JPH1180998A - 複合分散メッキ用複合粒子及びこれを用いたメッキ方法 - Google Patents

複合分散メッキ用複合粒子及びこれを用いたメッキ方法

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JPH1180998A
JPH1180998A JP9252594A JP25259497A JPH1180998A JP H1180998 A JPH1180998 A JP H1180998A JP 9252594 A JP9252594 A JP 9252594A JP 25259497 A JP25259497 A JP 25259497A JP H1180998 A JPH1180998 A JP H1180998A
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Takayuki Wakae
高行 若江
Akira Tsujimura
明 辻村
Yuichiro Hara
裕一郎 原
Tadashi Kamimura
正 上村
Masaaki Beppu
正昭 別府
Eiji Hirai
英次 平井
Kiyotake Mori
清毅 森
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Nihon Parkerizing Co Ltd
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Isuzu Motors Ltd
Nihon Parkerizing Co Ltd
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    • C25D15/00Electrolytic or electrophoretic production of coatings containing embedded materials, e.g. particles, whiskers, wires
    • C25D15/02Combined electrolytic and electrophoretic processes with charged materials
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 比重が小さく、かつ、摩擦軽減性に優れた複
合分散メッキ用複合粒子及びこれを用いたメッキ方法を
提供するものである。 【解決手段】 摩擦軽減のための母粒子1の表面に、複
合分散メッキ浴5の基金属と同じ成分からなる子粒子2
をカプセル化したものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複合分散メッキ用
複合粒子及びこれを用いたメッキ方法に係り、特に、自
己潤滑性複合分散メッキ膜に用いられる複合分散メッキ
用複合粒子及びこれを用いたメッキ方法に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】複合分散メッキ方法は、Niなどの金属
マトリックスからなるメッキ被膜中にSiC、Si3
4 、BNなどのセラミック粒子からなる分散粒子を共析
させるメッキ方法であるが、メッキ浴中に分散粒子が懸
濁することが必要不可欠である。
【0003】このため、比重の小さい分散粒子をメッキ
浴中に沈殿共析させるには、メッキ浴中に界面活性剤を
添加するのが一般的であるが、メッキ浴に泡が発生した
り、メッキ被膜の内部応力が変化したりするという種々
の問題がある。
【0004】界面活性剤を添加することなく、比重の小
さい分散粒子をメッキ浴中に沈殿共析させる方法とし
て、有機物からなる母粒子をセラミックスからなる子粒
子でカプセル化して複合粒子を形成する方法がある(特
開平8−41688号公報)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
方法のいずれにおいても、比重が特に小さいC(黒鉛)
などを単独でメッキ浴中に沈殿共析させることは非常に
困難であった。
【0006】そこで本発明は、上記課題を解決し、比重
が小さく、かつ、摩擦軽減性に優れた複合分散メッキ用
複合粒子及びこれを用いたメッキ方法を提供することに
ある。
【0007】
【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の発明は、摩擦軽減のための母粒子の表面
に、複合分散メッキ浴の基金属と同じ成分からなる子粒
