JPH11222700A - Method for supplying consumed metal ion to alloy plating bath and device therefor - Google Patents
Method for supplying consumed metal ion to alloy plating bath and device thereforInfo
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- JPH11222700A JPH11222700A JP30354998A JP30354998A JPH11222700A JP H11222700 A JPH11222700 A JP H11222700A JP 30354998 A JP30354998 A JP 30354998A JP 30354998 A JP30354998 A JP 30354998A JP H11222700 A JPH11222700 A JP H11222700A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ニッケル合金また
はコバルト合金のメッキに使用するメッキ液に対し、メ
ッキ工程で消費されたニッケルまたはコバルトのイオン
を補充するための金属イオン供給方法の改良に関する。
本発明はまた、その方法の実施に使用する金属イオン供
給装置にも関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement in a metal ion supply method for replenishing a plating solution used for plating a nickel alloy or a cobalt alloy with nickel or cobalt ions consumed in a plating step.
The invention also relates to a metal ion supply device for use in performing the method.
【0002】[0002]
【従来の技術】たとえば亜鉛−ニッケルメッキ、錫−ニ
ッケルメッキなど、ニッケルと卑金属とを組み合わせて
高い耐食性を実現したニッケル合金メッキが、広く行な
われている。同様に、亜鉛−コバルトメッキなど、コバ
ルトと卑金属とを組み合わせて高い耐食性を実現したコ
バルト合金メッキも行なわれている。ニッケル合金メッ
キとコバルト合金メッキとはよく似た技術であるから、
ニッケル合金メッキを代表として取り上げ、説明を加え
る。2. Description of the Related Art Nickel alloy plating which achieves high corrosion resistance by combining nickel and a base metal, such as zinc-nickel plating and tin-nickel plating, is widely used. Similarly, cobalt alloy plating that achieves high corrosion resistance by combining cobalt and a base metal, such as zinc-cobalt plating, is also performed. Since nickel alloy plating and cobalt alloy plating are very similar technologies,
Take nickel alloy plating as a representative and add explanation.
【0003】メッキの進行にともない、メッキ浴中のニ
ッケルおよび他の金属のイオンは当然のことながら消費
され、金属イオンのようなカチオンが水素イオンと置き
換えられる結果、メッキ液のpHは低下する。メッキ浴
に金属イオンを補充するにあたり、亜鉛や錫のような卑
金属は、金属粒をpHの低下したメッキ浴中に投入する
だけで、化学反応によりイオン化する。しかし、ニッケ
ルのような耐食性の高い金属は、金属をpHの低下した
メッキ浴中に投入してもイオン化せず、簡単に補充する
ことはできない。このため、ニッケル合金メッキの浴へ
のニッケルイオンの補充は、炭酸塩の形で行なっている
のが現状である。[0003] As the plating proceeds, ions of nickel and other metals in the plating bath are naturally consumed, and cations such as metal ions are replaced with hydrogen ions, so that the pH of the plating solution decreases. In replenishing the plating bath with metal ions, base metals such as zinc and tin are ionized by a chemical reaction simply by throwing metal particles into the plating bath having a reduced pH. However, metals having high corrosion resistance, such as nickel, do not ionize even if the metals are put into a plating bath having a lowered pH, and cannot be easily replenished. For this reason, at present, nickel ions are replenished to the nickel alloy plating bath in the form of carbonate.
【0004】しかし、炭酸ニッケルは、比較的高価であ
るばかりか、純粋なものが得にくく、市販品は塩基性炭
酸ニッケルと称し、水酸化ニッケルのほかに炭酸ナトリ
ウムを含有している。これをメッキ浴に使用すると、p
Hバランスを崩したり、溶解性の低い水酸化ニッケルが
未溶解のままメッキラインに供給されて、製品の品質を
下げるおそれがある。[0004] However, nickel carbonate is not only relatively expensive but also difficult to obtain in a pure form. A commercially available product is called basic nickel carbonate and contains sodium carbonate in addition to nickel hydroxide. When this is used for the plating bath, p
There is a possibility that the H balance may be lost or nickel hydroxide having low solubility may be supplied to the plating line in an undissolved state, thereby deteriorating the quality of the product.
【0005】この問題への一つの解決策として、金属ニ
ッケルを電解によりイオン化して、メッキ浴に補充する
ことが提案されている(たとえば特開平4−13900
号、特開平6−25900号)。As one solution to this problem, it has been proposed to ionize metallic nickel by electrolysis and to replenish the plating bath (see, for example, JP-A-4-13900).
No., JP-A-6-25900).
【0006】これらの方法は、金属ニッケルを陽極とし
て電解し、陰極には水素過電圧の低い材料たとえば白金
族金属などを使用し、陰極から水素ガスを発生させる。
つまり、陰極で水素ガス発生反応を優先させることで、
本来なら起こるはずのニッケルの陰極析出を防止し、ニ
ッケルイオンを液中に溶存させることを原理としてい
る。In these methods, electrolysis is performed using nickel metal as an anode, a material having a low hydrogen overvoltage such as a platinum group metal is used as a cathode, and hydrogen gas is generated from the cathode.
