JPH0978256A - 黒色ニッケル皮膜の形成方法 - Google Patents
黒色ニッケル皮膜の形成方法Info
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- JPH0978256A JPH0978256A JP26222195A JP26222195A JPH0978256A JP H0978256 A JPH0978256 A JP H0978256A JP 26222195 A JP26222195 A JP 26222195A JP 26222195 A JP26222195 A JP 26222195A JP H0978256 A JPH0978256 A JP H0978256A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 基材表面に均一に、意匠性の良好な黒色ニッ
ケル皮膜を、膜厚の減少や膜質の劣化させることなく形
成させる黒色ニッケル皮膜の形成方法を提供する。 【解決手段】 基材の表面に意匠性の良好な黒色ニッケ
ル皮膜を形成するための黒色ニッケル皮膜の形成方法で
あって、下記の工程を含んでなるもの。 （１）基材表面に、ニッケルを含有量が３０〜１００at
％のニッケルあるいはニッケル合金の皮膜を形成する工
程と、（２）前記皮膜形成後に、酸素雰囲気下で５０〜
５００℃に加熱し前記皮膜表面にニッケル酸化物層を形
成する工程と、（３）前記ニッケル酸化物層形成後に、
第二鉄塩、第二銅塩より選ばれた１種又は２種以上の塩
の合計濃度が１０〜５００ｇ／ｌとなる酸性溶液中に
て、侵漬酸化処理を施すか又は電解酸化処理を施す工
程。
ケル皮膜を、膜厚の減少や膜質の劣化させることなく形
成させる黒色ニッケル皮膜の形成方法を提供する。 【解決手段】 基材の表面に意匠性の良好な黒色ニッケ
ル皮膜を形成するための黒色ニッケル皮膜の形成方法で
あって、下記の工程を含んでなるもの。 （１）基材表面に、ニッケルを含有量が３０〜１００at
％のニッケルあるいはニッケル合金の皮膜を形成する工
程と、（２）前記皮膜形成後に、酸素雰囲気下で５０〜
５００℃に加熱し前記皮膜表面にニッケル酸化物層を形
成する工程と、（３）前記ニッケル酸化物層形成後に、
第二鉄塩、第二銅塩より選ばれた１種又は２種以上の塩
の合計濃度が１０〜５００ｇ／ｌとなる酸性溶液中に
て、侵漬酸化処理を施すか又は電解酸化処理を施す工
程。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は基材表面に黒色ニッ
ケル皮膜の形成方法、特に、基になるニッケル皮膜の材
質、形成方法を多様化するとともに、意匠性の良好な黒
色ニッケル皮膜の形成方法に関する。
ケル皮膜の形成方法、特に、基になるニッケル皮膜の材
質、形成方法を多様化するとともに、意匠性の良好な黒
色ニッケル皮膜の形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ニッケル皮膜は硬度が高く耐食性、耐候
性、耐摩耗性等の特性に優れており、従来から各産業分
野に広く利用されてきている。また最近では光学分野か
らの要望により黒色化処理を施したニッケル皮膜も形成
されている。こうした黒色ニッケル皮膜は装飾品等とし
ても盛んに用いられるようになってきている。
性、耐摩耗性等の特性に優れており、従来から各産業分
野に広く利用されてきている。また最近では光学分野か
らの要望により黒色化処理を施したニッケル皮膜も形成
されている。こうした黒色ニッケル皮膜は装飾品等とし
ても盛んに用いられるようになってきている。
【０００３】ニッケル皮膜の黒色化方法としてはニッケ
ル皮膜を形成した後、塗装、黒色クロムや黒色亜鉛皮膜
を形成する方法が一般に使用されている。これらの方法
は皮膜の色調が悪く、均一性や密着性が不十分なために
硬度、耐食性、耐候性や耐摩耗性等に劣るので改善が必
要である。
ル皮膜を形成した後、塗装、黒色クロムや黒色亜鉛皮膜
を形成する方法が一般に使用されている。これらの方法
