させた液中に浸漬 試験方法： 摩擦、焼き付き試験：段階的に面圧を増加させ、摩擦
係数の推移と焼き付き限界を知る。 摩耗試験：一定面圧（１５ＭＰａ）で３時間試験後の
摩耗量を求める。 結果を表３に示す。
本発明のめっき皮膜の主用途の１つである主要部材オー
ルアルミニウム軽量コンプレッサの摺動部材を想定した
摩擦摩耗試験を行った。 円筒端面のスラスト滑りモード試験 回転試験片：高Ｓｉアルミニウム合金母材に各種めっき
皮膜を形成後、熱処理した実施例又は比較例のサンプル 固定試験片：高Ｓｉアルミニウム合金母材 試験雰囲気：耐圧３ＭＰａの圧力容器中でＰＡＧ系冷凍
機油中に代替冷媒である非塩素系フロンＨＦＣ１３４ａ
を共存させた液中に浸漬 試験方法： 摩擦、焼き付き試験：段階的に面圧を増加させ、摩擦
係数の推移と焼き付き限界を知る。 摩耗試験：一定面圧（１５ＭＰａ）で３時間試験後の
摩耗量を求める。 結果を表３に示す。
【００３８】
【表３】
【００３９】試験例４：実機耐久試験 実施例１、比較例１〜６の各サンプルについて、高速高
負荷連続運転耐久性試験をエアコン用コンプレッサを用
いて行った。結果を表４に示す。
負荷連続運転耐久性試験をエアコン用コンプレッサを用
いて行った。結果を表４に示す。
【００４０】
【表４】
【図１】 本発明のめっき皮膜（熱処理前）のＸ線回折
パターン。
パターン。
【図２】 本発明のめっき皮膜（熱処理１５０℃）のＸ
線回折パターン。
線回折パターン。
【図３】 本発明のめっき皮膜（熱処理２００℃）のＸ
線回折パターン。
線回折パターン。
【図４】 本発明のめっき皮膜（熱処理３００℃）のＸ
線回折パターン。
線回折パターン。
【図５】 本発明のめっき皮膜（熱処理４００℃）のＸ
線回折パターン。
線回折パターン。
【図６】 基材のＸ線回折パターン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 仙波 忠雄 東京都江東区枝川３−11−10 日本カニゼ ン株式会社東京工場内 (72)発明者 長谷川 隆夫 埼玉県東松山市箭弓町３−13−26 株式会 社ゼクセル東松山工場内 (72)発明者 村山 俊博 埼玉県東松山市箭弓町３−13−26 株式会 社ゼクセル東松山工場内 (72)発明者 高橋 知靖 埼玉県東松山市箭弓町３−13−26 株式会 社ゼクセル東松山工場内 (72)発明者 藤井 一隆 埼玉県東松山市箭弓町３−13−26 株式会 社ゼクセル東松山工場内
Claims (5)
- 【請求項１】 リンを０．５〜３．０重量％、ホウ素を
０．０５〜２．０重量％含有することを特徴とするニッ
ケル無電解めっき皮膜。 - 【請求項２】 リンを０．５〜３．０重量％、ホウ素を
０．０５〜２．０重量％含有するニッケル無電解めっき
皮膜を熱処理したことを特徴とする皮膜。 - 【請求項３】 摺動部分を有する機械部品であって、少
なくとも前記摺動部分を請求項１又は２記載の皮膜で被
覆した機械部品。 - 【請求項４】 摺動部分を有する機械部品がコンプレッ
サー又は燃料噴射ポンプの摺動部品である請求項３記載
の機械部品。 - 【請求項５】 摺動部分を有する機械部品がアルミニウ
ム合金製である請求項３又は４記載の機械部品。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6294459A JP3027515B2 (ja) | 1994-11-29 | 1994-11-29 | Ｎｉ−Ｐ−Ｂ系無電解めっき皮膜及びこの皮膜を用いた機械部品 |
| KR1019950040837A KR100357234B1 (ko) | 1994-11-29 | 1995-11-11 | Ni-p-b계무전해도금피막및이피막을사용한기계부품 |
| US08/564,735 US5897965A (en) | 1994-11-29 | 1995-11-29 | Electrolessly plated nickel/phosphorus/boron system coatings and machine parts utilizing the coatings |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6294459A JP3027515B2 (ja) | 1994-11-29 | 1994-11-29 | Ｎｉ−Ｐ−Ｂ系無電解めっき皮膜及びこの皮膜を用いた機械部品 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08158058A true JPH08158058A (ja) | 1996-06-18 |
| JP3027515B2 JP3027515B2 (ja) | 2000-04-04 |
Family
ID=17808062
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6294459A Expired - Lifetime JP3027515B2 (ja) | 1994-11-29 | 1994-11-29 | Ｎｉ−Ｐ−Ｂ系無電解めっき皮膜及びこの皮膜を用いた機械部品 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5897965A (ja) |
| JP (1) | JP3027515B2 (ja) |
| KR (1) | KR100357234B1 (ja) |
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| EP3460096A1 (en) | 2017-09-25 | 2019-03-27 | Valeo Japan Co., Ltd | Sliding member for compressor |
| EP3460095A1 (en) | 2017-09-25 | 2019-03-27 | Kabushiki Kaisha Riken | Sliding member |
Families Citing this family (15)
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