In other words, by giving priority to the hydrogen gas generation reaction at the cathode,
The principle is to prevent cathodic deposition of nickel, which would otherwise occur, and to dissolve nickel ions in the solution.
【0007】しかし、いかに水素過電圧が低く、水素の
発生に対し活性な電極材料を用いても、ニッケルなどの
金属の析出を長期にわたって100%抑えることは、事
実上不可能である。そこで、陰極に析出したニッケル
を、逆通電、つまり極性を変えて通電することにより再
溶解させ、ニッケルイオンの収率を高める努力がなされ
ている。ところが、逆通電を繰り返すと、今度は高い水
素発生触媒機能を有する陰極表面が溶出して活性を失
い、本来の電極機能が損なわれる。そうなれば、電極の
寿命は実用に耐える長さにはならない。However, no matter how low the hydrogen overvoltage is, and even if an electrode material that is active against the generation of hydrogen is used, it is practically impossible to suppress the deposition of metal such as nickel by 100% over a long period of time. Therefore, efforts have been made to increase the yield of nickel ions by re-dissolving nickel deposited on the cathode by reverse energization, that is, by energizing while changing the polarity. However, when the reverse energization is repeated, the cathode surface having a high hydrogen generation catalytic function is eluted and loses its activity, and the original electrode function is impaired. If so, the life of the electrode will not be long enough for practical use.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ニッ
ケル合金メッキおよびコバルト合金メッキのメッキ浴に
対してニッケルまたはコバルトのイオンを補充しようと
するときに当面する上記の問題を解決し、白金族金属の
ような高価な電極材料を使用する必要がなく、しかも長
期間にわたって電極の消耗に配慮する必要もなく、した
がって設備費、ランニングコストの両方とも経済的な、
合金メッキのメッキ浴に消費された金属イオンを供給す
る方法を提供すること、および、その方法の実施に使用
する装置を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems encountered when replenishing nickel or cobalt ions to a plating bath for nickel alloy plating and cobalt alloy plating. There is no need to use expensive electrode materials such as group metals, and there is no need to consider electrode wear over a long period of time, so both equipment costs and running costs are economical.
An object of the present invention is to provide a method for supplying consumed metal ions to a plating bath for alloy plating, and to provide an apparatus used for carrying out the method.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明の合金メッキ浴に
消費された金属イオンを供給する方法は、ニッケル合金
またはコバルト合金をメッキするための浴に、ニッケル
またはコバルトのイオンを含有するメッキ液を供給する
方法であって、陽極としてイオウを含有する金属ニッケ
ルまたはコバルトを使用し、陰極としてはたらく回転可
能な金属製のドラムまたはディスクをそなえた電解槽
に、ニッケル合金またはコバルト合金のメッキ浴の循環
槽からメッキ液を受入れ、これを電解質として電解を行
なって電解液中にニッケルまたはコバルトのイオンを溶
出させ、陰極に析出したニッケルまたはコバルトの合金
を、陰極を回転させて連続的に電解槽の外部に除去しな
がら、ニッケルまたはコバルトのイオンが補充された電
解液を送り出して前記の循環槽に返すことを特徴とす
る。According to the present invention, there is provided a method for supplying consumed metal ions to an alloy plating bath, comprising the steps of: providing a plating solution containing nickel or cobalt ions in a bath for plating a nickel alloy or a cobalt alloy; A metal nickel or cobalt containing sulfur as an anode and an electrolytic cell equipped with a rotatable metal drum or disk serving as a cathode, a nickel alloy or a cobalt alloy plating bath. The plating solution is received from the circulating tank, and electrolysis is performed using the plating solution as an electrolyte to elute nickel or cobalt ions into the electrolytic solution.The nickel or cobalt alloy deposited on the cathode is continuously rotated by rotating the cathode to form an electrolytic cell. While supplying the electrolyte replenished with nickel or cobalt ions Wherein the return of the circulation tank.
【0010】[0010]
【発明の実施形態】本発明の合金メッキ浴に消費された
金属イオンを供給する方法は、亜鉛−ニッケル合金メッ
キ、錫−ニッケルメッキ、亜鉛―コバルトメッキのよう
に、ニッケルまたはコバルトと卑金属との合金のメッキ
に適用できるが、以下、亜鉛−ニッケル合金メッキを代
表として取り上げて説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The method of supplying consumed metal ions to an alloy plating bath according to the present invention comprises a method of mixing nickel or cobalt with a base metal, such as zinc-nickel alloy plating, tin-nickel plating, and zinc-cobalt plating. Although the present invention can be applied to plating of an alloy, zinc-nickel alloy plating will be described below as a representative.