は皮膜の色調が悪く、均一性や密着性が不十分なために
硬度、耐食性、耐候性や耐摩耗性等に劣るので改善が必
要である。
【０００４】そのような改善策として、ニッケル皮膜を
形成した後、酸性浴中にて酸化処理を施す種々の方法が
提案されている。ただし、ニッケル皮膜の材質、製法及
び酸性浴の組成等に種々の限定がある。例えば、（イ）
酸性浴として硝酸塩水溶液中に浸漬酸化する方法（特公
平４−３１０２４号、特公平５−２０５１６号）や
（ロ）ニッケル−リン皮膜を形成した後、酸性浴とし
て、過マンガン酸酸性浴中に浸漬酸化する方法（特公昭
５９−２２７８６号）、（ハ）ニッケル−リン皮膜を窒
素化合物を添加した無電解ニッケル−リンめっき浴で形
成し、酸性浴として第二鉄塩を含有する酸性溶液を使用
する方法（特開平３−６８７８５号）が挙げられる。
形成した後、酸性浴中にて酸化処理を施す種々の方法が
提案されている。ただし、ニッケル皮膜の材質、製法及
び酸性浴の組成等に種々の限定がある。例えば、（イ）
酸性浴として硝酸塩水溶液中に浸漬酸化する方法（特公
平４−３１０２４号、特公平５−２０５１６号）や
（ロ）ニッケル−リン皮膜を形成した後、酸性浴とし
て、過マンガン酸酸性浴中に浸漬酸化する方法（特公昭
５９−２２７８６号）、（ハ）ニッケル−リン皮膜を窒
素化合物を添加した無電解ニッケル−リンめっき浴で形
成し、酸性浴として第二鉄塩を含有する酸性溶液を使用
する方法（特開平３−６８７８５号）が挙げられる。
【０００５】
【発明を解決しようとする課題】しかしながら、（イ）
のように酸性浴として硝酸塩を用いる方法では皮膜の損
傷や不均一溶解が避けられず、皮膜の厚さの減少を伴う
ため寸法精度を要求される部所に使用できない問題があ
る。
のように酸性浴として硝酸塩を用いる方法では皮膜の損
傷や不均一溶解が避けられず、皮膜の厚さの減少を伴う
ため寸法精度を要求される部所に使用できない問題があ
る。
【０００６】（ロ）のように過マンガン酸酸性浴を使用
する方法や（ハ）のように第二鉄塩を含有する酸性浴中
で浸漬酸化する方法では皮膜の損傷や不均一溶解が少な
く、皮膜の厚さの減少は少ない。しかし、（ロ）や
（ハ）の方法ではニッケル皮膜の形成方法に種々の制限
があるという問題があった。特に（ハ）の方法は窒素化
合物を含む無電解ニッケルめっき浴と第二鉄塩を含有す
る酸性浴中での組み合わせで優れた黒色ニッケル皮膜を
得る方法であるが、アミノ酸やアニリン等の窒素化合物
を含むめっき浴にのみに適用されるため、その管理が難
しいという問題もある。また、（ロ）や（ハ）の方法で
も其材の形状によっては、得られた黒色ニッケル皮膜に
は色ムラがあり、つやが無くさらに灰色がかかったよう
な色になるため、意匠性が悪いばかりでなく光学機器と
して適用できないという場合もあった。
する方法や（ハ）のように第二鉄塩を含有する酸性浴中
で浸漬酸化する方法では皮膜の損傷や不均一溶解が少な
く、皮膜の厚さの減少は少ない。しかし、（ロ）や
（ハ）の方法ではニッケル皮膜の形成方法に種々の制限
があるという問題があった。特に（ハ）の方法は窒素化
合物を含む無電解ニッケルめっき浴と第二鉄塩を含有す
る酸性浴中での組み合わせで優れた黒色ニッケル皮膜を
得る方法であるが、アミノ酸やアニリン等の窒素化合物
を含むめっき浴にのみに適用されるため、その管理が難
しいという問題もある。また、（ロ）や（ハ）の方法で
も其材の形状によっては、得られた黒色ニッケル皮膜に
は色ムラがあり、つやが無くさらに灰色がかかったよう
な色になるため、意匠性が悪いばかりでなく光学機器と
して適用できないという場合もあった。
【０００７】そこで本発明は、ニッケル皮膜の材質、形
成方法さらに基材の形状に制限を受けることが少なく基
材表面に均一に、意匠性の良好な黒色ニッケル皮膜を、
膜厚の減少や膜質の劣化させることなく形成させる黒色
ニッケル皮膜の形成方法を提供することを目的としたも
のである。
成方法さらに基材の形状に制限を受けることが少なく基
材表面に均一に、意匠性の良好な黒色ニッケル皮膜を、
