JPS5983799A - 金属めつき方法およびめつき装置 - Google Patents

金属めつき方法およびめつき装置

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JPS5983799A
JPS5983799A JP19185882A JP19185882A JPS5983799A JP S5983799 A JPS5983799 A JP S5983799A JP 19185882 A JP19185882 A JP 19185882A JP 19185882 A JP19185882 A JP 19185882A JP S5983799 A JPS5983799 A JP S5983799A
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JP
Japan
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plating
hydrogen
plating solution
ions
alloy
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Pending
Application number
JP19185882A
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English (en)
Inventor
Takashi Otsubo
孝至 大坪
Kou Furukawa
古川 「こう」
Jiro Ono
二郎 大野
Ryutaro Matsumoto
龍太郎 松本
Ryoichi Suzuki
良一 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 に関するものでるる。
近年、鋼板の防錆あるいは塗装下地処理の改良のために
、鉄系合金るるいはマンガン系ノメっきを施すことが広
く検討されている。例えば。
鉄単独めっき,鉄一亜鉛合金めっき,鉄一亜鉛一ニッケ
ル合金めっき,鉄−ニッケルめっキ。
マンガンめっきなどである。これらのめつきに際し、鉄
系合金めつきの場合は鉄イオンとして2価鉄イオン(F
e2+と略記)が、マンガンめっきの場合はマンガンイ
オンとして2価゛マンガンイオン(Mn2+と略記)が
それぞれ用℃・られるが、工業的にめっきする場合の最
大の問題点は、より多価のイオン、すなわち、前者の場
合は3価鉄イオン(Fe3+と略記)、後者の場合はM
nO2や7価マンガンイオン(Mn7″−と略言己)な
どが、めっき液中に生成し蓄積されてくることである。
すなわち、めっき中に対極で発生する酸素、らるいはめ
つき液の循環中にまきこまれる空気による酸化によって
、Fe3+9る℃・は多価マンガンイオンが生成する。
これらの多価金属イオンがめつき液中に蓄積されると、
めっき効率が低下するだけでなく、めっき面の性状を劣
化させ、まためっき槽を含む溶液循環系内に、不溶性沈
澱を生成する原因ともなり、めっき作業の重大な障害と
なる。したがって、金属イオンを含むめっき液でめっき
を行う場合は、より多価の金属イオンの濃度を一定値以
下。で保つこ七が極めて大切で゛ある。
このため、従来からいくつかの対策が検討されている。
すなわち、(1)可溶性陽極(対極)を用い、できるだ
け酸素の発生を抑えること、(2)空気のまきこみを防
止すること、(3)イオン交換膜により、より多価の金
属イオンを除去すること、(4)めっき液中KSo2ガ
スを吹込むことによって還元することなどであるが、こ
れらの方法は、コストやめっき液中の物質収支のつり合
いを保つため、特定のイオンを除く必要が生じるなど、
現在必要とされている工業的な高速めっきでは、適用が
極めて困難なのが実情である。
本発明者らは、種々実験の結果、めっき液中のより多価
の金属イオンを、白金族元素あるいは銅族元素のめっき
をほどこした水素吸蔵合金によって、活性化された水素
により還元してめっきすると、より多価のイオンの蓄積
がなく、極めてすぐれためつきが行なえることを見出し
た。
kl下にその詳細を説明する。白金族元素(Ru 。
Rh+ Pd+ Os+ Ir+ Pt)や銅族元素(
Cu + Ag +Au)は、水素吸蔵性や水素透過性
にすぐれていることが知られている。例えば・、Pd合
金(約40%以上のPd K他成分としてAg・Au・
Cu・Pt+ Ni + Co+ Rh+ Ir+ R
u+ La+ Ce+ Y+ Bなどのうち一元素以上
を含有するもの)、あるいは白金黒は水素をよく吸収し
また水素をよく透過する。水素は、これら金属から放出
されるさきは原子状で極めて活性化されている。この活
性化された水素を利用すると、次式の通りより多価の金
属イオンを還元することが可能でるる。
3十 Fe    +  H−)Fe 2+ +  H+  
      −−fl)Mn 7++ 5H−+ Mn
”十+ 5H+      ・曲−(21Mn  + 
2H−+Mn  + 2H−(3)しかしながら、この
反応を工業的な高速めっきに応用するためには、貴金属
として高価な白金族元素や銅族元素の使用iを極めて少
量に抑えることが必要上なる。
ところで、一般に薄膜のガス透過にっ℃・ては(4)式
