JPH09111491A - 電気ニッケルめっき方法 - Google Patents

電気ニッケルめっき方法

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JPH09111491A
JPH09111491A JP27242995A JP27242995A JPH09111491A JP H09111491 A JPH09111491 A JP H09111491A JP 27242995 A JP27242995 A JP 27242995A JP 27242995 A JP27242995 A JP 27242995A JP H09111491 A JPH09111491 A JP H09111491A
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JP
Japan
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plating
nickel
nickel plating
alloy
electrolytic solution
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JP27242995A
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Inventor
Chitoshi Nojima
千利 野島
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JFE Engineering Corp
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NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 安価な硫酸塩系の支持電解質で、ホウ酸を用
いることなく良好なニッケルめっきを得ることができる
電気めっき方法を提供する。 【解決手段】 鋼板を陰極としてNi2+イオン濃度0.
8〜1.7モル/lを含みかつホウ酸が無添加の硫酸塩
系の支持電解質からなるpH2.0以下の電解液中で電
気ニッケルめっきを施す。またはこのニッケルめっきを
施した後、さらに合金電気めっきを施す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は電気ニッケルめっ
き方法、より具体的には安価な電解液を用いて電気ニッ
ケルめっきをすることが可能な電気めっき方法およびこ
の方法によるニッケルめっきを下地めっきとする合金電
気めっき方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ニッケルめっきは各種用途に広く用いら
れている。工業的方法における電解ニッケルめっき浴と
して、ワット浴、光沢めっき浴、塩化浴、スルファミン
酸浴、塩化アンモン浴などが知られている。これらのめ
っき浴は、いずれもCl- イオンを含む塩化物系の電解
液からなっている。
【0003】近年、亜鉛−鉄あるいは亜鉛−ニッケル等
の合金電気めっきを施した鋼板が防錆対策上の見地から
主に自動車の各種部品に広範囲にかつ大量に使用される
ようになってきた。この種の合金めっき鋼板は、塗装後
の衝撃変形によりめっき皮膜が剥離しやすいという欠点
を有している。特開昭60−128286号公報、特開
昭61−6295号公報等に記載されているように、下
地めっきとしてニッケルめっきを施した後、亜鉛−鉄等
の合金めっきを施すことにより前記の問題点が改善され
ること知られている。これらの公報に記載される下地め
っきのニッケルめっき方法はホウ酸を含み、硫酸ニッケ
ル及び塩化ニッケルを含む電解液によるめっき方法であ
る。
【0004】これらの塩化物系の電解液を用いるニッケ
ルめっき方法は、電解電流密度の制約、金属系装置材料
の腐食、陽極として可溶性陽極を用いねばならない等の
問題点がある。また、ニッケルの析出速度が遅いという
問題点もある。
【0005】これらの問題点を改善する技術として、特
公平4−25356号公報に記載される技術がある。特
公平4−25356号公報には、鋼板を陰極として予め
Ni 2+イオン濃度0.8〜1.7モル/l、ホウ酸5〜
80g/lを含みかつ塩化物を除いた硫酸塩系の支持電
