JPH1143800A - めっき装置及びめっき方法 - Google Patents
めっき装置及びめっき方法Info
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- JPH1143800A JPH1143800A JP23377197A JP23377197A JPH1143800A JP H1143800 A JPH1143800 A JP H1143800A JP 23377197 A JP23377197 A JP 23377197A JP 23377197 A JP23377197 A JP 23377197A JP H1143800 A JPH1143800 A JP H1143800A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ２０〜３００Ａ／ｄｍ2 の高電流密度におい
て高速度めっきができ、めっき中にニッケルイオン濃度
とｐＨを一定に保つことができ、めっき皮膜のひび、わ
れ、こげといっためっき不良をなくし、正常なめっき皮
膜の形成ができるようにしためっき装置及びめっき方法
を提供する。 【解決手段】 アノード室１０２とカソード室１０３と
をニッケルイオンを透過しないイオン交換膜１０５によ
って分離したニッケルイオン補給槽１０９を少なくとも
一以上設けた。
て高速度めっきができ、めっき中にニッケルイオン濃度
とｐＨを一定に保つことができ、めっき皮膜のひび、わ
れ、こげといっためっき不良をなくし、正常なめっき皮
膜の形成ができるようにしためっき装置及びめっき方法
を提供する。 【解決手段】 アノード室１０２とカソード室１０３と
をニッケルイオンを透過しないイオン交換膜１０５によ
って分離したニッケルイオン補給槽１０９を少なくとも
一以上設けた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はめっき装置及びめっ
き方法に関し、特に内燃機関のエンジンシリンダに好適
なめっき装置及びめっき方法に関する。
き方法に関し、特に内燃機関のエンジンシリンダに好適
なめっき装置及びめっき方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、エンジンシリンダ内壁にめっきを
施す場合、シリンダ内部へ陽極を挿入している。この陽
極は、チタンバスケット中にニッケルペレットを充填し
ている。これによって、めっき液中にニッケルの補給を
行っている。この方法は、一般的に行われており、ニッ
ケルペレットが溶け出して不足する都度、チタンバスケ
ット内にニッケルペレットを補充している。しかし、例
えば、めっき液をシリンダ内部に連続的に流すフロー方
式の場合、問題があった。この方式では、電流密度が２
０〜３００Ａ／ｄｍ2 となり、ニッケルの溶解が間に合
わない傾向があり、水素イオンが増加してｐＨが低下し
過ぎてめっき条件を悪化させることがあった。そして、
さらにニッケルイオン濃度が低下すると、めっき皮膜の
われやひび、こげ等多くの不良を誘発することともなっ
ていた。さらに、フロー方式では、めっき速度が早いた
めに、ニッケルペレットの消費が早く、ニッケルペレッ
トの補給を頻繁に行なわなければならず、生産性が悪化
していた。
施す場合、シリンダ内部へ陽極を挿入している。この陽
極は、チタンバスケット中にニッケルペレットを充填し
ている。これによって、めっき液中にニッケルの補給を
行っている。この方法は、一般的に行われており、ニッ
ケルペレットが溶け出して不足する都度、チタンバスケ
ット内にニッケルペレットを補充している。しかし、例
えば、めっき液をシリンダ内部に連続的に流すフロー方
式の場合、問題があった。この方式では、電流密度が２
０〜３００Ａ／ｄｍ2 となり、ニッケルの溶解が間に合
わない傾向があり、水素イオンが増加してｐＨが低下し
過ぎてめっき条件を悪化させることがあった。そして、
さらにニッケルイオン濃度が低下すると、めっき皮膜の
われやひび、こげ等多くの不良を誘発することともなっ
ていた。さらに、フロー方式では、めっき速度が早いた
めに、ニッケルペレットの消費が早く、ニッケルペレッ
トの補給を頻繁に行なわなければならず、生産性が悪化
していた。
【０００３】これに対して、不溶性電極を用いためっき
方法も採用されている。この場合、炭酸ニッケルや水酸
化ニッケルの粉末をめっき液中に溶かし、ニッケルイオ
ンの補給を行っている。しかし、高速めっき等のように
ニッケルイオンの消費速度が早い場合には、ニッケルペ
レットと同様にニッケルイオンの供給が追いつかず、ｐ
Ｈの低下やイオン不足により正常なめっき皮膜を形成す
ることができない。また、炭酸ニッケルや水酸化ニッケ
ルにより補給する場合、消費したニッケルイオン量に対
応して正確に補給するのは難しく、めっき作業中にニッ
ケルイオン濃度を一定に保つことができず、信頼性や品
質の面で大きく劣っている。
方法も採用されている。この場合、炭酸ニッケルや水酸
化ニッケルの粉末をめっき液中に溶かし、ニッケルイオ
ンの補給を行っている。しかし、高速めっき等のように
ニッケルイオンの消費速度が早い場合には、ニッケルペ
レットと同様にニッケルイオンの供給が追いつかず、ｐ
Ｈの低下やイオン不足により正常なめっき皮膜を形成す
ることができない。また、炭酸ニッケルや水酸化ニッケ
ルにより補給する場合、消費したニッケルイオン量に対
応して正確に補給するのは難しく、めっき作業中にニッ
