JPH08158097A - 分散メッキ皮膜 - Google Patents

分散メッキ皮膜

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JPH08158097A
JPH08158097A JP29422194A JP29422194A JPH08158097A JP H08158097 A JPH08158097 A JP H08158097A JP 29422194 A JP29422194 A JP 29422194A JP 29422194 A JP29422194 A JP 29422194A JP H08158097 A JPH08158097 A JP H08158097A
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JP
Japan
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particles
sic
hardness
plating film
particle
Prior art date
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Pending
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JP29422194A
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English (en)
Inventor
Hitoshi Muramatsu
仁 村松
Eiji Matsumoto
栄治 松本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suzuki Motor Corp
Original Assignee
Suzuki Motor Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 皮膜硬度を適度に低下させ、相手部品の摩耗
及び摩滅を防止し、さらに広範囲にわたって硬度の調製
を行うことができるようにした分散メッキ皮膜を提供す
る。 【構成】 Niメッキ皮膜又はNi―Pメッキ皮膜中に
Ni粒子を共析させることとした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、分散メッキ皮膜に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来より、図5に示すようなNiメッキ
皮膜又はNi―Pメッキ皮膜が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このようなNiメッキ
皮膜又はNi―Pメッキ皮膜は、一般的に硬度が高く、
摺動時に相手部材を摩滅させてしまうおそれがあった。
また、この欠点を解消するために硬度を調製しようとし
ても、その調製範囲が限られており、要請に応えること
ができなかった。この事情は、硬度上昇のためにSiC
を共析させた場合(図6)でも同様であった。なお、図
5、6において各々51、61は母材、52、62はメ
ッキ皮膜であり、図6において63はSiC粒子であ
る。
【0004】このため、摺動時に相手部材を摩滅させて
しまうおそれがないメッキ皮膜が望まれていた。したが
って、本発明の目的は、皮膜硬度を適度に低下させ、相
手部品の摩耗及び摩滅を防止し、さらに広範囲にわたっ
て硬度の調製を行うことができるようにした分散メッキ
皮膜を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1記載の発明は、分散メッキ皮膜であって、
Niメッキ皮膜又はNi―Pメッキ皮膜中にNi粒子を
共析させてなることを特徴とする。請求項2記載の発明
は、分散メッキ皮膜であって、Niメッキ皮膜又はNi
―Pメッキ皮膜中にSiC粒子及びNi粒子を共析させ
てなることを特徴とする。
【0006】本発明の分散メッキ皮膜の適用の対象とな
る部品は、シリンダ内壁とピストンリングの組み合わせ
等の摺動部を有する機械部品である。本発明による分散
メッキ皮膜は、低硬度皮膜となるためある程度摩耗する
ことが予想される。そこで、交換可能な部品側に施すこ
とが好ましい。例えば、高硬度皮膜(Ni―P―SiC
メッキ皮膜)をシリンダ内壁に施した場合、ピストンリ
ング外周に本発明の分散メッキ皮膜(Ni―P―SiC
―Ni粒子皮膜)を施すといったことが好ましい。
【0007】本発明は、Niメッキ皮膜又はNi―Pメ
ッキ皮膜中にNi粒子又はNi粒子とSiC粒子とを共
析させている。すなわち、Niマトリックス又はNi―
Pマトリックス中にNi粒子又はNi粒子とSiC粒子
とを共析させている。メッキ皮膜の厚さは、用途に応じ
て適宜選択される。共析させるNi粒子の粒径は、0.