膜厚の減少や膜質の劣化させることなく形成させる黒色
ニッケル皮膜の形成方法を提供することを目的としたも
のである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】従来の（ロ）や（ハ）の
方法ではニッケル皮膜形成後、すぐ酸性浴中の酸化処理
による前記ニッケル皮膜の黒色化を行うため、前記ニッ
ケル皮膜表面が不活性なため酸化反応がスムーズに進行
せず、種々の制限のもとでしか優れた黒色ニッケル皮膜
が得られないということを見出した。
方法ではニッケル皮膜形成後、すぐ酸性浴中の酸化処理
による前記ニッケル皮膜の黒色化を行うため、前記ニッ
ケル皮膜表面が不活性なため酸化反応がスムーズに進行
せず、種々の制限のもとでしか優れた黒色ニッケル皮膜
が得られないということを見出した。
【０００９】本発明者らは、上記従来技術の問題点の解
決のために鋭意研究を重ね、下記の知見を得た。ニッケ
ル皮膜を形成した後、酸性浴中にて酸化処理する前に、
前記ニッケル皮膜表面に均一に分布したニッケル酸化物
層を形成させる。この均一に分布したニッケル酸化物層
は触媒作用により酸化反応を促進し、さらに反応の核と
なり、形状に関係なく均一で緻密な酸化生成物を形成す
る。この結果、ニッケル皮膜の材質、製法及びこの皮膜
の酸化条件に自由度が得られ、優れた黒色ニッケル皮膜
を得られる組み合わせが選ばれるというものである。す
なわち本発明の基材の表面に意匠性の良好な黒色ニッケ
ル皮膜を形成するための黒色ニッケル皮膜の形成方法
は、 （１）基材表面に、ニッケルを含有量が３０〜１００at
％のニッケルあるいはニッケル合金の皮膜を形成する工
程 （２）前記皮膜形成後に、酸素雰囲気下で５０〜５００
℃に加熱し前記皮膜表面にニッケル酸化物層を形成する
工程 （３）前記ニッケル酸化物層形成後に、第二鉄塩、第二
銅塩より選ばれた１種又は２種以上の塩の合計濃度が１
０〜５００ｇ／ｌとなる酸性溶液中にて、侵漬酸化処理
を施すか又は電解酸化処理を施す工程 からなるものである。
決のために鋭意研究を重ね、下記の知見を得た。ニッケ
ル皮膜を形成した後、酸性浴中にて酸化処理する前に、
前記ニッケル皮膜表面に均一に分布したニッケル酸化物
層を形成させる。この均一に分布したニッケル酸化物層
は触媒作用により酸化反応を促進し、さらに反応の核と
なり、形状に関係なく均一で緻密な酸化生成物を形成す
る。この結果、ニッケル皮膜の材質、製法及びこの皮膜
の酸化条件に自由度が得られ、優れた黒色ニッケル皮膜
を得られる組み合わせが選ばれるというものである。す
なわち本発明の基材の表面に意匠性の良好な黒色ニッケ
ル皮膜を形成するための黒色ニッケル皮膜の形成方法
は、 （１）基材表面に、ニッケルを含有量が３０〜１００at
％のニッケルあるいはニッケル合金の皮膜を形成する工
程 （２）前記皮膜形成後に、酸素雰囲気下で５０〜５００
℃に加熱し前記皮膜表面にニッケル酸化物層を形成する
工程 （３）前記ニッケル酸化物層形成後に、第二鉄塩、第二
銅塩より選ばれた１種又は２種以上の塩の合計濃度が１
０〜５００ｇ／ｌとなる酸性溶液中にて、侵漬酸化処理
を施すか又は電解酸化処理を施す工程 からなるものである。
【００１０】さらに、検討結果を詳細について述べる。
基材にニッケルを３０at％以上含む皮膜を形成後、酸素
雰囲気下で５０〜５００℃の温度で熱処理を施すことに
より、素材の形状に関係なく、皮膜表面に均一にニッケ
ル酸化物層を形成させることができる。次工程の第二鉄
塩、第二銅塩より得ばれた１種又は２種以上の塩を含む
酸性溶液中での侵漬酸化又は電解酸化処理において、こ
の皮膜表面に形成されたニッケル酸化物層が酸化反応の
触媒作用を発揮して反応を促進させる。さらに、基材表
面に均一に分布しているニッケル酸化物層が反応の核と
なり、形状に関係なく均一で緻密な酸化生成物を形成さ
せる。なお、黒色化後の色ムラや色あせ防止のために皮
膜には３０at％以上のニッケルを含有する必要がある。
基材にニッケルを３０at％以上含む皮膜を形成後、酸素