ケルイオン濃度を一定に保つことができず、信頼性や品
質の面で大きく劣っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような現
状に鑑み、２０〜３００Ａ／ｄｍ2 の高電流密度におい
て高速度めっきができ、めっき中にニッケルイオン濃度
とｐＨを一定に保つことができ、めっき皮膜のひび、わ
れ、こげといっためっき不良をなくし、正常なめっき皮
膜の形成ができるようにしためっき装置及びめっき方法
を提供することを目的とする。
状に鑑み、２０〜３００Ａ／ｄｍ2 の高電流密度におい
て高速度めっきができ、めっき中にニッケルイオン濃度
とｐＨを一定に保つことができ、めっき皮膜のひび、わ
れ、こげといっためっき不良をなくし、正常なめっき皮
膜の形成ができるようにしためっき装置及びめっき方法
を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載された発明は、ニッケルめっき皮膜
を形成するためのめっき装置であって、アノード室とカ
ソード室とをニッケルイオンを透過しないイオン交換膜
によって分離したニッケルイオン補給槽を少なくとも一
つ以上設けたことを特徴とする。請求項２に記載された
発明は、請求項１のめっき装置において、めっき対象物
をエンジンシリンダとし、該エンジンシリンダ内部に陽
極を配置し、エンジンシリンダ内部と上記陽極との間に
めっき液を流してめっきを行うようにしたことを特徴と
する。請求項３に記載された発明は、請求項１又は２の
めっき装置において、上記イオン交換膜を、１価カチオ
ン選択透過性イオン交換膜等のカチオン交換膜又は水素
イオン選択透過性イオン交換膜としたことを特徴とす
る。
め、請求項１に記載された発明は、ニッケルめっき皮膜
を形成するためのめっき装置であって、アノード室とカ
ソード室とをニッケルイオンを透過しないイオン交換膜
によって分離したニッケルイオン補給槽を少なくとも一
つ以上設けたことを特徴とする。請求項２に記載された
発明は、請求項１のめっき装置において、めっき対象物
をエンジンシリンダとし、該エンジンシリンダ内部に陽
極を配置し、エンジンシリンダ内部と上記陽極との間に
めっき液を流してめっきを行うようにしたことを特徴と
する。請求項３に記載された発明は、請求項１又は２の
めっき装置において、上記イオン交換膜を、１価カチオ
ン選択透過性イオン交換膜等のカチオン交換膜又は水素
イオン選択透過性イオン交換膜としたことを特徴とす
る。
【０００６】請求項４に記載された発明は、請求項１又
は２のめっき装置において、上記イオン交換膜をアニオ
ン交換膜としたことを特徴とする。請求項５に記載され
た発明は、請求項４のめっき装置において、上記アニオ
ン交換膜を、強塩基性アニオン膜、１価アニオン選択透
過膜又は水素イオン難透過膜としたことを特徴とする。
請求項６に記載された発明は、請求項４又は５のめっき
装置において、上記カソード室の電解液にアルカリ性溶
液を用いるようにしたことを特徴とする。請求項７に記
載された発明は、請求項１から６のいずれかに記載のめ
っき装置において、上記アノード室の陽極をニッケル板
とし、上記カソード室の陰極を不溶性陰極としたことを
特徴とする。請求項８に記載された発明は、請求項１か
ら７のいずれかに記載のめっき装置において、上記ニッ
ケルイオン補給槽に用いられるニッケル陽極の材質を電
解ニッケル、硫黄含有デポラライズドニッケル、酸化ニ
ッケル含有デポラライズドニッケル、又はカーボン含有
カーボナイズドニッケルとしたことを特徴とする。請求
項９に記載された発明は、請求項１から８のいずれかに
記載のめっき装置を用いためっき方法であって、形成さ
れるめっき皮膜がＮｉ−Ｐめっき皮膜、Ｎｉ−ＳｉＣ分
散めっき皮膜、又はＮｉ−Ｐ−ＳｉＣ分散めっき皮膜で
あることを特徴とする。
は２のめっき装置において、上記イオン交換膜をアニオ
ン交換膜としたことを特徴とする。請求項５に記載され
た発明は、請求項４のめっき装置において、上記アニオ
ン交換膜を、強塩基性アニオン膜、１価アニオン選択透
過膜又は水素イオン難透過膜としたことを特徴とする。
請求項６に記載された発明は、請求項４又は５のめっき
装置において、上記カソード室の電解液にアルカリ性溶
液を用いるようにしたことを特徴とする。請求項７に記
載された発明は、請求項１から６のいずれかに記載のめ
っき装置において、上記アノード室の陽極をニッケル板
とし、上記カソード室の陰極を不溶性陰極としたことを
特徴とする。請求項８に記載された発明は、請求項１か
ら７のいずれかに記載のめっき装置において、上記ニッ
ケルイオン補給槽に用いられるニッケル陽極の材質を電
解ニッケル、硫黄含有デポラライズドニッケル、酸化ニ
ッケル含有デポラライズドニッケル、又はカーボン含有
カーボナイズドニッケルとしたことを特徴とする。請求
項９に記載された発明は、請求項１から８のいずれかに
記載のめっき装置を用いためっき方法であって、形成さ
れるめっき皮膜がＮｉ−Ｐめっき皮膜、Ｎｉ−ＳｉＣ分
散めっき皮膜、又はＮｉ−Ｐ−ＳｉＣ分散めっき皮膜で
あることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下に本発明をその実施の形態に
ついて詳細に説明する。イオン交換膜として１価カチオン選択透過性イオン交換
膜等のカチオン交換膜又は水素イオン選択透過性イオン
交換膜を用いる場合の発明の実施の形態 図１は、本発明を実施するためのめっき装置の一実施の