【0011】上記の方法を実施するための本発明のニッ
ケルイオン供給装置は、図1にメッキラインを含めた全
体の構成を示し、図2にその詳細を示すように、ニッケ
ルメッキライン(5)で使用するニッケル合金メッキ浴
にニッケルイオンを含有するメッキ液を供給する装置で
あって、回転可能に設けた金属製のドラムまたはディス
クである陰極(11)と、イオウを含有する金属ニッケ
ルからニッケルイオンを溶出させるための、陰極を部分
的に囲む、多孔板で構成した陽極(12)とを有する電
解槽(1)、陽極にイオウを含有する金属ニッケルを供
給するニッケル供給手段(2)、電解により陰極に析出
するニッケル合金を連続的に電解槽の外部に除去する金
属箔除去手段(3)、およびニッケル合金メッキ浴の循
環槽からメッキ液を受入れ、ニッケルイオンが補充され
た電解液(14)を送り出すニッケルイオン含有液循環
手段(4)から構成される。FIG. 1 shows the overall configuration of a nickel ion supply apparatus for carrying out the above method, including a plating line, and FIG. 2 shows a nickel plating line (5). A device for supplying a plating solution containing nickel ions to a nickel alloy plating bath used in (1), comprising: a cathode (11) which is a rotatable metal drum or disk; An electrolytic cell (1) having an anode (12) formed of a perforated plate and partially surrounding a cathode for eluting ions, a nickel supply means (2) for supplying metal nickel containing sulfur to the anode, Metal foil removing means (3) for continuously removing the nickel alloy deposited on the cathode by electrolysis to the outside of the electrolytic bath, and a plating solution from a circulating bath of the nickel alloy plating bath. Acceptance, and a nickel ion containing liquid circulation means for feeding electrolyte nickel ions was supplemented with (14) (4).
【0012】陰極を構成する回転可能な金属製のドラム
またはディスクは、少なくともその表面を、チタンもし
くはチタン合金、鉛もしくは鉛合金、アルミニウムもし
くはアルミニウム合金、またはステンレス鋼で形成する
ことが好ましい。この表面はまた、硬質クロムメッキの
層であってもよい。表面をそれらの材料で形成すること
によって、析出したニッケル合金が容易に剥離する。ど
の材料を使用しても、陰極の表面は極力平滑な鏡面に仕
上げるべきであって、平滑表面をもつ陰極はニッケルの
付着が少なく、長期間の使用に耐える。It is preferable that at least the surface of the rotatable metal drum or disk constituting the cathode is formed of titanium or a titanium alloy, lead or a lead alloy, aluminum or an aluminum alloy, or stainless steel. This surface may also be a layer of hard chrome plating. By forming the surface with these materials, the deposited nickel alloy is easily peeled off. Regardless of which material is used, the surface of the cathode should be finished to a smooth mirror surface as much as possible. A cathode having a smooth surface has little adhesion of nickel and can be used for a long time.
【0013】材質としてはチタンが最適であるが、純チ
タンは柔らかい材料であるため傷が入りやすい。また、
粘りがあるため、表面の鏡面加工は困難である。この問
題を解決するには、適宜の組成のチタン合金を用いる
か、チタンの表面を、焼き入れや窒化処理などの表面硬
化処理により硬化させるとよい。より積極的な対策は、
後述するドクターブレードまたはスクレーパーで電着し
た金属を剥離した後の位置で、陰極の表面を研磨する装
置を設け、常に新鮮な平滑面が得られるようにすること
である。Titanium is the most suitable material, but pure titanium is a soft material and is easily scratched. Also,
Due to the stickiness, mirror finishing of the surface is difficult. In order to solve this problem, a titanium alloy having an appropriate composition may be used, or the surface of titanium may be hardened by a surface hardening treatment such as quenching or nitriding. More aggressive measures
A device for polishing the surface of the cathode is provided at a position after the metal electrodeposited by a doctor blade or a scraper described later is peeled off, so that a fresh smooth surface can always be obtained.
【0014】陰極は、ドラム状のものが最も簡明である
が、ディスク状のものとして、その両側面にニッケル合
金を析出させる形をとることもできる。後者の場合、陽
極はこの円盤の下部をはさむように設けることになる。
ディスク状陰極は、2枚以上を所定の間隔をおいて重
ね、表面積を大きくすることができる。陰極の形状はド
ラムおよびディスクに限らず、その中間の形状たとえば
円錐をいくつか組み合わせたものなど、変更態様が可能
である。一般に、ディスク状の陰極の方が、装置の設置
面積に比して、大きい陰極面積を実現することができ
る。Although the cathode is most simple in the form of a drum, it can also be in the form of a disk, in which nickel alloy is deposited on both side surfaces. In the latter case, the anode is provided so as to sandwich the lower part of the disk.
Two or more disk-shaped cathodes can be stacked at predetermined intervals to increase the surface area. The shape of the cathode is not limited to the drum and the disk, but may be modified in an intermediate shape such as a combination of several cones. In general, a disk-shaped cathode can realize a larger cathode area than the installation area of the apparatus.