雰囲気下で５０〜５００℃の温度で熱処理を施すことに
より、素材の形状に関係なく、皮膜表面に均一にニッケ
ル酸化物層を形成させることができる。次工程の第二鉄
塩、第二銅塩より得ばれた１種又は２種以上の塩を含む
酸性溶液中での侵漬酸化又は電解酸化処理において、こ
の皮膜表面に形成されたニッケル酸化物層が酸化反応の
触媒作用を発揮して反応を促進させる。さらに、基材表
面に均一に分布しているニッケル酸化物層が反応の核と
なり、形状に関係なく均一で緻密な酸化生成物を形成さ
せる。なお、黒色化後の色ムラや色あせ防止のために皮
膜には３０at％以上のニッケルを含有する必要がある。
【００１１】熱処理は酸素雰囲気下で熱処理温度は５０
〜５００℃の場合は、その後の黒色化処理によって色ム
ラ及び色あせのない意匠性の良好な黒色ニッケル皮膜が
得られる。５０℃以下での熱処理では酸化膜の形成量が
少なく、その後の黒色化処理によって灰色かかったニッ
ケル皮膜となる。５００℃以上の熱処理ではニッケル皮
膜の特性が損なわれることが判明した。より安定した黒
色ニッケル皮膜を形成するために、熱処理温度は１００
〜３００℃の間が好ましい。なお熱処理温度は基材種類
に応じて基材の特性を活かすようにを選択するのが好ま
しい。ニッケル酸化物層を形成する反応は１時間で平衡
に達するので、熱処理時間は１時間以上が好ましい。
〜５００℃の場合は、その後の黒色化処理によって色ム
ラ及び色あせのない意匠性の良好な黒色ニッケル皮膜が
得られる。５０℃以下での熱処理では酸化膜の形成量が
少なく、その後の黒色化処理によって灰色かかったニッ
ケル皮膜となる。５００℃以上の熱処理ではニッケル皮
膜の特性が損なわれることが判明した。より安定した黒
色ニッケル皮膜を形成するために、熱処理温度は１００
〜３００℃の間が好ましい。なお熱処理温度は基材種類
に応じて基材の特性を活かすようにを選択するのが好ま
しい。ニッケル酸化物層を形成する反応は１時間で平衡
に達するので、熱処理時間は１時間以上が好ましい。
【００１２】本発明に適用できる基材としては特に制限
されず、例えば鋼、Ｔｉ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｃｕ等の金属及
び合金、セラミック、プラスチック等が挙げられる。
されず、例えば鋼、Ｔｉ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｃｕ等の金属及
び合金、セラミック、プラスチック等が挙げられる。
【００１３】熱処理により、酸化処理による黒色化を促
進するため、本発明におけるニッケルを主成分とする皮
膜は特に制限されず、例えばＮｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ｂ、Ｎｉ
−Ｐ、Ｎｉ−Ｓｎ、Ｎｉ−Ｆｅ、Ｎｉ−Ｚｎ、Ｎｉ−
Ｗ、Ｎｉ−Ｃｏ、Ｎｉ−Ｍｎ、Ｎｉ−Ｃｕ、Ｎｉ−Ｗ−
Ｐ、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｗ等の皮膜が挙げられる。特に、Ｎｉ
−Ｐ皮膜においては熱処理によって形成されたＮｉ、Ｐ
の複合酸化物の触媒作用による黒色化効果が顕著であ
り、さらにその硬度の高く、優れた耐摩耗性を有する。
進するため、本発明におけるニッケルを主成分とする皮
膜は特に制限されず、例えばＮｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ｂ、Ｎｉ
−Ｐ、Ｎｉ−Ｓｎ、Ｎｉ−Ｆｅ、Ｎｉ−Ｚｎ、Ｎｉ−
Ｗ、Ｎｉ−Ｃｏ、Ｎｉ−Ｍｎ、Ｎｉ−Ｃｕ、Ｎｉ−Ｗ−
Ｐ、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｗ等の皮膜が挙げられる。特に、Ｎｉ
−Ｐ皮膜においては熱処理によって形成されたＮｉ、Ｐ
の複合酸化物の触媒作用による黒色化効果が顕著であ
り、さらにその硬度の高く、優れた耐摩耗性を有する。
【００１４】さらに、皮膜形成方法も無電解めっきだけ
でなく、電気めっき、スッパタリングによるニッケル皮