形態を示す概念図である。この装置は、めっき装置部１
６と、めっき液槽２と、ニッケルイオン補給槽１０９と
を含む。この装置のめっき装置部１６では、エンジンシ
リンダ（ワークピース）１０の内面にめっきを施すため
に、このエンジンシリンダ１０の内部に不溶性陽極１１
を配置している。この装置では、エンジンシリンダ１０
の内部と不溶性陽極１１との間にめっき液を流してめっ
きを行う。上記不溶性陽極１１は、例えばＰｔ、Ｔｉ、
ステンレス又はチタン材に白金めっきを施したものであ
る。
ついて詳細に説明する。イオン交換膜として１価カチオン選択透過性イオン交換
膜等のカチオン交換膜又は水素イオン選択透過性イオン
交換膜を用いる場合の発明の実施の形態 図１は、本発明を実施するためのめっき装置の一実施の
形態を示す概念図である。この装置は、めっき装置部１
６と、めっき液槽２と、ニッケルイオン補給槽１０９と
を含む。この装置のめっき装置部１６では、エンジンシ
リンダ（ワークピース）１０の内面にめっきを施すため
に、このエンジンシリンダ１０の内部に不溶性陽極１１
を配置している。この装置では、エンジンシリンダ１０
の内部と不溶性陽極１１との間にめっき液を流してめっ
きを行う。上記不溶性陽極１１は、例えばＰｔ、Ｔｉ、
ステンレス又はチタン材に白金めっきを施したものであ
る。
【０００８】このめっき装置部１６では、下部フレーム
１ａの上に絶縁板６、電極板７、第２の絶縁板８、第２
の電極板９、前述のエンジンシリンダ１０、パッキング
１２及び上部治具１３が設置されている。エンジンシリ
ンダ１０以外の部材にも図示するようにエンジンシリン
ダ１０と同じ径の孔が設けられており、それらの孔の軸
心がエンジンシリンダ１０内の軸線に一致するように設
定している。電極板７の孔部中央は電極支持部７ａとな
っており、不溶性陽極１１がめっき液の通路の中央に位
置するように支持固定している。一方、中空状の上部治
具１３は、エンジンシリンダ１０の上方のクランクケー
ス側開口部を塞ぐように据置しており、エアシリンダ１
５により上部治具１３をエンジンシリンダ１０に押さえ
つけることにより固定している。エアシリンダ１５は、
フレーム１の上部フレーム１ｂから押圧ロッド１５ａを
介して上部治具１３を押圧する。
１ａの上に絶縁板６、電極板７、第２の絶縁板８、第２
の電極板９、前述のエンジンシリンダ１０、パッキング
１２及び上部治具１３が設置されている。エンジンシリ
ンダ１０以外の部材にも図示するようにエンジンシリン
ダ１０と同じ径の孔が設けられており、それらの孔の軸
心がエンジンシリンダ１０内の軸線に一致するように設
定している。電極板７の孔部中央は電極支持部７ａとな
っており、不溶性陽極１１がめっき液の通路の中央に位
置するように支持固定している。一方、中空状の上部治
具１３は、エンジンシリンダ１０の上方のクランクケー
ス側開口部を塞ぐように据置しており、エアシリンダ１
５により上部治具１３をエンジンシリンダ１０に押さえ
つけることにより固定している。エアシリンダ１５は、
フレーム１の上部フレーム１ｂから押圧ロッド１５ａを
介して上部治具１３を押圧する。
【０００９】通電は、直流電源３により、エンジンシリ
ンダ１０（陰極）と不溶性陽極１１との間で行われる。
なお、エンジンシリンダ１０は、絶縁板８により電極板
７から電気的に絶縁されている。めっき液槽２からは、
めっき液がめっき用ポンプ４によって圧送されるように
なっている。さらに、めっき液は、下部フレーム１ａの
下側に配設しためっき液流入部５から流入し、エンジン
シリンダ１０の内面を通って、上部治具１３に配設され
た液流出部１４からめっき液槽２へ排出される。めっき
液のベース溶液としては、例えば、スルファミン酸ニッ
ケル浴、硫酸ニッケル浴、塩化ニッケル浴を挙げること
ができる。特に好ましくは、スルファミン酸ニッケル浴
及び硫酸ニッケル浴である。具体的には、硫酸ニッケル
とホウ酸とを基本浴組成とすることが好適であり、硫酸
ニッケル１５０〜６００ｇ／Ｌ、好ましくは４００〜５
５０ｇ／Ｌ、ホウ酸１５〜５０ｇ／Ｌの浴組成にＳｉＣ
を５０〜４５０ｇ／Ｌ、好ましくは１００〜３００ｇ／
Ｌ添加したものを挙げることができる。その他リン源、
サッカリン等の光沢剤等を添加することもできる。形成
されるめっき皮膜としては、Ｎｉめっき皮膜、Ｎｉ−Ｐ
めっき皮膜、Ｎｉ−ＳｉＣ分散めっき皮膜、又はＮｉ−
Ｐ−ＳｉＣ分散めっき皮膜等を挙げることができる。こ
のうち好適なものは、Ｎｉ−Ｐめっき皮膜、Ｎｉ−Ｓｉ
Ｃ分散めっき皮膜、及びＮｉ−Ｐ−ＳｉＣ分散めっき皮
膜である。
ンダ１０（陰極）と不溶性陽極１１との間で行われる。
なお、エンジンシリンダ１０は、絶縁板８により電極板
７から電気的に絶縁されている。めっき液槽２からは、
めっき液がめっき用ポンプ４によって圧送されるように
なっている。さらに、めっき液は、下部フレーム１ａの
下側に配設しためっき液流入部５から流入し、エンジン
シリンダ１０の内面を通って、上部治具１３に配設され
た液流出部１４からめっき液槽２へ排出される。めっき
液のベース溶液としては、例えば、スルファミン酸ニッ
ケル浴、硫酸ニッケル浴、塩化ニッケル浴を挙げること
ができる。特に好ましくは、スルファミン酸ニッケル浴
及び硫酸ニッケル浴である。具体的には、硫酸ニッケル
とホウ酸とを基本浴組成とすることが好適であり、硫酸
ニッケル１５０〜６００ｇ／Ｌ、好ましくは４００〜５
５０ｇ／Ｌ、ホウ酸１５〜５０ｇ／Ｌの浴組成にＳｉＣ