【0015】図1にみるように、ニッケルイオン含有液
循環手段(4)は、ニッケル合金メッキ浴の循環槽から
メッキ液を受入れるためのメッキ液受入れ配管(41)
と、ニッケルイオンを補充した電解液を循環槽(5)に
送り返すための電解液送り出し配管(42)とからな
る。図2において、符号(13)は電解槽へ直流電流を
供給する電源を示す。 金属ニッケル供給手段(2)
は、ニッケル金属の適宜の大きさのペレットを貯えるホ
ッパー(21)と、ホッパーからとり出したニッケルペ
レットを運ぶベルトコンベアー(22)とからなる。電
解槽(1)に供給されたニッケルペレットは、2枚の多
孔板により形成される陽極(12)に接触し、イオンと
して溶出する。溶解して量を減じたペレットは、次々と
補給される。陽極は、陰極の形状に対応して湾曲した篭
形をしている。この構造により、陰陽極間距離が一定に
保たれ、従って両極における電気化学反応が一定に保た
れ、電解槽における物質収支のバランスが崩れない。As shown in FIG. 1, a nickel ion-containing liquid circulation means (4) is provided with a plating liquid receiving pipe (41) for receiving a plating liquid from a circulation tank of a nickel alloy plating bath.
And an electrolyte delivery pipe (42) for sending the electrolyte supplemented with nickel ions back to the circulation tank (5). In FIG. 2, reference numeral (13) indicates a power supply for supplying a direct current to the electrolytic cell. Metal nickel supply means (2)
Comprises a hopper (21) for storing nickel metal pellets of an appropriate size, and a belt conveyor (22) for transporting nickel pellets taken out of the hopper. The nickel pellets supplied to the electrolytic cell (1) come into contact with an anode (12) formed by two porous plates and elute as ions. The pellets dissolved and reduced in volume are replenished one after another. The anode has a cage shape that is curved corresponding to the shape of the cathode. With this structure, the distance between the anode and the anode is kept constant, so that the electrochemical reaction at both electrodes is kept constant, and the balance of the material balance in the electrolytic cell is not broken.
【0016】このニッケルペレットとしては、0.00
3〜0.5%程度のイオウを含有するものを使用する。
それによって、陽極におけるニッケルの不動態化が生じ
ることなく、ニッケルをイオンとして溶出させることが
できる。電解槽に受け入れるメッキ液、すなわちニッケ
ルが消費されたメッキ液の硫酸濃度は10〜40g/l
であり、イオウを添加したニッケルでないと、不動態化
により効率よく溶解しない。As the nickel pellets, 0.00
One containing about 3 to 0.5% sulfur is used.
Thereby, nickel can be eluted as ions without causing passivation of nickel at the anode. The plating solution received in the electrolytic cell, that is, the plating solution in which nickel has been consumed has a sulfuric acid concentration of 10 to 40 g / l.
Unless nickel is sulfur-added, it is not efficiently dissolved by passivation.
【0017】電解の条件は、比較的広い範囲からえらぶ
ことができるが、好ましい陰極電流密度は1〜70A/
dm2である。電流密度が低くては、所要のニッケルイオ
ンを溶出させるのに、不相当な長い時間を要することは
いうまでもない。一方、70A/dm2を超える高い電流
密度で電解すると、副反応が起って酸素が発生し、効率
が低下するおそれがある。一般に、電流密度20A/dm
2程度が、ニッケルの溶解効率が高く、かつ操業の安定
が得やすくて有利である。The electrolysis conditions can be selected from a relatively wide range, but the preferred cathode current density is 1 to 70 A /
dm 2 . If the current density is low, it goes without saying that an unnecessarily long time is required to elute the required nickel ions. On the other hand, when electrolysis is performed at a high current density exceeding 70 A / dm 2 , a side reaction occurs to generate oxygen, which may lower the efficiency. Generally, current density 20A / dm
About 2 is advantageous because nickel dissolution efficiency is high and operation stability is easily obtained.
【0018】電解液すなわちニッケルイオンを補充され
たメッキ液は、液中に存在することのある固体分を除去
するために、ニッケルイオン含有液フィルター(43)
を通して循環槽(5)に戻す。このフィルターで濾別さ
れた固形分は、ときどき逆洗を行なってドレン槽(4
4)に落し、このドレンは、さらにスラッジフィルター
(45)で固液分離して、スラッジをスラッジ貯槽(4
6)に収容する。液は、再度電解槽(1)に戻して使用
するか、または無害化処理を施して廃棄する。The electrolytic solution, that is, the plating solution replenished with nickel ions, is used to remove a solid component which may be present in the solution.
To the circulation tank (5). The solids filtered off by this filter are sometimes backwashed and drained (4
4), the drain is further separated into solid and liquid by a sludge filter (45), and the sludge is separated into a sludge storage tank (4).
6). The liquid is returned to the electrolytic cell (1) for use, or subjected to detoxification treatment and discarded.