膜においても、素材の形状に関係なく、均一で緻密な酸
化生成物を形成させる。なお、前記皮膜形成方法におい
て、黒色化処理のために皮膜形条件を変更する必要はな
い。
でなく、電気めっき、スッパタリングによるニッケル皮
膜においても、素材の形状に関係なく、均一で緻密な酸
化生成物を形成させる。なお、前記皮膜形成方法におい
て、黒色化処理のために皮膜形条件を変更する必要はな
い。
【００１５】第二鉄塩、第二銅塩より得ばれた１種又は
２種以上の塩を含む酸性溶液は、適当な酸にこれらの塩
を１種以上添加したもので良い。この場合の酸は特に制
限されず、例えば塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、カルボン
酸、スルホン酸等が挙げられる。また第二鉄塩や第二銅
塩としては塩化第二鉄、塩化第二銅、硫酸第二鉄、硝酸
第二銅、硝酸第二鉄、硫酸第二銅等、特に制限されな
い。第二鉄塩と第二銅塩の合計濃度は１０〜５００ｇ／
ｌであることが必要である。それ以下の濃度であると試
料に色ムラが発生し、それ以上の濃度であると表面の荒
れが激しく、皮膜の損傷を引き起こす。また作業の迅速
性及び膜厚の減少の防止のために２０〜２００ｇ／ｌが
より好ましい合計濃度である。さらに、ＭｎやＣｏ等他
のイオンを含む酸性溶液中で検討した結果では、長時
間、高温での黒色化処理によりニッケル皮膜黒色化する
が、その場合色ムラや色あせが発生し、問題があること
を確認した。
２種以上の塩を含む酸性溶液は、適当な酸にこれらの塩
を１種以上添加したもので良い。この場合の酸は特に制
限されず、例えば塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、カルボン
酸、スルホン酸等が挙げられる。また第二鉄塩や第二銅
塩としては塩化第二鉄、塩化第二銅、硫酸第二鉄、硝酸
第二銅、硝酸第二鉄、硫酸第二銅等、特に制限されな
い。第二鉄塩と第二銅塩の合計濃度は１０〜５００ｇ／
ｌであることが必要である。それ以下の濃度であると試
料に色ムラが発生し、それ以上の濃度であると表面の荒
れが激しく、皮膜の損傷を引き起こす。また作業の迅速
性及び膜厚の減少の防止のために２０〜２００ｇ／ｌが
より好ましい合計濃度である。さらに、ＭｎやＣｏ等他
のイオンを含む酸性溶液中で検討した結果では、長時
間、高温での黒色化処理によりニッケル皮膜黒色化する
が、その場合色ムラや色あせが発生し、問題があること
を確認した。
【００１６】また黒色化処理方法は、浸漬又は陽極にし
て電解酸化することによって黒色ニッケル皮膜が得られ
る。浸漬なら１５秒〜３０分、好ましくは３０秒〜１０
分にて色ムラ及び色あせのない意匠性の良好な黒色ニッ
ケル皮膜が得られる。また電解酸化ならば電流密度を
０．０１〜１Ａ／ｄｍ2 、１秒〜１０分、好ましくは１
０秒〜５分にて同様に意匠性の良好な黒色ニッケル皮膜
が得られる。第二鉄塩や第二銅塩を含む酸性溶液の温度
は１０〜６０℃として処理するのが好ましい。この温度
以下であると反応が遅く色ムラの原因となるし、この温
度以上では皮膜の損傷及び膜厚の減少の原因となる。
て電解酸化することによって黒色ニッケル皮膜が得られ
る。浸漬なら１５秒〜３０分、好ましくは３０秒〜１０
分にて色ムラ及び色あせのない意匠性の良好な黒色ニッ
ケル皮膜が得られる。また電解酸化ならば電流密度を
０．０１〜１Ａ／ｄｍ2 、１秒〜１０分、好ましくは１
０秒〜５分にて同様に意匠性の良好な黒色ニッケル皮膜
が得られる。第二鉄塩や第二銅塩を含む酸性溶液の温度
は１０〜６０℃として処理するのが好ましい。この温度
以下であると反応が遅く色ムラの原因となるし、この温
度以上では皮膜の損傷及び膜厚の減少の原因となる。
【００１７】
【実施例】本発明の実施例及び比較例を表１に示す。表
１に、供試材の作製条件、黒色化処理後の外観評価、黒
色化処理前後の膜厚・硬度変化を示す。外観評価とし
て、色ムラのないものを○、少量でもあれば△、表面積
の１／３以上にあれば×として示した。膜厚変化は断面
を光学顕微鏡で観察して測定した。硬度変化はマイクロ