を５０〜４５０ｇ／Ｌ、好ましくは１００〜３００ｇ／
Ｌ添加したものを挙げることができる。その他リン源、
サッカリン等の光沢剤等を添加することもできる。形成
されるめっき皮膜としては、Ｎｉめっき皮膜、Ｎｉ−Ｐ
めっき皮膜、Ｎｉ−ＳｉＣ分散めっき皮膜、又はＮｉ−
Ｐ−ＳｉＣ分散めっき皮膜等を挙げることができる。こ
のうち好適なものは、Ｎｉ−Ｐめっき皮膜、Ｎｉ−Ｓｉ
Ｃ分散めっき皮膜、及びＮｉ−Ｐ−ＳｉＣ分散めっき皮
膜である。
【００１０】ニッケルイオン補給槽１０９は、アノード
室１０２とカソード室１０３とをイオン交換膜１０５に
よって分離している。イオン交換膜１０５は、１価カチ
オン選択透過性イオン交換膜等のカチオン交換膜又は水
素イオン選択透過性イオン交換膜で構成することができ
る。アノード室１０２とめっき液槽２とは液送管１１０
によって結合されており、循環ポンプ１０８と１１１と
によって、めっき液はアノード室１０２とめっき液槽２
とを循環している。アノード室１０２の陽極１０６は、
ニッケル板とし、上記カソード室１０３の陰極１０７を
不溶性陰極としている。通電は、陽極板１０６をプラ
ス、不溶性陰極１０７がマイナスとなるように行う。カ
ソード室１０３には、スルファミン酸、硫酸、塩酸又は
硝酸等を含む酸性溶液を用いる。陽極１０６は、上記の
ようなニッケル板の他、ペレット等の他のものも用いる
ことができる。陽極１０６の材質は、電解ニッケル、硫
黄含有デポラライズドニッケル、酸化ニッケル含有デポ
ラライズドニッケル、又はカーボン含有カーボナイズド
ニッケルとすることができる。特に好ましくは、硫黄含
有デポラライズドニッケルである。この材質では、ニッ
ケルの溶解がスムースであり、ニッケルイオンの補給が
スムースに行われるからである。
室１０２とカソード室１０３とをイオン交換膜１０５に
よって分離している。イオン交換膜１０５は、１価カチ
オン選択透過性イオン交換膜等のカチオン交換膜又は水
素イオン選択透過性イオン交換膜で構成することができ
る。アノード室１０２とめっき液槽２とは液送管１１０
によって結合されており、循環ポンプ１０８と１１１と
によって、めっき液はアノード室１０２とめっき液槽２
とを循環している。アノード室１０２の陽極１０６は、
ニッケル板とし、上記カソード室１０３の陰極１０７を
不溶性陰極としている。通電は、陽極板１０６をプラ
ス、不溶性陰極１０７がマイナスとなるように行う。カ
ソード室１０３には、スルファミン酸、硫酸、塩酸又は
硝酸等を含む酸性溶液を用いる。陽極１０６は、上記の
ようなニッケル板の他、ペレット等の他のものも用いる
ことができる。陽極１０６の材質は、電解ニッケル、硫
黄含有デポラライズドニッケル、酸化ニッケル含有デポ
ラライズドニッケル、又はカーボン含有カーボナイズド
ニッケルとすることができる。特に好ましくは、硫黄含
有デポラライズドニッケルである。この材質では、ニッ
ケルの溶解がスムースであり、ニッケルイオンの補給が
スムースに行われるからである。
【００１１】上記構成の実施の形態にかかるめっき装置
を用いてめっきを行う場合の概念を、図２について説明
する。この装置を用いてフロー方式によって高電流密度
（２０〜３００Ａ／ｄｍ2 ）の高速めっきを行うと、以
下のような反応式に従って反応が進む。 めっき装置部１６： 陽極： Ｈ2 Ｏ → １／２Ｏ2 ↑＋２Ｈ+ ＋２ｅ- 陰極（ワーク）：Ｎｉ2+＋２ｅ- → Ｎｉ ニッケルイオン補給槽１０９： 陽極： Ｎｉ → Ｎｉ2+＋２ｅ- 陰極： Ｈ2 Ｏ＋ｅ- → １／２Ｈ2 ↑＋ＯＨ-
を用いてめっきを行う場合の概念を、図２について説明
する。この装置を用いてフロー方式によって高電流密度
（２０〜３００Ａ／ｄｍ2 ）の高速めっきを行うと、以
下のような反応式に従って反応が進む。 めっき装置部１６： 陽極： Ｈ2 Ｏ → １／２Ｏ2 ↑＋２Ｈ+ ＋２ｅ- 陰極（ワーク）：Ｎｉ2+＋２ｅ- → Ｎｉ ニッケルイオン補給槽１０９： 陽極： Ｎｉ → Ｎｉ2+＋２ｅ- 陰極： Ｈ2 Ｏ＋ｅ- → １／２Ｈ2 ↑＋ＯＨ-
【００１２】この反応を図２について説明すると、まず
めっき装置部１６では、不溶性陽極１１で水の電気分解
反応が行われ、水素イオンと酸素ガスが発生する。陰極
であるワーク１０には、ニッケルの析出反応が起きる。
めっき液は、ニッケルイオンの減少と水素イオンの増加
によってｐＨが低下する。そこで、ニッケルイオン補給
槽１０９を通電すると、ニッケルイオン補給槽１０９で
は、ニッケル陽極１０６より、ニッケルイオンが溶解す
る。カチオンであるＨ+ とＮｉ2+とは、不溶性陰極１０
７へ電気的な動力によって移動する。水素イオン選択透
過性又は１価カチオン選択性のイオン交換膜１０５を用
いると、図３に示すようにＮｉ2+イオン３３はブロック
され、１価カチオンである水素イオン３２だけが膜１０
５を通過する。この水素イオン３２は、不溶性陰極１０
７により水素ガスとなって消費され、アノード室１０２
のニッケルイオン濃度が増加する。この増加したニッケ
ルイオン３３を含む液は、ポンプ１１１によってめっき
液槽２に補給される。なお、ニッケルイオンの減少した
めっき液は、めっき液槽２からポンプ１０８によってニ
ッケルイオン補給槽１０９に戻される。
めっき装置部１６では、不溶性陽極１１で水の電気分解
反応が行われ、水素イオンと酸素ガスが発生する。陰極
であるワーク１０には、ニッケルの析出反応が起きる。
めっき液は、ニッケルイオンの減少と水素イオンの増加