子をカプセル化したものである。
【0008】請求項2の発明は、上記母粒子が、Cまた
はFe3 4 からなる請求項1記載の複合分散メッキ用
複合粒子である。
【0009】請求項3の発明は、上記子粒子が、Ni、
Cu、Sn、Al、Cr、Fe、Znの中から選択され
る請求項1記載の複合分散メッキ用複合粒子である。
【0010】請求項4の発明は、摩擦軽減のための母粒
子の表面に複合分散メッキ浴の基金属と同じ成分からな
る子粒子をカプセル化してなる複合粒子が沈殿共析した
複合分散メッキ浴中に、被メッキ材を浸漬するものであ
る。
【0011】以上の構成によれば、摩擦軽減のための母
粒子の表面に、複合分散メッキ浴の基金属と同じ成分か
らなる子粒子をカプセル化したため、比重が小さく、か
つ、摩擦軽減性に優れた複合分散メッキ用複合粒子を得
ることができる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。
【0013】本発明の複合分散メッキ用複合粒子の模式
図を図1に示す。
【0014】図1に示すように、本発明の複合分散メッ
キ用複合粒子3は、比重が小さく、かつ、摩擦軽減性に
優れた母粒子1の表面に、複合分散メッキ浴(メッキ
液)の基金属と同じ成分からなる子粒子2をカプセル化
したものである。
【0015】母粒子1としてはCまたはFe3 4 が挙
げられる。C粒子の粒径は5〜10μm程度が好ましい
が、子粒子2の種類によっては1〜30μmであっても
よい。また、Fe3 4 粒子の粒径は1〜25μm程度
が好ましい。
【0016】子粒子2としては、Ni、Cu、Sn、A
l、Cr、Fe、Znの中から選択されるが、用いる複
合分散メッキ浴の基金属と同金属のものとする。Ni子
粒子およびCu子粒子の粒径は1μm以下が好ましく、
Sn子粒子の粒径は10μm程度が好ましく、Al子粒
子の粒径は3μm程度が好ましい。
【0017】すなわち、本発明の複合分散メッキ用複合
粒子によれば、摩擦軽減性に優れているものの比重が小
さかったため、界面活性剤の添加を余儀なくされていた
CまたはFe3 4 粒子の表面に、複合分散メッキ浴の
基金属と同じ成分からなる子粒子をカプセル化する(機
械的に固着させる)ことで、界面活性剤を添加すること
なく被メッキ材にメッキを施すことができる。
【0018】次に、複合分散メッキ用複合粒子の製造方
法を説明する。
【0019】予め作製しておいた母粒子と子粒子を所定
の混合比(重量比)になるように混合した後、メカノケ
ミカル法の一手段であるハイブリダイザー装置を用いて
予混合(OM処理)を施すと共に、所定の回転数でカプ
セル化処理を施すことによって、複合粒子を作製する。
【0020】次に、本発明の複合分散メッキ用複合粒子
を用いたメッキ方法を説明する。
【0021】本発明の複合分散メッキ用複合粒子を用い
たメッキ方法の模式図を図2に示す。尚、図1と同様の
部材には同じ符号を付している。
【0022】先ず、メッキ浴槽4内にメッキ液(例え
ば、Niメッキ液)5を充填し、そのメッキ液5内に、
母粒子(例えば、C粒子;図示せず)1の周囲をメッキ
液5の基金属と同金属の子粒子(例えば、Ni粒子;図
示せず)2でカプセル化した複合粒子3を分散させるこ
とによって、複合粒子3がメッキ液5内に沈殿共析す
る。
【0023】次に、このメッキ液5内に被メッキ材6と
電解材(例えば、Ni材)7を浸漬すると共に、被メッ
キ材6を陰極に電解材7を陽極に接続し、電解メッキを
施す。この時、メッキ液5をメッキ浴槽4外に設けたポ
ンプ8によって循環させると共に、メッキ液5内に空気
Aを吹き込んでメッキ液5を撹拌する。また、被メッキ
材6を上下に揺動する。
【0024】この電解メッキにより、被メッキ材6の表
面に複合粒子3が付着してメッキ被膜を形成する。
【0025】
【実施例】
(実施例1)先ず、粒子径が約20μm、密度が2.2
7g/cm3 のC粒子を母粒子、粒子径が1μm以下、
密度が8.91g/cm3 のNi粒子を子粒子とし、母
粒子と子粒子の重量比が40.0:60.0となるよう
に混合する。
【0026】次に、ハイブリダイザー装置を用い、その
混合粉末に、回転数1,500rpmで5分間、予混合
を行うと共に、回転数5,000rpmで2分間、カプ
セル化処理を施し、複合粒子を形成する。
【0027】(実施例2)先ず、粒子径が約35〜10
5μm、密度が2.27g/cm3 のC粒子を母粒子、
粒子径が約10μm、密度が7.29g/cm3 のSn
粒子を子粒子とし、母粒子と子粒子の重量比が34.