5〜5μmの範囲が好適であり、純度は90%以上が好
ましい。また、共析させる割合は、面積率0〜30%の
範囲で適宜選択することができ、これによって、例えば
面積率0〜20%のような分散メッキ皮膜で、Hv 44
0〜610の硬度範囲で硬度を調製することができる。
SiC粒子を共析させる場合、粒径は、1〜10μmの
範囲が好適であり、純度は90%以上が好ましい。ま
た、共析させる割合は、面積率0〜30%の範囲で適宜
選択することができる。SiC粒子を共析させる場合、
Ni粒子との割合は、Ni/SiC=0〜10の範囲が
好ましい。SiC粒子を共析させる場合、Hv 500〜
670の範囲で硬度を調製することができる。従来、H
v 610〜670の範囲であり、大幅に調製できる範囲
が広がる。一般に分散メッキに使用される粒径は0.0
1〜10μmである。0.1μm以下では粒子はコロイ
ド状であり、粒子のブラウン運動によって比較的安定に
懸濁状態で保たれる。しかし、0.1μm以上ではブラ
ウン運動よりも粒子に働く重力がより支配的となる。こ
のため安定性の高い懸濁状態すなわち粒子の沈降ないし
浮速度の極めて遅い懸濁液をつくるためには用いる粒子
は小さい程よい。しかし、粒子の径はそれ程小さくする
ことができない場合が多く、またあまり小さいと皮膜硬
度に与える効果が小さくなる。粒径の大きな粒子を均一
に懸濁させるにはメッキ浴の攪拌が必要であり、特に比
重の大きい物質では攪拌が不可欠となる。Ni粒子とS
iC粒子を同一のメッキ液中に均一に懸濁させる場合、
Niの比重(dNi=8.85)はSiCの比重(dSi
3.12)に比べ約2.8倍と重いので、Ni粒子はS
iC粒径の1/3〜1/2の小さいものを使用すると良
い。以上より、Ni粒径0.5〜5μm、SiC粒径1
〜10μmの範囲のものが分散メッキとして好適であ
り。本願実施例では主にNi粒子1〜3μm、SiC粒
径3〜5μmのものを使用した。
【0008】本発明の分散メッキ皮膜を得るためには、
例えばスルファミン酸ニッケル等のメッキ浴中(Ni―
Pマトリックスを採用する場合は、リン酸、亜リン酸イ
オン等を含む。)にNi粒子(又はNi粒子とSiC粒
子と)を添加し、陰極側に被メッキ体を設置し、陽極側
に溶解性のニッケル金属等の電極金属を設置し、適宜温
度、電流密度等の他の諸条件を設定してメッキ操作を行
う。
【0009】なお、被メッキ体に対し、公知のアルカリ
エッチング等の前処理を行うことが好適である。例え
ば、A5052材(アルミ合金の一種)の場合、2分程
度のアルカリエッチング→水洗い→混酸処理(30秒程
度)→水洗い→亜鉛置換操作(30秒程度)→水洗い→
硝酸処理(15秒程度)→亜鉛置換操作(30秒程度)
の順に行う。また、例えばSPCC材(冷間圧延鋼板)
の場合、硫酸処理(1分程度)→水洗い→硫酸処理(1
分程度)の順に行う。こららの前処理操作によって、母
材の表面が活性化し、メッキ皮膜が好適に定着する。
【0010】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例につ
き説明する。図1は、本発明の分散メッキ皮膜のうち、
Niメッキ皮膜又はNi―Pメッキ皮膜に関する実施例
を示す。図1において、1はNi分散メッキ皮膜、又は
Ni―P分散メッキ皮膜、2は母材、3はNi粒子であ
る。図示のように、分散メッキ皮膜1の中にNi粒子3
が分散している。このように、硬度の低いNi粒子をN
iマトリックス中に分散させているので皮膜の硬度を低
下させることができる。この結果相手部品の摩耗・摩滅
を防止することができる。また、Ni粒子は、Ni分散
メッキ皮膜と熱膨張率がほぼ等しい。このため、加熱下
であっても、Niマトリックス中においてNi粒子の密
着性が低下することがなく、熱衝撃に対し高い強度特性
を備える。
【0011】次いで、図2は、本発明の分散メッキ皮膜
のうち、Ni―SiCメッキ皮膜又はNi―P―SiC
メッキ皮膜に関する実施例を示す。図2において、図1
と同一要素については同一の参照番号を付している。4
は、SiC粒子である。図示のように、分散メッキ皮膜
1の中にNi粒子3及びSiC粒子4が分散している。
このように、SiC粒子に加えて硬度の低いNi粒子を
Niマトリックス中に分散させているので皮膜の硬度を
低下させることができる。この結果相手部品の摩耗・摩
滅を防止することができる。しかも、SiC粒子の存在
により、分散メッキ皮膜自身の耐摩耗性はある程度保持
することができる。また、Ni粒子は、Ni分散メッキ
皮膜と熱膨張率がほぼ等しい。このため、加熱下であっ
ても、Niマトリックス中においてNi粒子の密着性が
低下することがなく、熱衝撃に対し高い強度特性を備え
る。
【0012】試験例1 以下の組成のメッキ浴を用いて、本発明にかかるNi―
P―Ni粒子分散メッキ皮膜を得た。これは、図1の実
施例に対応する試験例である。 メッキ浴組成 スルファミル酸ニッケル 450 [g/l、以下同単位] 塩化ニッケル 10 ホウ酸 40 次亜リン酸 2 サッカリンナトリウム 3 Ni粒子 0〜150g/lの間で変化させた。 面積率に換算して0から20%の間である。 Ni粒子の粒径は、1〜3μmのものを用い た。 陰極側に被メッキ体〔テストピース(70×80×1.