によってｐＨが低下する。そこで、ニッケルイオン補給
槽１０９を通電すると、ニッケルイオン補給槽１０９で
は、ニッケル陽極１０６より、ニッケルイオンが溶解す
る。カチオンであるＨ+ とＮｉ2+とは、不溶性陰極１０
７へ電気的な動力によって移動する。水素イオン選択透
過性又は１価カチオン選択性のイオン交換膜１０５を用
いると、図３に示すようにＮｉ2+イオン３３はブロック
され、１価カチオンである水素イオン３２だけが膜１０
５を通過する。この水素イオン３２は、不溶性陰極１０
７により水素ガスとなって消費され、アノード室１０２
のニッケルイオン濃度が増加する。この増加したニッケ
ルイオン３３を含む液は、ポンプ１１１によってめっき
液槽２に補給される。なお、ニッケルイオンの減少した
めっき液は、めっき液槽２からポンプ１０８によってニ
ッケルイオン補給槽１０９に戻される。
【００１３】以上のように、めっき装置部１６でニッケ
ルイオンが不足し、水素イオンが増加しても、ニッケル
イオン補給槽１０９でニッケルイオンの補給と水素イオ
ンの消費が行われるので、ニッケルイオンの濃度とｐＨ
を一定に保つことができる。なお、イオン交換膜１０５
として、カチオンのみを通過させる一般的なカチオン膜
を用いても良い。その場合、ニッケルイオンの通過速度
と、水素イオンの通過速度とを比較すると、ニッケルイ
オンのほうが遅いために、水素イオンが優先的に通過
し、アノード室１０２からのニッケルイオンの供給と水
素イオンの消費が可能となる。
ルイオンが不足し、水素イオンが増加しても、ニッケル
イオン補給槽１０９でニッケルイオンの補給と水素イオ
ンの消費が行われるので、ニッケルイオンの濃度とｐＨ
を一定に保つことができる。なお、イオン交換膜１０５
として、カチオンのみを通過させる一般的なカチオン膜
を用いても良い。その場合、ニッケルイオンの通過速度
と、水素イオンの通過速度とを比較すると、ニッケルイ
オンのほうが遅いために、水素イオンが優先的に通過
し、アノード室１０２からのニッケルイオンの供給と水
素イオンの消費が可能となる。
【００１４】これによって、本実施の形態のように、不
溶性電極を用いためっき方法において、炭酸ニッケルや
水酸化ニッケルの粉末をめっき液中に溶かし、ニッケル
イオンの補給を行なわなくても良い。また、チタンバス
ケット内にニッケルペレットを収納した陽極を用いた場
合でも、ｐＨの低下やイオン不足を起こすことがなく、
正常なめっき皮膜を形成することができる。このように
して、フロー方式によって高電流密度（２０〜３００Ａ
／ｄｍ2 ）の高速めっきを良好に行うことができ、めっ
き皮膜の品質を向上させることができる。また、フロー
方式の装置に組み込んでインライン化が可能である。め
っき装置部１６又はめっき液槽２といっためっきシステ
ム本体へのニッケルペレット、炭酸ニッケル、水酸化ニ
ッケルの補給の操作が不要となり、生産性が向上し、無
人化が可能となり、コストを削減することができる。
溶性電極を用いためっき方法において、炭酸ニッケルや
水酸化ニッケルの粉末をめっき液中に溶かし、ニッケル
イオンの補給を行なわなくても良い。また、チタンバス
ケット内にニッケルペレットを収納した陽極を用いた場
合でも、ｐＨの低下やイオン不足を起こすことがなく、
正常なめっき皮膜を形成することができる。このように
して、フロー方式によって高電流密度（２０〜３００Ａ
／ｄｍ2 ）の高速めっきを良好に行うことができ、めっ
き皮膜の品質を向上させることができる。また、フロー
方式の装置に組み込んでインライン化が可能である。め
っき装置部１６又はめっき液槽２といっためっきシステ
ム本体へのニッケルペレット、炭酸ニッケル、水酸化ニ
ッケルの補給の操作が不要となり、生産性が向上し、無
人化が可能となり、コストを削減することができる。
【００１５】イオン交換膜としてアニオン交換膜を用い
た場合の実施の形態 本実施の形態においても、図１と同様のめっき装置を用
いる。ただし、ニッケルイオン補給槽１０９の構成が異
なる。ニッケルイオン補給槽１０９は、アノード室１０
２とカソード室１０３とをイオン交換膜１０５によって
分離している。イオン交換膜１０５は、この実施の形態
では、アニオン交換膜としている。アニオン交換膜とし
ては、例えば、強塩基性アニオン膜、１価アニオン選択
透過膜又は水素イオン難透過膜を用いることができる。
先の実施の形態と同様、アノード室１０２とめっき液槽
２とは液送管１１０によって結合されており、循環ポン
プ１０８と１１１とによって、めっき液はアノード室１
０２とめっき液槽２とを循環している。アノード室１０
２の陽極１０６は、ニッケル板とし、上記カソード室１
０３の陰極１０７を不溶性陰極としている。通電は、陽
極板１０６をプラス、不溶性陰極１０７がマイナスとな
るように行う。カソード室１０３には、アルカリ性溶液
を用いる。アルカリ性溶液であれば特に限定はないが、
例えば、水酸化ナトリウム、水酸化バリウム、水酸化カ
リウム、アンモニア溶液を用いることができる。陽極の
材質等の先の実施の形態と同様ニッケル板の他、ペレッ
ト状のものを用いることができ、電解ニッケル等を用い
ることができる等異なる点はない。
た場合の実施の形態 本実施の形態においても、図１と同様のめっき装置を用
いる。ただし、ニッケルイオン補給槽１０９の構成が異
なる。ニッケルイオン補給槽１０９は、アノード室１０
２とカソード室１０３とをイオン交換膜１０５によって