【0019】陰極(11)に析出したニッケル合金とく
に亜鉛−ニッケル合金は、陰極を回転させるとともに、
これにドクタ−ブレ−ド(31)を当てて陰極から剥離
し、少しずつとり出して電解槽の外へ除く。析出した合
金は、厚さが増すほど剥離しやすくなり、100μm前
後に達すると自らの内部に生じた応力で浮き上ってくる
ので、容易に剥離できる。析出した合金と電解液とは反
応し、反応により水素が発生する。ドラム上の合金が電
解液を出たところから水素の発生が見られ、それが電着
金属層を押し上げて、剥離を助ける。ドクターブレード
上の合金片は、電解液を吹き付けて洗い流すとよい。符
号(33)は、陰極で析出し、剥離された合金の容器を
示す。陰極がディスク形状である場合は、図3に示すよ
うに、陰極面に対するドクターとして、樋をそなえたス
クレーパー(32)を当て、析出した合金をかき取って
電解液を注いで流し出し、電解槽外へ導く。The nickel alloy deposited on the cathode (11), particularly a zinc-nickel alloy, rotates the cathode,
A doctor blade (31) is applied to this to separate it from the cathode, take it out little by little and remove it out of the electrolytic cell. The deposited alloy is more likely to peel off as the thickness increases, and when it reaches about 100 μm, it floats up due to the stress generated inside itself, so that it can be easily peeled off. The precipitated alloy reacts with the electrolytic solution, and hydrogen is generated by the reaction. Hydrogen evolution is seen where the alloy on the drum exits the electrolyte, which pushes up the electrodeposited metal layer and aids in delamination. The alloy pieces on the doctor blade may be washed away by spraying an electrolytic solution. Reference numeral (33) indicates a container of the alloy deposited and exfoliated at the cathode. When the cathode has a disk shape, as shown in FIG. 3, as a doctor for the cathode surface, a scraper (32) equipped with a gutter is applied, the precipitated alloy is scraped, and the electrolytic solution is poured out and poured. Guide outside.
【0020】電着した金属を電解槽の外へ導くのは、電
着金属が電解槽内に存在すると、電解液と反応して溶解
し、水素ガスを発生するからである。水素ガスが付着し
た金属片は電解槽液面に浮遊し、陰極・陽極の間に蓄積
すると、短絡をひきおこす。したがって、なるべくは全
部を電解槽の外へ導くことが好ましいが、微量であれば
差し支えない。ある程度の量が電解槽内に落下すること
が避け難い場合は、電解槽内の電解液の表層部に流れを
つくって、浮遊している電着金属片を電解相の外へ押し
流すようにするとよい。The reason why the electrodeposited metal is led out of the electrolytic cell is that when the electrodeposited metal is present in the electrolytic cell, it reacts with the electrolytic solution and is dissolved to generate hydrogen gas. The metal pieces to which the hydrogen gas adheres float on the surface of the electrolytic cell and accumulate between the cathode and anode, causing a short circuit. Therefore, it is preferable to lead all of them to the outside of the electrolytic cell as much as possible. If it is unavoidable that a certain amount will fall into the electrolytic cell, it is recommended to create a flow on the surface layer of the electrolytic solution in the electrolytic cell to push the floating electrodeposited metal pieces out of the electrolytic phase. Good.
【0021】陰極表面で電着金属を剥離させるドクター
ブレード(31)またはスクレーパー(32)を使用す
る場合、その材質と、取り付けの精度が重要である。材
料としては、その硬度が陰極材料のそれより低いものを
用いるべきである。適切な材料は、高密度ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、PTFEなどの
合成樹脂、またはフッ素ゴム、EPDM、ハイパロン、
シリコンゴム、ブチルゴムなどのエラストマーから選択
することができる。適切な材質が選ばれなかったり、取
り付け精度が悪かったりすると、操業中に陰極表面に無
数の傷が入り、この傷が電着金属の陰極表面への密着を
招き、剥離を困難にする。When using a doctor blade (31) or a scraper (32) for stripping the electrodeposited metal on the cathode surface, the material and the accuracy of the attachment are important. The material should have a hardness lower than that of the cathode material. Suitable materials are high density polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, synthetic resin such as PTFE, or fluoro rubber, EPDM, Hypalon,
It can be selected from elastomers such as silicone rubber and butyl rubber. If an appropriate material is not selected or the mounting accuracy is poor, countless scratches are made on the cathode surface during operation, and these scratches cause the electrodeposited metal to adhere to the cathode surface, making peeling difficult.
【0022】ドクターブレードまたはスクレーパーに代
えて、流体を陰極表面に勢いよく吹き付けて、電着金属
を洗い流すことは、陰極表面を傷つけないという点で有
利である。この場合、電解液を流体として使用するとよ
い。[0022] Instead of a doctor blade or a scraper, it is advantageous to flush the electrodeposited metal by squirting a fluid onto the cathode surface in order not to damage the cathode surface. In this case, the electrolyte may be used as the fluid.
【0023】集められたニッケル合金はメッキ液に溶解
するので、破砕して循環槽(6)に投入して溶解させ、
亜鉛イオンおよびニッケルイオンの供給源とすることが
できる。析出した亜鉛−ニッケル合金は脆く、わずかな
力を加えただけで用意に砕けて粉末になる。Since the collected nickel alloy is dissolved in the plating solution, it is crushed and put into a circulation tank (6) to be dissolved.
It can be a source of zinc and nickel ions. The precipitated zinc-nickel alloy is brittle and easily breaks into a powder with only a slight force.