6:65.4となるように混合する。
【0028】その後は、実施例1と同様にして複合粒子
を形成する。
【0029】(実施例3)先ず、実施例1のC粒子を母
粒子、粒子径が約3μm、密度が2.70g/cm3
Al粒子を子粒子とし、母粒子と子粒子の重量比が3
4.4:65.6となるように混合する。
【0030】その後は、実施例1と同様にして複合粒子
を形成する。
【0031】(実施例4)先ず、粒子径が5〜25μ
m、密度が5.16g/cm3 のFe3 4 粒子を母粒
子、粒子径が1μm以下、密度が8.91g/cm3
Ni粒子を子粒子とし、母粒子と子粒子の重量比が7
0.8:29.2となるように混合する。
【0032】その後は、実施例1と同様にして複合粒子
を形成する。
【0033】(実施例5)先ず、実施例4のFe3 4
粒子を母粒子、粒子径が1μm以下、密度が8.93g
/cm3 のCu粒子を子粒子とし、母粒子と子粒子の重
量比が70.8:29.2となるように混合する。
【0034】その後は、実施例1と同様にして複合粒子
を形成する。
【0035】(実施例6)先ず、実施例4のFe3 4
粒子を母粒子、粒子径が約3μm、密度が2.70g/
cm3 のAl粒子を子粒子とし、母粒子と子粒子の重量
比が67.9:32.1となるように混合する。
【0036】その後は、実施例1と同様にして複合粒子
を形成する。
【0037】実施例1〜実施例6の各複合粒子、C母粒
子、およびFe3 4 母粒子のSEM観察写真を図3〜
図10に示す。
【0038】図3および図7に示したC母粒子およびF
3 4 母粒子と比較して、図4〜図6および図8〜図
10の複合粒子は、母粒子の表面を各子粒子が覆ってい
るため、複合粒子全体では角が取れて丸みを帯びている
様子が伺える。
【0039】実施例1〜実施例6の各複合粒子断面の光
学顕微鏡写真を図11〜図16に示す。
【0040】図11〜図13においては、C母粒子の表
面が各子粒子で覆われている様子があまり明瞭には伺わ
れないものの、図14〜図16においては、Fe3 4
母粒子の表面が各子粒子で覆われている様子がはっきり
と伺える。
【0041】実施例4のFe3 4 /Ni複合粒子にお
けるEDXの元素マップ分析結果によれば、Fe3 4
母粒子の表面がNi子粒子でカプセル化されていること
が確認された。
【0042】(実施例7)実施例1のC/Ni複合粒子
をNi−Pメッキ浴中に分散させ、Ni−Pメッキ浴の
懸濁量を50g/lとする。このNi−Pメッキ浴中に
Al製被メッキ材を浸漬し、Ni−P−C/Niメッキ
膜の膜厚が50μm程度になるように電解メッキを行
う。
【0043】(実施例8)実施例1のC/Ni複合粒子
をNi−Pメッキ浴中に分散させ、Ni−Pメッキ浴の
懸濁量を80g/lとする。このNi−Pメッキ浴中に
Al製被メッキ材を浸漬し、Ni−P−C/Niメッキ
膜の膜厚が50μm程度になるように電解メッキを行
う。
【0044】(比較例1)実施例1のC/Ni複合粒子
をNi−Pメッキ浴中に分散させ、Ni−Pメッキ浴の
懸濁量を80g/lとすると共に、界面活性剤を添加す
る。このNi−Pメッキ浴中にAl製被メッキ材を浸漬
し、Ni−P−C/Niメッキ膜の膜厚が50μm程度
になるように電解メッキを行う。
【0045】C/Ni複合粒子を界面活性剤を添加する
ことなくNi−Pメッキ液中に分散させても、複合粒子
がNi−Pメッキ液上に浮くことはなく、また、その懸
濁性も良好であることが目視で確認できた。
【0046】実施例7、8および比較例1のNi−P−
C/Niメッキ被膜の断面写真を図17〜図19に示
す。図17(a)は実施例7のNi−P−C/Niメッ
キ被膜の断面写真を示し、図17(b)は図17(a)