解質からなるpH1.3〜1.8の電解液中で、20〜
50A/dm2 の電流密度で0.01〜10秒の電解ニ
ッケルめっきを行った後、当該鋼板に金属間化合物系の
電気めっきを行う方法が記載されている。この方法は、
ホウ酸を含む非塩化物系のニッケルめっき液を用いて高
速ニッケルめっきを可能としたものであり、工業的な見
地から高生産性のニッケルめっき方法を提供した点で意
味がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】前記技術においては、
ホウ酸が無添加の場合、電流効率が殆ど0%であり、ま
ためっき外観も劣ると記載されており、ホウ酸はニッケ
ルの析出状態、均一性等を安定化させて、良好な外観、
良好な電流効率を得るために不可欠な添加物である。し
かし、この技術はホウ酸を含むため以下に述べるような
問題点がある。
【0007】(1)ホウ酸は支持電解質である硫酸塩に比
べて高価であり、めっき液が高価になる。
【0008】(2)合金めっきの下地めっきとして用いた
場合、鋼板表面に付着したホウ酸がその後で施される合
金めっき浴に持ち込まれることにより合金めっきの品質
上の問題が発生する場合がある。そのためにニッケルめ
っき後、合金めっきの前にホウ酸を鋼板表面から除去す
るための水洗設備等の設備が必要になる。
【0009】本発明は上記の問題点を鑑みて、安価な硫
酸塩系の支持電解質で、ホウ酸を用いることなく良好な
ニッケルめっきを得ることができるめっき方法を提供す
ることを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明者等は硫酸塩系の
支持電解質でホウ酸を用いることなく良好なめっきを施
すことができるめっき浴について鋭意検討した結果、電
流効率、めっき外観がめっき浴のpHに大きく依存し、
pHが低下すると電流効率、外観が大幅に改善される領
域が存在すること、およびめっき浴中の鉄イオン濃度に
より前記の電流効率が影響を受けることを新規に知見し
た。本発明はこの知見に基づいてなされたものであり、
その特徴とする構成は以下のとおりである。
【0011】(1)鋼板を陰極としてNi2+イオン濃度
0.8〜1.7モル/lを含みかつホウ酸が無添加の硫
酸塩系の支持電解質からなるpH2.0以下の電解液中
で電気ニッケルめっきを施すこと。
【0012】(2)上記(1)のめっき方法において、
電解液中の鉄イオン濃度が1.0g/l以下であるこ
と。
【0013】(3)上記(1)または(2)の電気ニッ
ケルめっき方法を施した後、その上に合金電気めっきを
施すこと。
【0014】(4)上記(3)の合金めっきを施した
後、電解液で浸漬処理を施すこと。
【0015】以下、本発明について詳述する。本発明の
ニッケルめっき方法に用いる電解液の支持電解質は、基
本的に硫酸塩系の支持電解質からなり、塩化物系の支持
電解質の添加がない。従って、高電流密度めっきが可能
であり、装置材料の腐食、陽極材料の制約等の問題点が
ない。また、この電解液はホウ酸を含まないので、安価
である。
【0016】本発明のニッケルめっき方法は、この電解
液を用いて、pHを特定の範囲にすることにより良好な
電流効率、めっき外観を得ることができる点に大きな特
徴がある。
【0017】良好な電流効率、めっき外観を得るには、
pHを2.0以下とする必要がある。
【0018】表1に、ホウ酸を含まない電解液によりニ
ッケルめっきした場合のpHと電流効率との関係を示
す。電解液の組成は、NiSO4 ・6H2 O(硫酸ニッ
ケル)が350g/l(Ni2+イオン濃度が1.3モル
/l)、Na2 SO4 (硫酸ソーダ)が60g/lであ
る。この電解液を用いて、鋼板表面に液温度50℃、電
流密度30A/dm2 、めっき液の流速1.0m/sの
条件で100mg/m2のニッケルめっきを施した。電
流効率は実際に鋼板に付着したニッケル量の理論めっき
付着量に対する比率である。
【0019】pHが2.2以上では、電流効率は極めて
低い。しかし、pHが2.2を下回るようになると電流
効率が増加し始め、pHが2.0以下の領域で良好な電
流効率を得ることができる。pHが1.3〜1.8の範
囲にある場合はより優れた電流効率を得ることができ
る。なお、pHの低下により、電流効率が大きく改善さ
れる理由については、必ずしも明確ではない。
【0020】
【表1】