t mm)〕を設置し、陽極側に溶解性のニッケル電極を
設置し、液温を50〜60℃に保ち、電流密度を20A
/dm2 とし、他は通常条件に設定してメッキ操作を行
った。なお、テストピースは、A5052材を採用し、
前処理として、2分間のアルカリエッチング→水洗い→
混酸処理(30秒)→水洗い→亜鉛置換操作(30秒)
→水洗い→硝酸処理(15秒)→亜鉛置換操作(30
秒)の順に行った。
【0013】図3に示すように、メッキマトリックスで
あるリン化ニッケルの硬度はHv610であり、これに
Ni粒子を共析させると硬度が低下した。Ni粒子の共
析量を多くすると硬度がより低下して行く傾向にある。
したがって、Ni粒子の共析量を変化させることによ
り、広範囲にわたって硬度を調製することができること
が了解される。
【0014】試験例2 以下の組成のメッキ浴を用いて、本発明にかかるNi―
P―SiC―Ni粒子分散メッキ皮膜を得た。これは、
図2の実施例に対応する試験例である。 メッキ浴組成 スルファミル酸ニッケル 450 [g/l、以下同単位] 塩化ニッケル 10 ホウ酸 40 次亜リン酸 2 サッカリンナトリウム 3 Ni粒子 0〜150g/lの間で変化させた。 面積率に換算して0から20%の間である。 Ni粒子の粒径は、1〜3μmのものを用い た。SiC粒子約3重量%の範囲で加えた。 なお、この浴組成において0〜90g/lの 範囲で変化させることができる(ただし、0 の場合は試験例1となる。)。 陰極側に被メッキ体〔テストピース(70×80×1.
t mm)〕を設置し、陽極側に溶解性のニッケル電極を
設置し、液温を50〜60℃に保ち、電流密度を20A
/dm2 とし、他は通常条件に設定してメッキ操作を行
った。なお、テストピースは、A5052材を採用し、
前処理として、2分間のアルカリエッチング→水洗い→
混酸処理(30秒)→水洗い→亜鉛置換操作(30秒)
→水洗い→硝酸処理(15秒)→亜鉛置換操作(30
秒)の順に行った。
【0015】試験例1について示したように、メッキマ
トリックスであるリン化ニッケルの硬度はHv 610で
あり、これに約3重量%のSiC粒子を共析させると硬
度はHv 670に上昇する。従来技術では、Hv 610
〜670の範囲でしか硬度の調製を行うことができなか
った。しかし、Ni粒子を共析させると硬度が低下し、
Ni粒子の共析量を多くすると硬度がより低下して行く
傾向にある。したがって、Ni粒子の共析量を変化させ
ることにより、広範囲にわたって硬度を調製することが
できることが了解される。面積率約20%の時に硬度H
v 500まで皮膜硬度を低下させることができる。これ
により、SiC粒子を共析させる場合、Hv 500〜6
70の範囲で硬度を調製することができる。
【0016】
【発明の効果】以上の説明から明かなように、本発明に
よれば、皮膜硬度を適度に低下させ、相手部品の摩耗及
び摩滅を防止し、さらに広範囲にわたって硬度の調製を
行うことができるようにした分散メッキ皮膜を提供する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかるNi―P―Ni粒子分散メッキ
皮膜の実施例を説明する模式図である。
【図2】本発明にかかるNi―P―SiC―Ni粒子分
散メッキ皮膜の実施例を説明する模式図である。
【図3】本発明にかかるNi―P―Ni粒子分散メッキ
皮膜の特性を説明するため、ニッケル粒子の面積率とビ
ッカース硬度との関係を示すグラフである。
【図4】本発明にかかるNi―P―SiC―Ni粒子分
散メッキ皮膜の特性を説明するため、ニッケル粒子の面
積率とビッカース硬度との関係を示すグラフである。
【図5】従来のNi(あるいはNi―P)メッキ皮膜を
説明する模式図である。
【図6】従来のNi(あるいはNi―P)―SiC粒子
分散メッキ皮膜を説明する模式図である。
【符号の説明】
1 分散メッキ皮膜 2 母材 3 Ni粒子 4 SiC粒子 51 母材 52 メッキ皮膜 61 母材 62 メッキ皮膜 63 SiC粒子

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Niメッキ皮膜又はNi―Pメッキ皮膜
    中にNi粒子を共析させてなることを特徴とする分散メ
    ッキ皮膜。
  2. 【請求項2】 Niメッキ皮膜又はNi―Pメッキ皮膜
    中にSiC粒子及びNi粒子を共析させてなることを特
    徴とする分散メッキ皮膜。
JP29422194A 1994-11-29 1994-11-29 分散メッキ皮膜 Pending JPH08158097A (ja)

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