ビッカース硬度計を用い、膜表面にビッカース圧子を打
ち込む測定した。硬度変化の評価として、黒色化処理前
後で硬度の減少しないものを○、硬度の減少率が１０％
未満のならば△、それ以上の減少率ならば×として示し
た。
１に、供試材の作製条件、黒色化処理後の外観評価、黒
色化処理前後の膜厚・硬度変化を示す。外観評価とし
て、色ムラのないものを○、少量でもあれば△、表面積
の１／３以上にあれば×として示した。膜厚変化は断面
を光学顕微鏡で観察して測定した。硬度変化はマイクロ
ビッカース硬度計を用い、膜表面にビッカース圧子を打
ち込む測定した。硬度変化の評価として、黒色化処理前
後で硬度の減少しないものを○、硬度の減少率が１０％
未満のならば△、それ以上の減少率ならば×として示し
た。
【００１８】
【表１】
【００１９】さらに本発明の実施例を詳しく説明する。
実施例及び比較例に用いた供試材として、基材に純Ｔｉ
を用い、以下に示す成膜条件で供試材を作製した。 （Ａ）スパッタリングにより、純Ｔｉ基材表面にＮｉ―
Ｗ皮膜を形成した。スパッタリングはマグネトロンスパ
ッタリング装置により、Ｎｉ―Ｗターゲットを用い、Ｎ
2 ガス雰囲気中でスパッタ圧力；１０-3Torrで行った。
（Ｂ）無電解めっきにより、基材表面にＮｉ−Ｐ皮膜と
Ｎｉ−Ｃｕ−Ｐ皮膜を形成した。Ｎｉ−Ｐ皮膜の形成は
市販の無電解Ｎｉ−Ｐめっき液に９０℃−１時間浸漬に
より行った。Ｎｉ−Ｃｕ−Ｐ皮膜の形成は市販の無電解
Ｎｉ−Ｐめっき液に硫酸銅を添加し、同様の処理により
行った。（Ｃ）電気めっきにより、純Ｔｉ基材表面にＮ
ｉ−Ｐ皮膜、Ｎｉ―Ｗ皮膜とＮｉ−Ｆｅ皮膜を形成し
た。Ｎｉ−Ｐ皮膜の形成は硫酸ニッケル、次亜リン酸ナ
トリウムを主成分に、界面活性剤及び光沢材（ナフタレ
ン-1,5- ジスルホン酸二ナトリウム、2-プロペン-1-ス
ルホン酸ナトリウム等）等を適量添加しためっき液を用
い、１〜１００Ａ／ｄｍ2 の電流密度で５分間処理を行
った。他のニッケルを主成分とする各種皮膜の形成はめ
っき液を所定の成分調整し、同様の方法で処理すること
により行った。
実施例及び比較例に用いた供試材として、基材に純Ｔｉ
を用い、以下に示す成膜条件で供試材を作製した。 （Ａ）スパッタリングにより、純Ｔｉ基材表面にＮｉ―
Ｗ皮膜を形成した。スパッタリングはマグネトロンスパ
ッタリング装置により、Ｎｉ―Ｗターゲットを用い、Ｎ
2 ガス雰囲気中でスパッタ圧力；１０-3Torrで行った。
（Ｂ）無電解めっきにより、基材表面にＮｉ−Ｐ皮膜と
Ｎｉ−Ｃｕ−Ｐ皮膜を形成した。Ｎｉ−Ｐ皮膜の形成は
市販の無電解Ｎｉ−Ｐめっき液に９０℃−１時間浸漬に
より行った。Ｎｉ−Ｃｕ−Ｐ皮膜の形成は市販の無電解
Ｎｉ−Ｐめっき液に硫酸銅を添加し、同様の処理により
行った。（Ｃ）電気めっきにより、純Ｔｉ基材表面にＮ
ｉ−Ｐ皮膜、Ｎｉ―Ｗ皮膜とＮｉ−Ｆｅ皮膜を形成し
た。Ｎｉ−Ｐ皮膜の形成は硫酸ニッケル、次亜リン酸ナ
トリウムを主成分に、界面活性剤及び光沢材（ナフタレ
ン-1,5- ジスルホン酸二ナトリウム、2-プロペン-1-ス
ルホン酸ナトリウム等）等を適量添加しためっき液を用
い、１〜１００Ａ／ｄｍ2 の電流密度で５分間処理を行
った。他のニッケルを主成分とする各種皮膜の形成はめ
っき液を所定の成分調整し、同様の方法で処理すること
により行った。
【００２０】熱処理は大気中で、表１に示す温度−時間
で、大気熱処理炉を用い、行った。なお、雰囲気ガスに
Ａｒ等の不活性ガスやＮ2 ガスにＯ2 ガスを添加して用
いることは好ましい。Ｏ2 ガスの添加量を調整すること
により、ニッケル皮膜の表面酸化層の性状を制御し、後
工程の黒色化処理により、さらに意匠性に優れた黒色ニ
ッケル皮膜を形成することは可能である。
で、大気熱処理炉を用い、行った。なお、雰囲気ガスに
Ａｒ等の不活性ガスやＮ2 ガスにＯ2 ガスを添加して用
いることは好ましい。Ｏ2 ガスの添加量を調整すること
により、ニッケル皮膜の表面酸化層の性状を制御し、後
工程の黒色化処理により、さらに意匠性に優れた黒色ニ