【0021】本発明ではニッケルめっきの電解液のNi
2+イオン濃度は0.8〜1.7モル/lとする必要があ
る。0.8モル/l未満では、電流効率が低下し、ま
た、1.7モル/lを超えるとニッケル塩の析出が生じ
やすいためである。
【0022】本発明のニッケルめっきの電解液は、Ni
SO4 を基本成分とするが、NiSO4 に加えて、Cl
- イオンを含まない電導補助剤、例えばNa2 SO4
を含むことができる。また、必要に応じてpH緩衝剤、
例えば酢酸ソーダ等を含むことができる。
【0023】本発明のニッケルめっきの電解液中の鉄イ
オン濃度は1.0g/l以下に制限することにより、電
流効率がより向上する。鉄イオン濃度の低下により、鉄
とニッケルの電着の競合が防止されることにより、電流
効率が向上したと考えられる。
【0024】本発明のニッケルめっき方法は、鋼板上に
ニッケルめっき層を形成する方法として有用である。ま
た、合金めっきの下地めっきの形成方法としても有用で
ある。ここでいう合金めっきとは亜鉛−鉄合金あるいは
亜鉛−ニッケル合金等の亜鉛系合金めっきを意味する。
本発明のニッケルめっきを施した後、前記の合金めっき
を施した場合、塗装後の合金めっき層の密着性、特に衝
撃密着性を向上することができる。また、本発明のニッ
ケルめっきを施した後、前記合金めっきを施し更に電解
液で浸漬処理をすることによりめっき外観を向上させる
ことができる。
【0025】
【実施例1】基本液の組成が、NiSO4 ・6H2 O:
350g/l(Ni2+イオン濃度は1.3モル/l)、
Na2 SO4 :60g/lの電解液を準備した。この電
解液について、液中の鉄イオン濃度およびpHを種々変
えて、鋼板にニッケルめっきを行い、電流効率およびめ
っき外観を調査した。
【0026】電流効率は実際に鋼板に付着したニッケル
量を理論めっき付着量で除して求めた。めっき外観は、
目視により、均一なめっき外観のものを「○」、軽微な
ムラのめっき外観のものを「△」、酷いムラのめっき外
観のものを「×」とした。電解条件および得られた結果
を表2に示す。
【0027】
【表2】
【0028】pHが2.0以下の本発明例No.1〜N
o.5、No.8〜No.11は、いずれも電流効率が
良好である。また、pHが本発明の範囲2.0を超える
比較例No.6とNo.7は、何れも電流効率が低い。
【0029】本発明例のうち、液中の鉄イオン濃度が
1.0g/l以下の場合、電流効率がより優れている。
【0030】
【実施例2】次に、実施例1のNo.3で作成したニッ
ケルめっき鋼板を下地鋼板として、その上に下記のタイ
プ−A〜タイプ−Dの条件で電気合金めっきを施して、
亜鉛−ニッケルめっき、亜鉛−鉄めっきの合金めっき鋼
板を作成した。
【0031】また、比較のために、NiSO4 ・6H2
O:350g/l(Ni2+イオン濃度は1.3モル/
l)、Na2 SO4 :60g/l、ホウ酸50g/lを
含む電解液を準備し、この電解液を用いて、鋼板にNi
付着量が0.1g/m2 のニッケルめっきを行った後、
その上に下記のタイプ−A、タイプBの条件で電気めっ
きを施して亜鉛−ニッケルめっきの合金めっき鋼板を作
成した。
【0032】(1)亜鉛−ニッケルめっき タイプ−A:組成が、NiSO4 ・6H2 O:350g
/l(Ni2+イオン濃度は1.3モル/l、ZnSO4
・7H2 O:160g/l(Zn2+イオン濃度は0.6
モル/l)、Na2 SO4 :50g/lの電解液を用い
て、鋼板表面に、液温度50℃、電流密度100A/d
2 、めっき液の流速1.0m/sの条件で20g/m
2 の亜鉛−ニッケル合金めっきを施した。
【0033】タイプ−B:タイプ−Aのめっき鋼板を、
更に、無通電状態で、2秒間、電解液に浸漬した。
【0034】(2)亜鉛−鉄めっき タイプ−C:組成が、FeSO4 ・7H2 O:350g
/l(Fe2+イオン濃度は1.3モル/l、ZnSO4
・7H2 O:160g/l(Zn2+イオン濃度は0.6
モル/l)、Na2 SO4 :30g/l、CH3 COO
Na:20g/lの電解液を用いて、鋼板表面に、液温
度50℃、電流密度70A/dm2 、めっき液の流速
1.0m/sの条件で20g/m2 の亜鉛−鉄めっきを
施した。
【0035】タイプ−D:タイプ−Cのめっき鋼板を、
更に、無通電状態で、2秒間、電解液に浸漬した。