分離している。イオン交換膜１０５は、この実施の形態
では、アニオン交換膜としている。アニオン交換膜とし
ては、例えば、強塩基性アニオン膜、１価アニオン選択
透過膜又は水素イオン難透過膜を用いることができる。
先の実施の形態と同様、アノード室１０２とめっき液槽
２とは液送管１１０によって結合されており、循環ポン
プ１０８と１１１とによって、めっき液はアノード室１
０２とめっき液槽２とを循環している。アノード室１０
２の陽極１０６は、ニッケル板とし、上記カソード室１
０３の陰極１０７を不溶性陰極としている。通電は、陽
極板１０６をプラス、不溶性陰極１０７がマイナスとな
るように行う。カソード室１０３には、アルカリ性溶液
を用いる。アルカリ性溶液であれば特に限定はないが、
例えば、水酸化ナトリウム、水酸化バリウム、水酸化カ
リウム、アンモニア溶液を用いることができる。陽極の
材質等の先の実施の形態と同様ニッケル板の他、ペレッ
ト状のものを用いることができ、電解ニッケル等を用い
ることができる等異なる点はない。
【００１６】本実施の形態でも、先の実施の形態と同
様、通電することによってめっき液槽２でめっきが行わ
れる。ただし、ニッケルイオン補給槽１０９の構成が異
なるので、該ニッケルイオン補給槽１０９におけるイオ
ンの動きが異なる。このことをを、図４について説明す
る。まず、図１の装置を用いてフロー方式によって高電
流密度（２０〜３００Ａ／ｄｍ2 ）の高速めっきを行う
と、以下のような反応式に従って反応が進む。 めっき装置部１６： 陽極： Ｈ2 Ｏ → １／２Ｏ2 ↑＋２Ｈ+ ＋２ｅ- 陰極（ワーク）：Ｎｉ2+＋２ｅ- → Ｎｉ ニッケルイオン補給槽１０９： 陽極： Ｎｉ → Ｎｉ2+＋２ｅ- 陰極： Ｈ2 Ｏ＋ｅ- → １／２Ｈ2 ↑＋ＯＨ- これらの反応は、先の実施の形態と同様である。
様、通電することによってめっき液槽２でめっきが行わ
れる。ただし、ニッケルイオン補給槽１０９の構成が異
なるので、該ニッケルイオン補給槽１０９におけるイオ
ンの動きが異なる。このことをを、図４について説明す
る。まず、図１の装置を用いてフロー方式によって高電
流密度（２０〜３００Ａ／ｄｍ2 ）の高速めっきを行う
と、以下のような反応式に従って反応が進む。 めっき装置部１６： 陽極： Ｈ2 Ｏ → １／２Ｏ2 ↑＋２Ｈ+ ＋２ｅ- 陰極（ワーク）：Ｎｉ2+＋２ｅ- → Ｎｉ ニッケルイオン補給槽１０９： 陽極： Ｎｉ → Ｎｉ2+＋２ｅ- 陰極： Ｈ2 Ｏ＋ｅ- → １／２Ｈ2 ↑＋ＯＨ- これらの反応は、先の実施の形態と同様である。
【００１７】すなわち、めっき装置部１６では、不溶性
陽極１１で水の電気分解反応が行われ、水素イオンと酸
素ガスが発生する。陰極であるワーク１０には、ニッケ
ルの析出反応が起きる。めっき液は、ニッケルイオンの
減少と水素イオンの増加によってｐＨが低下する。そこ
で、ニッケルイオン補給槽１０９を通電すると、ニッケ
ルイオン補給槽１０９では、ニッケル陽極１０６より、
ニッケルイオンが溶解する。陰極からは、水素が発生
し、ＯＨ- が増加する。図４に示すように、ＯＨ - イオ
ンが、アニオン交換膜１０５を通過し、アノード室１０
２の水素イオンと中和し、水を生成する。中和反応式
は、 Ｈ+ ＋ＯＨ- → Ｈ2 Ｏ となる。一方、カチオ
ンであるニッケルイオンは、アニオン膜１０５を通過で
きない。水素イオンは、小さいので、ある程度アニオン
膜１０５を通過するが、通過した水素イオンは、ＯＨ-
イオンとカソード室１０３で中和し、特に問題はない。
電気的な損失を考慮して、水素イオンを通過させないほ
うが良い場合には、水素イオン難透過膜を用いれば良
い。この反応により、アノード室１０２内では、ニッケ
ルイオンの補給と増加した水素イオンをＯＨ- イオンと
中和することによりｐＨを一定に保つことが可能とな
る。
陽極１１で水の電気分解反応が行われ、水素イオンと酸
素ガスが発生する。陰極であるワーク１０には、ニッケ
ルの析出反応が起きる。めっき液は、ニッケルイオンの
減少と水素イオンの増加によってｐＨが低下する。そこ
で、ニッケルイオン補給槽１０９を通電すると、ニッケ
ルイオン補給槽１０９では、ニッケル陽極１０６より、
ニッケルイオンが溶解する。陰極からは、水素が発生
し、ＯＨ- が増加する。図４に示すように、ＯＨ - イオ
ンが、アニオン交換膜１０５を通過し、アノード室１０
２の水素イオンと中和し、水を生成する。中和反応式
は、 Ｈ+ ＋ＯＨ- → Ｈ2 Ｏ となる。一方、カチオ
ンであるニッケルイオンは、アニオン膜１０５を通過で
きない。水素イオンは、小さいので、ある程度アニオン
膜１０５を通過するが、通過した水素イオンは、ＯＨ-
イオンとカソード室１０３で中和し、特に問題はない。
電気的な損失を考慮して、水素イオンを通過させないほ
うが良い場合には、水素イオン難透過膜を用いれば良
い。この反応により、アノード室１０２内では、ニッケ
ルイオンの補給と増加した水素イオンをＯＨ- イオンと
中和することによりｐＨを一定に保つことが可能とな
る。
【００１８】以上のようにして、本実施の形態でも、不
溶性電極を用いためっき方法において、炭酸ニッケルや
水酸化ニッケルの粉末をめっき液中に溶かし、ニッケル
イオンの補給を行なわなくても良い等、先の実施の形態
におけると同様の効果を期待することができる。
溶性電極を用いためっき方法において、炭酸ニッケルや
水酸化ニッケルの粉末をめっき液中に溶かし、ニッケル
イオンの補給を行なわなくても良い等、先の実施の形態