ッケル皮膜を形成することは可能である。
【００２１】ニッケル皮膜の黒色化には表１に示すよう
に、第二鉄塩、第二銅塩より選ばれた１種又は２種以上
の塩を用い、酸性溶液中にて、侵漬酸化処理又は電解酸
化処理を行った。なお、比較例は熱処理を施さずに実施
例と同様の方法で皮膜作製し、すぐに黒色化処理を行っ
た例と、熱処理を行い、本発明の範囲外の塩濃度の酸性
溶液で黒色化処理を行った例である。
に、第二鉄塩、第二銅塩より選ばれた１種又は２種以上
の塩を用い、酸性溶液中にて、侵漬酸化処理又は電解酸
化処理を行った。なお、比較例は熱処理を施さずに実施
例と同様の方法で皮膜作製し、すぐに黒色化処理を行っ
た例と、熱処理を行い、本発明の範囲外の塩濃度の酸性
溶液で黒色化処理を行った例である。
【００２２】以上の結果、本発明による黒色ニッケル皮
膜形成方法を用いることにより、皮膜の厚さを減少させ
ることなく意匠性の良好な黒色ニッケル皮膜を作製で
き、得られる黒色皮膜はニッケル皮膜の特性をそのまま
引き継いでいることが確認できた。そのため、従来の形
成方法よりも寸法精度の厳しい箇所にも使用することが
可能となった。
膜形成方法を用いることにより、皮膜の厚さを減少させ
ることなく意匠性の良好な黒色ニッケル皮膜を作製で
き、得られる黒色皮膜はニッケル皮膜の特性をそのまま
引き継いでいることが確認できた。そのため、従来の形
成方法よりも寸法精度の厳しい箇所にも使用することが
可能となった。
【００２３】さらに、基材の形状を変えて 上記成膜条
件でＮｉ−Ｐ皮膜を作成した純Ｔｉ基材に、２００℃、
１時間の熱処理を施した後、例えば塩化第二鉄３０ｇ／
ｌ、塩化第二銅３０ｇ／ｌ、塩酸３０ｍｌ／ｌ中で３０
℃で３０秒間浸漬酸化することで純Ｔｉ基材表面に良好
な黒色皮膜が得られる。得られた黒色皮膜は硬度が高
く、耐食性、耐候性、耐摩耗性等に優れることを確認し
た。
件でＮｉ−Ｐ皮膜を作成した純Ｔｉ基材に、２００℃、
１時間の熱処理を施した後、例えば塩化第二鉄３０ｇ／
ｌ、塩化第二銅３０ｇ／ｌ、塩酸３０ｍｌ／ｌ中で３０
℃で３０秒間浸漬酸化することで純Ｔｉ基材表面に良好
な黒色皮膜が得られる。得られた黒色皮膜は硬度が高
く、耐食性、耐候性、耐摩耗性等に優れることを確認し
た。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明はニッケル
皮膜の材質、製法及びこの皮膜の酸化条件に自由度が得
られ、優れた黒色ニッケル皮膜が得る組み合わせを選ぶ
ことが出来る。さらに、本発明は基材形状に関わらず、
基材表面に均一に、意匠性の良好な黒色ニッケル皮膜
を、膜厚の減少や膜質の劣化させることなく形成させる
ことが可能である。また、本発明で得られる黒色皮膜は
硬度が高く、耐食性、耐候性、耐摩耗性等に優れる。こ
の結果、本発明の黒色ニッケル皮膜はカメラ、分析機器
等の光学機器や光通信用伝送経路等の光学分野ならびに
装飾品、屋根材、壁材等の建材分野への需要拡大、さら
に新たな適用分野の開拓に十分寄与するものであると考
える。
皮膜の材質、製法及びこの皮膜の酸化条件に自由度が得
られ、優れた黒色ニッケル皮膜が得る組み合わせを選ぶ
ことが出来る。さらに、本発明は基材形状に関わらず、
基材表面に均一に、意匠性の良好な黒色ニッケル皮膜
を、膜厚の減少や膜質の劣化させることなく形成させる
ことが可能である。また、本発明で得られる黒色皮膜は
硬度が高く、耐食性、耐候性、耐摩耗性等に優れる。こ
の結果、本発明の黒色ニッケル皮膜はカメラ、分析機器
等の光学機器や光通信用伝送経路等の光学分野ならびに
装飾品、屋根材、壁材等の建材分野への需要拡大、さら
に新たな適用分野の開拓に十分寄与するものであると考
える。
Claims (3)
- 【請求項１】 基材の表面に意匠性の良好な黒色ニッケ
ル皮膜を形成するための黒色ニッケル皮膜の形成方法で
あって、下記の工程を含んでなるもの。 （１）基材表面に、ニッケル含有量が３０〜１００at％
のニッケルあるいはニッケル合金の皮膜を形成する工程
と、（２）前記皮膜形成後に、酸素雰囲気下で５０〜５