【0036】前記で作成した合金めっき鋼板に、通常自
動車メーカーで使用されているデイップタイプのりん酸
塩処理液(日本パーカライジング社製の市販品)により
標準条件で処理を施した後、更に3コート塗装を行って
塗装鋼板を作成した。得られた塗装鋼板について、耐水
密着性、耐チッピング性を調査した。また、めっき外観
についても調査した。試験に供した合金めっき鋼板の内
容および得られた結果を表3に示す。
【0037】なお、塗装条件は下記のとおりである。 下塗り:日本ペイント社製の市販ED塗料を用いて、カ
チオンタイプのED電着塗装で20μmの標準塗装およ
び焼付けを行った。
【0038】中塗り:関西ペイント社製の市販中塗り塗
料を用いて、35μmの標準中塗リおよび焼付けを行っ
た。
【0039】上塗り:関西ペイント社製の市販上塗り塗
料を用いて、35μmの標準上塗リおよび焼付けを行っ
た。
【0040】また、耐水密着性、耐チッピング性の試験
条件は下記のとおりである。 耐水密着性:3コート塗装した試料を50℃の脱イオン
水中に10日間浸漬した後、塗膜に2mm間隔の碁板目
状の切り傷を入れてテープ剥離し、塗膜およびめっき皮
膜の剥離有無を調査し、剥離の認められないものを
「○」、剥離の認められるものを「×」とした。
【0041】耐チッピング性:3コート塗装した試料を
マイナス20℃に冷却して、工業用ダイアモンドを17
0km/hの速度で、試料の10ケ所にショットし、シ
ョットした箇所に対して粘着テープによるテープ剥離を
行い、塗膜およびめっき皮膜の剥離有無を調査し、剥離
の認められないものを「○」、剥離の認められるものを
「×」とした。
【0042】また、めっき外観については、目視によ
り、均一なめっき外観のものを「○」、軽微なムラのめ
っき外観のものを「△」、酷いムラのめっき外観のもの
を「×」とした。
【0043】
【表3】
【0044】本発明例によるものは、耐水密着性、耐チ
ッピング性とも良好であり、従来例の場合の性能と遜色
がない。また、従来例では、上層めっき後電解液で浸漬
処理によりめっき外観の不均一性が助長されるのに対
し、本発明例では上層めっき後電解液で浸漬処理を施し
てもめっき外観は良好である。
【0045】
【発明の効果】本発明のニッケルめっき方法によれば、
電解液が安価であり、また、電流効率、めっき外観が良
好である。また、このニッケルめっきの上に合金めっき
を施すことにより、合金めっきは優れた密着性を示す。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋼板を陰極として,Ni2+イオン濃度
    0.8〜1.7モル/lを含み、かつホウ酸が無添加の
    硫酸塩系の支持電解質からなるpH2.0以下の電解液
    中で電気ニッケルめっきを施すことを特徴とする電気ニ
    ッケルめっき方法。
  2. 【請求項2】 電解液中の鉄イオン濃度が1.0g/l
    以下であることを特徴とする請求項1記載の電気ニッケ
    ルめっき方法。
  3. 【請求項3】 請求項1または請求項2に記載のめっき
    方法により電気ニッケルめっきを施した後、その上に合
    金電気めっきを施すことを特徴とする合金電気めっき方
    法。
  4. 【請求項4】 請求項3に記載の方法により合金電気め
    っきを施した後、電解液に浸漬することを特徴とする合
    金電気めっき方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007110086A (ja) * 2005-09-15 2007-04-26 Alps Electric Co Ltd 軟磁性膜とこの軟磁性膜を用いた記録ヘッド、ならびに前記軟磁性膜の製造方法と前記記録ヘッドの製造方法
JP4538959B2 (ja) * 2001-01-22 2010-09-08 日立金属株式会社 希土類系永久磁石の電気Niめっき方法
JP2010270353A (ja) * 2009-05-19 2010-12-02 Nippon Steel Corp 光沢外観と耐食性に優れためっき鋼材および製造方法

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Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20010313