におけると同様の効果を期待することができる。
【００１９】
【実施例】以下に本発明の実施例を挙げる。実施例１ 以下に示しためっき条件で上記先の実施の形態について
説明しためっき装置を用いてめっきを行った。不溶性陽
極、ニッケルイオン補給部の陽極、陰極の各材質のいず
れの組み合わせにおいても良好なめっき皮膜を得ること
ができた。 めっき条件： めっき装置部： めっき液：スルファミン酸ニッケル ５３５ ｍｌ／Ｌ ホウ酸 ４５ ｇ／Ｌ サッカリンソーダ ３．２ｇ／Ｌ 次亜リン酸 １．５ｇ／Ｌ 通電条件： １００Ａ／ｄｍ2 ×５分、 膜厚 １００μｍ 温度 ： ５７℃±５℃ ｐＨ ： ４．２±０．５ 不溶性陽極：Ｐｔ、Ｔｉ、又はＳｕｓもしくはＴｉにＰｔめっきを施したもの を用いた。
説明しためっき装置を用いてめっきを行った。不溶性陽
極、ニッケルイオン補給部の陽極、陰極の各材質のいず
れの組み合わせにおいても良好なめっき皮膜を得ること
ができた。 めっき条件： めっき装置部： めっき液：スルファミン酸ニッケル ５３５ ｍｌ／Ｌ ホウ酸 ４５ ｇ／Ｌ サッカリンソーダ ３．２ｇ／Ｌ 次亜リン酸 １．５ｇ／Ｌ 通電条件： １００Ａ／ｄｍ2 ×５分、 膜厚 １００μｍ 温度 ： ５７℃±５℃ ｐＨ ： ４．２±０．５ 不溶性陽極：Ｐｔ、Ｔｉ、又はＳｕｓもしくはＴｉにＰｔめっきを施したもの を用いた。
【００２０】ニッケルイオン補給部： アノード室浴組成：めっき液と同様とした。 カソード室浴組成：スルファミン酸 ３００ｇ／Ｌ液温
を５７℃±５℃とした。 カチオン交換膜：１価カチオン選択透過性イオン交換
膜。 電流密度：３〜１０Ａ／ｄｍ2 陽極：ニッケル（電解ニッケル、硫黄含有デポラライズ
ドニッケル、酸化ニッケル含有デポラライズドニッケ
ル、又はカーボン含有カーボナイズドニッケルを用いた
場合について行った。） 陰極：Ｐｔ、Ｔｉ又はＳｕｓもしくはＴｉにＰｔめっき
を施したものを用いた。
を５７℃±５℃とした。 カチオン交換膜：１価カチオン選択透過性イオン交換
膜。 電流密度：３〜１０Ａ／ｄｍ2 陽極：ニッケル（電解ニッケル、硫黄含有デポラライズ
ドニッケル、酸化ニッケル含有デポラライズドニッケ
ル、又はカーボン含有カーボナイズドニッケルを用いた
場合について行った。） 陰極：Ｐｔ、Ｔｉ又はＳｕｓもしくはＴｉにＰｔめっき
を施したものを用いた。
【００２１】実施例２ 以下に示しためっき条件で上記後の実施の形態について
説明しためっき装置を用いてめっきを行った。不溶性陽
極、ニッケルイオン補給部の陽極、陰極の各材質のいず
れの組み合わせにおいても良好なめっき皮膜を得ること
ができた。 めっき条件： めっき装置部： めっき液：スルファミン酸ニッケル ５３５ ｍｌ／Ｌ ホウ酸 ４５ ｇ／Ｌ サッカリンソーダ ３．２ｇ／Ｌ 次亜リン酸 １．５ｇ／Ｌ 通電条件： １００Ａ／ｄｍ2 ×５分、 膜厚 １００μｍ 温度 ： ５７℃±５℃ ｐＨ ： ４．２±０．５ 不溶性陽極：Ｐｔ、Ｔｉ、又はＳｕｓもしくはＴｉにＰｔめっきを施したもの を用いた。
説明しためっき装置を用いてめっきを行った。不溶性陽
極、ニッケルイオン補給部の陽極、陰極の各材質のいず
れの組み合わせにおいても良好なめっき皮膜を得ること
ができた。 めっき条件： めっき装置部： めっき液：スルファミン酸ニッケル ５３５ ｍｌ／Ｌ ホウ酸 ４５ ｇ／Ｌ サッカリンソーダ ３．２ｇ／Ｌ 次亜リン酸 １．５ｇ／Ｌ 通電条件： １００Ａ／ｄｍ2 ×５分、 膜厚 １００μｍ 温度 ： ５７℃±５℃ ｐＨ ： ４．２±０．５ 不溶性陽極：Ｐｔ、Ｔｉ、又はＳｕｓもしくはＴｉにＰｔめっきを施したもの を用いた。
【００２２】ニッケルイオン補給部： アノード室浴組成：めっき液と同様とした。 カソード室浴組成：水酸化ナトリウム ２００ｇ／Ｌ液
温を５７℃±５℃とした。 アニオン交換膜：強塩基性アニオン膜、１価アニオン選
択透過膜、水素イオン難透過膜。 電流密度：５〜１０Ａ／ｄｍ2 陽極：ニッケル（電解ニッケル、硫黄含有デポラライズ
ドニッケル、酸化ニッケル含有デポラライズドニッケ
ル、又はカーボン含有カーボナイズドニッケルを用いた
場合について行った。） 陰極：Ｐｔ、Ｔｉ又はＳｕｓもしくはＴｉにＰｔめっき
を施したものを用いた。
温を５７℃±５℃とした。 アニオン交換膜：強塩基性アニオン膜、１価アニオン選
択透過膜、水素イオン難透過膜。 電流密度：５〜１０Ａ／ｄｍ2 陽極：ニッケル（電解ニッケル、硫黄含有デポラライズ
ドニッケル、酸化ニッケル含有デポラライズドニッケ
ル、又はカーボン含有カーボナイズドニッケルを用いた
場合について行った。） 陰極：Ｐｔ、Ｔｉ又はＳｕｓもしくはＴｉにＰｔめっき
を施したものを用いた。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したところから明かなように、
本発明によれば、２０〜３００Ａ／ｄｍ2 の高電流密度
において高速度めっきができ、めっき中にニッケルイオ
ン濃度とｐＨを一定に保つことができ、めっき皮膜のひ
び、われ、こげといっためっき不良をなくし、正常なめ
っき皮膜の形成ができるようにめっき装置及びめっき方
法が提供される。
本発明によれば、２０〜３００Ａ／ｄｍ2 の高電流密度
において高速度めっきができ、めっき中にニッケルイオ
ン濃度とｐＨを一定に保つことができ、めっき皮膜のひ
び、われ、こげといっためっき不良をなくし、正常なめ
っき皮膜の形成ができるようにめっき装置及びめっき方