【0024】[0024]
【実施例1】幅1820mmの鋼板を90m/分の速度で
走行させながら、連続的に亜鉛−ニッケル(重量でZ
n:Ni=88:12)の合金メッキを行なうライン
に、本発明のニッケルイオン供給技術を適用した。この
ラインでは、容量50m3のメッキ液循環槽があって、
そこから144m3/時の速度でメッキ液がラインに循
環している。ニッケルイオン供給装置は図2に示した構
成であって、陰極は表面をチタンで被覆したドラム状で
あり、陽極はそのまわりに湾曲して設けたチタンメッシ
ュのバスケットからなっていて、そこへイオウ含有金属
ニッケルのペレットを供給する。EXAMPLE 1 A steel plate having a width of 1820 mm was continuously run at a speed of 90 m / min while continuously using zinc-nickel (Z in weight).
The nickel ion supply technology of the present invention was applied to a line for performing alloy plating of n: Ni = 88: 12). In this line, there is a plating solution circulation tank with a capacity of 50 m 3 ,
From there, the plating solution is circulating in the line at a rate of 144 m 3 / hour. The nickel ion supply device has the configuration shown in FIG. 2, in which the cathode is in the form of a drum whose surface is coated with titanium, and the anode is made of a titanium mesh basket provided with a curve around it. A pellet of nickel metal is supplied.
【0025】メッキ量は、鋼板両面にそれぞれ30g/
m2であるから、メッキ浴から持ち去られる金属量は5
89.7kg/時であり、このうちの亜鉛(88%)は5
18.9kg、ニッケルは70.7kgである。亜鉛イオン
の供給は、図1に示した亜鉛粒溶解槽(7)において行
なうから、本発明のニッケルイオン供給装置で70.7
kg/時のニッケルイオンがメッキ浴に補充されればよ
い。メッキ液中のイオン濃度は、亜鉛が45kg/m3、
ニッケルが86kg/m3であるから、50m3のメッキ液
中には、それぞれの50倍のイオンが存在する。The amount of plating is 30 g /
m 2 , the amount of metal removed from the plating bath is 5
89.7 kg / hour, of which zinc (88%)
It weighs 18.9 kg and nickel weighs 70.7 kg. The supply of zinc ions is performed in the zinc particle dissolving tank (7) shown in FIG.
It suffices if the plating bath is supplemented with kg / hour of nickel ions. The ion concentration in the plating solution is 45 kg / m 3 for zinc,
Since nickel is 86 kg / m 3 , 50-m 3 plating solution contains 50 times as many ions.
【0026】メッキ液循環槽から受け入れたメッキ液
を、上記の電解槽の底部から供給し、陰極電流密度を4
0A/dm2に保って電解した。陰極表面における液流速
は40m/分、液温65℃であった。陰極電流効率は9
5%であった。The plating solution received from the plating solution circulating tank is supplied from the bottom of the electrolytic cell, and the cathode current density is adjusted to 4%.
Electrolysis was carried out at 0 A / dm 2 . The liquid flow rate on the cathode surface was 40 m / min, and the liquid temperature was 65 ° C. Cathode current efficiency is 9
5%.
【0027】陰極に析出した亜鉛−ニッケル合金を、図
2に示すようにドクタ−ブレ−ドでかき取って、電解槽
外へ連続的に除去した。洗浄・乾燥後の重量は、84.
42kg/時であった。合金を分析したところ、メッキ金
属と同じく亜鉛が88%、ニッケルが12%含まれてい
たから、陰極で析出した金属の量は、亜鉛が74.29
kg/時、ニッケルが10.13kg/時である。The zinc-nickel alloy deposited on the cathode was scraped off with a doctor blade as shown in FIG. 2 and continuously removed out of the electrolytic cell. The weight after washing and drying is 84.
It was 42 kg / hour. When the alloy was analyzed, it contained 88% of zinc and 12% of nickel as in the case of the plated metal. Therefore, the amount of metal deposited at the cathode was 74.29 for zinc.
kg / h and nickel at 10.13 kg / h.
【0028】一方、陽極で溶解した金属ニッケルの量
は、80.89kg/時であって、陽極の電流効率はほぼ
100%であった。メッキ液中にイオンとして供給され
たニッケルは、溶出量−析出量=80.89kg/時−1
0.13kg/時=70.76kg/時であるから、メッキ
ラインで消費された前記70.7kg/時のニッケルが補
給されたことがわかる。亜鉛は、陰極に析出した合金箔
の排出により、上記のように74.29kg/時が失われ
たが、これとメッキラインで消費された518.9kg/
時とを合わせた量593.2kg/時を、亜鉛粒溶解槽で
溶解することによって補給した。On the other hand, the amount of metallic nickel dissolved at the anode was 80.89 kg / hour, and the current efficiency of the anode was almost 100%. The amount of nickel supplied as ions in the plating solution was as follows: elution amount−precipitation amount = 80.89 kg / hour−1
Since 0.13 kg / hr is 70.76 kg / hr, it is understood that the above-mentioned 70.70 kg / hr of nickel consumed in the plating line was supplied. As described above, 74.29 kg / hour of zinc was lost due to the discharge of the alloy foil deposited on the cathode, and 518.9 kg / hour consumed in the plating line.