の拡大写真を示し、図18(a)は実施例8のNi−P
−C/Niメッキ被膜の断面写真を示し、図18(b)
は図18(a)の拡大写真を示し、図19(a)は比較
例1のNi−P−C/Niメッキ被膜の断面写真を示
し、図19(b)は図19(a)の拡大写真を示してい
る。
【0047】図17、18に示すように、本発明の複合
粒子をメッキ液中に沈殿共析させて電解メッキを行った
場合、被メッキ材とメッキ被膜間に層間剥離が全く無い
良好なC/Ni−Pメッキ被膜が得られた。また、実施
例7のNi−P−C/Niメッキ被膜よりも複合粒子の
懸濁量が多い実施例8のNi−P−C/Niメッキ被膜
の方が、メッキ被膜中におけるCの分散量が多くなって
いる。
【0048】これに対して、図19に示すように、本発
明の複合粒子をメッキ液中に沈殿共析させる際に、界面
活性剤を添加して電解メッキを行った場合、被メッキ材
とメッキ被膜間に層間剥離が観察された。
【0049】実施例7、8および比較例1のNi−P−
C/Niメッキ被膜の表面粗度を評価する。表面粗度
は、中心線平均粗さRa(μm)、十点平均粗さRz
(μm)、および平均最大高さRmax(μm)を評価
した。この評価結果を表1に示す。
【0050】
【表1】
【0051】表1に示すように、実施例7、8のNi−
P−C/Niメッキ被膜は、中心線平均粗さの平均値が
各々2.56μm、2.61μm、十点平均粗さの平均
値が各々15.15μm、15.76μm、平均最大高
さが各々19.29μm、21.87μmであり、比較
例1のNi−P−C/Niメッキ被膜の中心線平均粗さ
の平均値3.03μm、十点平均粗さの平均値18.2
0μm平均最大高さ23.50μmよりも均一なメッキ
膜であった。
【0052】次に、実施例7、8および比較例1のNi
−P−C/Niメッキ被膜の断面硬度を測定する。断面
硬度は断面硬度の平均値(Hmv0.1 )を示しており、
併せてメッキ被膜の膜厚(μm)も測定した。この測定
結果を表2に示す。
【0053】
【表2】
【0054】次に、上述した断面硬度を有する実施例
7、8および比較例1のNi−P−C/Niメッキ被
膜、および低摩擦メッキ被膜として知られるNi−P−
BNメッキ被膜について摩擦試験を行った。ここで、粒
径の小さなBNを用いたNi−P−BNメッキ被膜を比
較例2、粒径の大きなBNを用いたNi−P−BNメッ
キ被膜を比較例3とする。
【0055】摩擦試験はバウデン式摩擦摩耗試験機を用
いて行い、基材としてAl合金にNCCコート処理(#
1,000仕上げ)を施したものを用いると共に、相手
材としてφ5mmのSUJ−2を用いた。また、荷重は
5kgf、潤滑油は0.5ccのエンジンオイル(5W
−30)、摺動回数は1〜200回、摺動距離は10m
m、滑り速度は10mm/secとした。摩擦試験結果
を表3に示す。
【0056】
【表3】
【0057】表3に示すように、実施例7、8のNi−
P−C/Niメッキ被膜の摺動回数1〜200回におけ
る摩擦係数は0.07〜0.10であり、比較例1のN
i−P−C/Niメッキ被膜の摺動回数1〜200回に
おける摩擦係数(0.07〜0.09)と略同等であっ
た。
【0058】これに対して、比較例2、3のNi−P−
BNメッキ被膜の摺動回数1〜200回における摩擦係
数は0.12〜0.17であった。
【0059】すなわち、実施例7、8のNi−P−C/
Niメッキ被膜の摩擦係数は、比較例2、3のNi−P
−BNメッキ被膜の摩擦係数と比較すると約45%の低
減が認められ、より低摩擦のメッキ被膜であることが伺
える。
【0060】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、摩擦軽減