００℃に加熱し前記皮膜表面にニッケル酸化物層を形成
する工程と、（３）前記ニッケル酸化物層形成後に、第
二鉄塩、第二銅塩より選ばれた１種又は２種以上の塩の
合計濃度が１０〜５００ｇ／ｌとなる酸性溶液中にて、
侵漬酸化処理を施すか又は電解酸化処理を施す工程。 - 【請求項２】 上記請求項１の工程（１）における皮膜
がＮｉ、Ｎｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ｂ、Ｎｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ｓｎ、
Ｎｉ−Ｆｅ、Ｎｉ−Ｚｎ、Ｎｉ−Ｗ、Ｎｉ−Ｃｏ、Ｎｉ
−Ｍｎ、Ｎｉ−Ｃｕ、Ｎｉ−Ｗ−Ｐ、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｗか
ら選ばれた一つである請求項１記載の黒色ニッケル皮膜
の形成方法。 - 【請求項３】 上記請求項１の工程（１）における皮膜
は無電解めっき、電気めっき、スッパタリングのいずれ
か一つの方法で形成された請求項１又は請求項２記載の
黒色ニッケル皮膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26222195A JP2868442B2 (ja) | 1995-09-14 | 1995-09-14 | 黒色ニッケル皮膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26222195A JP2868442B2 (ja) | 1995-09-14 | 1995-09-14 | 黒色ニッケル皮膜の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0978256A true JPH0978256A (ja) | 1997-03-25 |
| JP2868442B2 JP2868442B2 (ja) | 1999-03-10 |
Family
ID=17372767
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26222195A Expired - Lifetime JP2868442B2 (ja) | 1995-09-14 | 1995-09-14 | 黒色ニッケル皮膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2868442B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012057188A (ja) * | 2010-09-06 | 2012-03-22 | Washo Seisakusho:Kk | 加熱調理器用部材 |
| CN110055378A (zh) * | 2019-05-17 | 2019-07-26 | 张家港艺新金属材料有限公司 | 锯条的回火工艺 |
-
1995
- 1995-09-14 JP JP26222195A patent/JP2868442B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012057188A (ja) * | 2010-09-06 | 2012-03-22 | Washo Seisakusho:Kk | 加熱調理器用部材 |
| CN110055378A (zh) * | 2019-05-17 | 2019-07-26 | 张家港艺新金属材料有限公司 | 锯条的回火工艺 |
| CN110055378B (zh) * | 2019-05-17 | 2023-04-21 | 东台艺新金属材料有限公司 | 锯条的回火工艺 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2868442B2 (ja) | 1999-03-10 |
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