The timed amount of 593.2 kg / h was replenished by dissolving in a zinc dissolution tank.
【0029】[0029]
【実施例2】実施例1のドラム状陰極を、図3に示すよ
うなディスク状の陰極で置き換えた装置で、上述したメ
ッキラインの、ニッケルイオンの補給を行なった。ディ
スクは半径600mmで、両面が陰極として働くものであ
り、その4枚を、240mmのピッチで同軸上に重ねて固
定した。このディスクの周縁から444mmまでが電解液
に浸漬されるようにして回転させ、陰極電流密度約20
A/dm2で電解した。電解液温度は実施例1と同様に6
5℃であり、陰極電流効率も同様な値が得られた。Example 2 Nickel ions were supplied to the above-mentioned plating line using an apparatus in which the drum-shaped cathode of Example 1 was replaced with a disk-shaped cathode as shown in FIG. The disc had a radius of 600 mm and had both surfaces functioning as cathodes. Four of the discs were fixed coaxially at a pitch of 240 mm. The disk was rotated so that it was immersed in the electrolyte up to 444 mm from the periphery of the disk, and the cathode current density was about 20 mm.
A / dm 2 was electrolyzed. The electrolyte temperature was set to 6 as in Example 1.
5 ° C., and a similar value was obtained for the cathode current efficiency.
【0030】[0030]
【発明の効果】本発明は、陰極におけるニッケルの析出
を完全に防止するという考えを棄て、ある程度の析出は
許容するが、溶出分との差がイオンとして液中に残るよ
うにはかって、それをメッキ浴に供給することで、ニッ
ケル合金メッキに必要なニッケルイオンの供給を行なう
ものである。従って、これまで提案されて来た方法のよ
うに、陰極としてことさら水素過電圧の低いものを使う
わけではないから、白金族金属など高価な材料を使用す
る必要がなく、しかも陰極の寿命を心配する必要がほと
んどない。その結果、設備費も運転費も節約できる。The present invention rejects the idea of completely preventing nickel from being deposited on the cathode, but allows a certain amount of deposition, but measures the difference between the elution content and the ions so that they remain in the solution as ions. Is supplied to the plating bath to supply nickel ions necessary for nickel alloy plating. Therefore, unlike a method that has been proposed so far, a cathode having a particularly low hydrogen overvoltage is not used, so that it is not necessary to use an expensive material such as a platinum group metal, and further, there is a concern about the life of the cathode. There is almost no need. As a result, equipment costs and operating costs can be reduced.
【0031】前記した陰極析出ニッケル合金の再利用を
考慮に入れなくてもなお、従来の炭酸ニッケルを使用し
てニッケルイオンの供給を行なっていた場合にくらべ、
明白なコストの低下を享受することができる。陰極析出
ニッケル合金の再利用は容易であり、それによっていっ
そうのコスト低下が可能になる。Even without considering the above-mentioned re-use of the cathode-deposited nickel alloy, compared with the case where nickel ions are supplied using conventional nickel carbonate,
An obvious cost reduction can be enjoyed. The reuse of the cathodic deposited nickel alloy is easy, which allows for further cost reduction.
【図1】 本発明のニッケルイオン供給装置を採用して
ニッケル合金メッキを行なう装置の、全体の構成を示す
フローチャート。FIG. 1 is a flowchart showing the overall configuration of an apparatus that performs nickel alloy plating using a nickel ion supply apparatus of the present invention.
【図2】 図1の装置におけるニッケルイオン供給装置
の詳細を示す、電解槽を中心とする装置の断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view of a device centering on an electrolytic cell, showing details of a nickel ion supply device in the device of FIG. 1;
【図3】 図2のニッケルイオン供給装置の中の電解槽
について別の態様を示す図であって、Aは図2と同様な
横断面図であり、Bは縦断面図。3 is a view showing another embodiment of the electrolytic cell in the nickel ion supply device of FIG. 2, wherein A is a cross-sectional view similar to FIG. 2, and B is a longitudinal cross-sectional view.