性に優れたCまたはFe3 4 粒子の表面に、複合分散
メッキ浴の基金属と同じ成分からなる子粒子をカプセル
化することで、界面活性剤を添加することなく被メッキ
材にメッキを施すことができるという優れた効果を発揮
する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の複合分散メッキ用複合粒子の模式図で
ある。
【図2】本発明の複合分散メッキ用複合粒子を用いたメ
ッキ方法を示す模式図である。
【図3】本発明の複合分散メッキ用複合粒子の母粒子で
あるC粒子のSEM観察写真である。
【図4】実施例1の複合粒子のSEM観察写真である。
【図5】実施例2の複合粒子のSEM観察写真である。
【図6】実施例3の複合粒子のSEM観察写真である。
【図7】本発明の複合分散メッキ用複合粒子の母粒子で
あるFe3 4 粒子のSEM観察写真である。
【図8】実施例4の複合粒子のSEM観察写真である。
【図9】実施例5の複合粒子のSEM観察写真である。
【図10】実施例6の複合粒子のSEM観察写真であ
る。
【図11】実施例1の複合粒子断面の光学顕微鏡写真で
ある。
【図12】実施例2の複合粒子断面の光学顕微鏡写真で
ある。
【図13】実施例3の複合粒子断面の光学顕微鏡写真で
ある。
【図14】実施例4の複合粒子断面の光学顕微鏡写真で
ある。
【図15】実施例5の複合粒子断面の光学顕微鏡写真で
ある。
【図16】実施例6の複合粒子断面の光学顕微鏡写真で
ある。
【図17】実施例7のNi−P−C/Niメッキ被膜の
断面写真である。
【図18】実施例8のNi−P−C/Niメッキ被膜の
断面写真である。
【図19】比較例1のNi−P−C/Niメッキ被膜の
断面写真である。
【符号の説明】
1 母粒子 2 子粒子 3 複合粒子 5 メッキ液(複合分散メッキ浴) 6 被メッキ材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原 裕一郎 神奈川県藤沢市土棚8番地 株式会社い すゞ中央研究所内 (72)発明者 上村 正 神奈川県川崎市川崎区殿町3丁目25番1号 いすゞ自動車株式会社川崎工場内 (72)発明者 別府 正昭 東京都中央区日本橋1丁目15番1号 日本 パーカライジング株式会社内 (72)発明者 平井 英次 東京都中央区日本橋1丁目15番1号 日本 パーカライジング株式会社内 (72)発明者 森 清毅 東京都中央区日本橋1丁目15番1号 日本 パーカライジング株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 摩擦軽減のための母粒子の表面に、複合
    分散メッキ浴の基金属と同じ成分からなる子粒子をカプ
    セル化したことを特徴とする複合分散メッキ用複合粒
    子。
  2. 【請求項2】 上記母粒子が、CまたはFe3 4 から
    なる請求項1記載の複合分散メッキ用複合粒子。
  3. 【請求項3】 上記子粒子が、Ni、Cu、Sn、A
    l、Cr、Fe、Znの中から選択される請求項1記載
    の複合分散メッキ用複合粒子。
  4. 【請求項4】 摩擦軽減のための母粒子の表面に複合分
    散メッキ浴の基金属と同じ成分からなる子粒子をカプセ
    ル化してなる複合粒子が沈殿共析した複合分散メッキ浴
    中に、被メッキ材を浸漬することを特徴とする複合分散
    メッキ用複合粒子を用いたメッキ方法。
JP9252594A 1997-09-03 1997-09-03 複合分散メッキ用複合粒子及びこれを用いたメッキ方法 Pending JPH1180998A (ja)

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