法が提供される。
【図１】本発明を実施するためのめっき装置の一実施の
形態を説明する概念図である。
形態を説明する概念図である。
【図２】図１のめっき装置の作用を説明する概念図であ
る。
る。
【図３】図２の要部拡大概念図である。
【図４】本発明の他の実施の形態にかかるめっき装置の
作用を説明する概念図である。
作用を説明する概念図である。
【符号の説明】 １ フレーム １ａ 下部フレーム １ｂ 上部フレーム ２ めっき液槽 ３ めっき用電源 ４ めっき用ポンプ ５ 液流入部 ６ 絶縁板 ７ 電極板 ７ａ 電極支持部 ８ 絶縁板 １０ シリンダ １１ 不溶性陽極 １２ パッキング １３ 上部治具 １４ 液流出部 １５ エアシリンダ １５ａ 押圧ロッド １６ めっき装置部 １０１ ニッケルイオン補給部 １０２ アノード室 １０３ カソード室 １０４ ニッケルイオン補給用電源 １０５ イオン交換膜 １０６ ニッケル陽極 １０７ 不溶性陰極 １０８ 循環ポンプ １０９ ニッケルイオン補給槽 １１０ 移送管 １１１ 循環ポンプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ２５Ｄ 21/14 Ｃ２５Ｄ 21/14 Ｇ (72)発明者 村松 仁 静岡県浜松市高塚町300番地 スズキ株式 会社内
Claims (9)
- 【請求項１】 アノード室とカソード室とをニッケルイ
オンを透過しないイオン交換膜によって分離したニッケ
ルイオン補給槽を少なくとも一つ以上設けたことを特徴
とするニッケルめっき皮膜を形成するためのめっき装
置。 - 【請求項２】 めっき対象物をエンジンシリンダとし、
該エンジンシリンダ内部に陽極を配置し、エンジンシリ
ンダ内部と上記陽極との間にめっき液を流してめっきを
行うようにしたことを特徴とする請求項１のめっき装
置。 - 【請求項３】 上記イオン交換膜を、１価カチオン選択
透過性イオン交換膜等のカチオン交換膜又は水素イオン
選択透過性イオン交換膜としたことを特徴とする請求項
１又は２のめっき装置。 - 【請求項４】 上記イオン交換膜をアニオン交換膜とし
たことを特徴とする請求項１又は２のめっき装置。 - 【請求項５】 上記アニオン交換膜を、強塩基性アニオ
ン膜、１価アニオン選択透過膜又は水素イオン難透過膜
としたことを特徴とする請求項４のめっき装置。 - 【請求項６】 上記カソード室の電解液にアルカリ性溶
液を用いるようにしたことを特徴とする請求項４又は５
のめっき装置。 - 【請求項７】 上記アノード室の陽極をニッケル板と
し、上記カソード室の陰極を不溶性陰極としたことを特
徴とする請求項１から６のいずれかに記載のめっき装
置。 - 【請求項８】 上記ニッケルイオン補給槽に用いられる
ニッケル陽極の材質を電解ニッケル、硫黄含有デポララ
イズドニッケル、酸化ニッケル含有デポラライズドニッ
ケル、又はカーボン含有カーボナイズドニッケルとした
ことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のめ
っき装置。 - 【請求項９】 形成されるめっき皮膜がＮｉ−Ｐめっき
皮膜、Ｎｉ−ＳｉＣ分散めっき皮膜、又はＮｉ−Ｐ−Ｓ
ｉＣ分散めっき皮膜であることを特徴とする請求項１か
ら８のいずれかに記載のめっき装置を用いためっき方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23377197A JPH1143800A (ja) | 1997-05-28 | 1997-08-29 | めっき装置及びめっき方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13813397 | 1997-05-28 | ||
| JP9-138133 | 1997-05-28 | ||
| JP23377197A JPH1143800A (ja) | 1997-05-28 | 1997-08-29 | めっき装置及びめっき方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1143800A true JPH1143800A (ja) | 1999-02-16 |
Family
ID=26471254
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23377197A Pending JPH1143800A (ja) | 1997-05-28 | 1997-08-29 | めっき装置及びめっき方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1143800A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100414002C (zh) * | 2005-10-10 | 2008-08-27 | 上海工程技术大学 | 高速电喷镀装置 |
-
1997
- 1997-08-29 JP JP23377197A patent/JPH1143800A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100414002C (zh) * | 2005-10-10 | 2008-08-27 | 上海工程技术大学 | 高速电喷镀装置 |
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