1〜4 ニッケルイオン供給装置 1 電解槽 11 陰極 12 陽極 13 電源 14 電解液 2 金属ニッケル供給手段 21 ホッパー 22 ベルトコンベアー 3 陰極析出金属除去手段 31 ドクタ−ブレ−ド 32 スクレーパー 33 析出合金容器 4 ニッケルイオン含有液循環手段 41 メッキ液受け入れ配管 42 電解液送り出し配管 43 ニッケルイオン含有液フィルター 44 ドレン槽 45 スラッジフィルター 46 スラッジ貯槽 5 メッキライン 5A メッキ前の金属板 5B メッキ後の金属板 6 循環槽 7 亜鉛粒溶解槽 8 陰極析出合金 1-4 Nickel ion supply device 1 Electrolyzer 11 Cathode 12 Anode 13 Power supply 14 Electrolyte 2 Metal nickel supply means 21 Hopper 22 Belt conveyor 3 Cathode deposited metal removing means 31 Doctor blade 32 Scraper 33 Precipitated alloy container 4 Nickel ion Containing liquid circulation means 41 Plating solution receiving pipe 42 Electrolyte sending pipe 43 Nickel ion-containing liquid filter 44 Drain tank 45 Sludge filter 46 Sludge storage tank 5 Plating line 5A Metal plate before plating 5B Metal plate after plating 6 Circulation tank 7 Zinc particles Melting tank 8 Cathode deposition alloy
Claims (7)
キするための浴に、ニッケルまたはコバルトのイオンを
含有するメッキ液を供給する方法であって、陽極として
イオウを含有する金属ニッケルまたはコバルトを使用
し、陰極としてはたらく回転可能な金属製のドラムまた
はディスクをそなえた電解槽に、ニッケル合金またはコ
バルト合金のメッキ浴の循環槽からメッキ液を受入れ、
これを電解質として電解を行なって電解液中にニッケル
またはコバルトのイオンを溶出させ、陰極に析出したニ
ッケルまたはコバルトの合金を、陰極を回転させて連続
的に電解槽の外部に除去しながら、ニッケルまたはコバ
ルトのイオンが補充された電解液を送り出して前記の循
環槽に返すことを特徴とする合金メッキ浴に消費された
金属イオンを供給する方法。1. A method for supplying a plating solution containing nickel or cobalt ions to a bath for plating a nickel alloy or a cobalt alloy, wherein metal nickel or cobalt containing sulfur is used as an anode, A plating solution is received from a circulating bath of a nickel alloy or cobalt alloy plating bath into an electrolytic bath equipped with a rotatable metal drum or disk serving as a cathode,
This is used as an electrolyte to perform electrolysis to elute nickel or cobalt ions in the electrolytic solution.The nickel or cobalt alloy deposited on the cathode is continuously removed outside the electrolytic cell by rotating the cathode, while nickel is removed. Alternatively, a method of supplying consumed metal ions to an alloy plating bath, wherein an electrolytic solution supplemented with cobalt ions is sent out and returned to the circulation tank.
合金メッキである請求項1の方法。2. The method of claim 1, wherein the nickel alloy plating is zinc-nickel alloy plating.
でメッキ液に溶解して再使用する請求項1または2の方
法。3. The method according to claim 1, wherein the nickel alloy deposited on the cathode is dissolved in a plating solution in a circulation tank and reused.
合金メッキである請求項1の方法。4. The method of claim 1, wherein the cobalt alloy plating is a zinc-cobalt alloy plating.
でメッキ液に溶解して再使用する請求項1または4の方
法。5. The method according to claim 1, wherein the cobalt alloy deposited on the cathode is dissolved in a plating solution in a circulation tank and reused.
キするための浴に、ニッケルまたはコバルトのイオンを
含有するメッキ液を供給する装置であって、回転可能に
設けた金属製のドラムまたはディスクである陰極(1
1)と、陰極を部分的に囲む、イオウを含有する金属ニ
ッケルまたはコバルトからニッケルまたはコバルトのイ
オンを溶出させるための、多孔板で構成した陽極(1
2)とを有する電解槽(1)、陽極にイオウを含有する
金属ニッケルまたはコバルトを供給する金属供給手段
(2)、電解により陰極に析出するニッケルまたはコバ
ルトの合金を連続的に電解槽の外部に除去する電着金属
除去手段(3)、および合金メッキ浴の循環槽からメッ
キ液を受入れ、ニッケルまたはコバルトのイオンが補充
された電解液を送り出す金属イオン含有液循環手段
(4)から構成される合金メッキ浴に消費された金属イ
オンを供給する装置。6. An apparatus for supplying a plating solution containing nickel or cobalt ions to a bath for plating a nickel alloy or a cobalt alloy, wherein the cathode is a rotatable metal drum or disk. (1
1) and an anode (1) composed of a perforated plate for eluting nickel or cobalt ions from sulfur-containing metallic nickel or cobalt partially surrounding the cathode (1).
2), a metal supply means (2) for supplying metallic nickel or cobalt containing sulfur to the anode, and an alloy of nickel or cobalt deposited on the cathode by electrolysis continuously outside the electrolytic cell. Metal ion removing means (3), and a metal ion-containing liquid circulating means (4) for receiving a plating solution from a circulating bath of an alloy plating bath and sending out an electrolytic solution supplemented with nickel or cobalt ions. A device that supplies metal ions consumed to an alloy plating bath.
が、チタンもしくはチタン合金、鉛もしくは鉛合金、ア
ルミニウムもしくはアルミニウム合金、ステンレス鋼、
または硬質クロムメッキの層で形成されている請求項6
の装置。7. The method according to claim 7, wherein the surface of the metal drum or disc is titanium or titanium alloy, lead or lead alloy, aluminum or aluminum alloy, stainless steel,
Or a hard chromium plating layer.
Equipment.
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