で表わされる。
V二k(−)DX       ・・・・・・(4)た
だしV一単位時間湧り透過量 に一定数 a−薄膜面積 t−薄膜厚さ D=拡散係数 X=濃度差 したがって、透過量Vを大きくするには、a。
D、 Xが大きく、Eが小さいことが有効である。
tは、水素ガス圧に耐えるためある程度の機械的強度が
要求され、Pd合金膜の場合、通常100μm以上が使
用される。めっき液中各節イオンの還元に用いる場合に
は、温度が100℃以下、通常は60℃以下に限定され
るため、Dは比較的小さくなる。またXはtが定まれば
水素ガス圧と温度で決定される溶解度に比例する。
ここでも、温度が溶解度をにげることに対する制約とな
る。
一方、Mg + Mg2Ni + FeTi + Ti
Mn15+ LaNi5 +MmN15(Mmはミツシ
ュメタルを表す) + CaNi5などの水素吸蔵合金
は、100℃以下の温度でも白金族元素や銅族元、素に
比べるさ、著しく高濃度に水素を吸蔵し、高い平衡解離
圧をもつことが知られている(第1図参照)。ただ、水
素吸蔵合金は、製造後水素吸蔵特性を付与するための活
性化処理(一般に高温で水素還元と真空排気をくり返す
)が必要であり、一旦活性化されたものも、大気や水溶
液に触れると再び活性を失うという欠点およびめっき液
に合金が溶解されるという欠点をもっている。これに対
し白金族や銅族の元素はめっき液中で安定でるる。
本発明者らは、このような白金族元素および銅族元素と
水素吸蔵合金がそれぞれそなえている特徴を選択的に利
用することが効果的であることを見出した。ずなゎち、
水素吸蔵合金によって水素ガス圧を高めても充分に耐え
るような厚みをもった板をつくり、高濃度に水素を吸蔵
させ片面に白金族元素または銅族元素たとえばPd合金
または白金黒のめっき(80μm以下)を施し、このめ
っきした面をめっき液に接触させ、他の面を水素ガスに
接触させることによって、(4)式における(水素吸蔵
合金の水素放出が充分に早い領域では、めっき層だけの
透過を考察すればよい)tを減少させ、めっき層の入側
の水素溶解度を上げることによってXを増大させること
ができる。また、これら白金族または銅族元素をめっき
することによって、水素吸蔵合金がめつき液との接触で
不活付化することや、めっき液によって溶解される欠、
点も防止される。
したがって、単位面積当りの透過量が増大し、反応に必
要な表面積aを低減でき、厚みtの減少と合せて、白金
族等の高価な元素の使用量が犬rJJK節減され、コス
トが低減され工業的な高速めつきへの応用が一層有利と
なる。また−膜圧水素吸蔵合金は粉粒状であるから1.
これに直接白金族元素るるいは銅族元素のめっきを施こ
して使用することもできる。この場合白金族元素あるい
は銅族元素の化合物を、水素吸蔵合金の粒に付着させ、
還元雰囲気中で分解させる方法などが有効でらる。
以上のように、金属イオンを含むめっき液を用いてめっ
きを行う場合、めっき液を白金族元素あるいは銅族元素
のめっきをほどこした水素吸蔵合金により、活性化した
水素により処理して、めっき中に生じるより多価の金属
イオンを還元し、その濃度を低減させながらめっきする
ことにより、めっき効率を高く一定に保ち、かつ良好な
めつき面を得ることができる。
次に実施例を挙げてさらに詳細に説明する。
実施例 第2図に示す装置を用℃・て、鉄−亜鉛合金連続電気め
っきを行った。
第2図において、めっき液槽1内にめっき液(FeSO
4H7H203809/121ZnSO4H7H205
0!3/IJ 、(Nl2)2so、 30g/IJ 
、PH1,,2、Fe3+イオンJ、09/l)を満し
、陽F5(Pd −5%Sn合金)2と、陰極(板厚0
.3 mrnの冷延鋼板を巾6Cr/L、長さ]、5c
TLに切断したもの)3間に通電しく電流密度80 A
 / d m 2+液温40℃)、目付量2og7nL
2.組成Zn 90%、FelO%のめっきを施し、め
っき液の一部を取出し溶解槽4へ導き、金属鉄5、金属
亜鉛6と接触せしめてめっき液中にFe2+イオンとZ
n  イオンを補給し、次いで還元槽7に導いてFe3
+1オンをFe2+イオンに還元した。
還元槽7内では容器8のフランジ面匠水素透過板9をと
りつけた。水素透過板9は第3図に示す構造で、LaN
i5を粉砕しく50ztm以「)加圧成型し、厚さ]i
m、直径]、0crnの板状体21とし、これにバラジ
ューム黒22を厚さ50μmにメッキしたものでるる。
このめっき面が還元槽7内のめつき液に接するように、
透過板9を容器8にとりつけ、さらに、この容器8を高
圧水素ボンベ10に連結し、水素圧力を水素圧力ゲージ
11の読みが2 kg/art2となるように、パルプ
12を調節して水素を送りこんだ。
また、容器8には超音波発振器13によって振動を与え
、透過板9表面へのFe3+イオンの供給を促進した。
槽7内の液温は水素透過速度を上昇させるため、加熱器
14ニより加温し60.:CCj保定した。容器8内に
供給された水素ガスは、LaNi5板21ニ吸蔵され、
その内部を拡散し、Pd黒めつき層に到達しさらにこれ
を透過して、めっき液に接したところで原子状となり、
めっき液中のFe3+イオンを還元する。還元槽を出た
めつき液は、温度調節器15、Kより所定温度としたの
ち、ポンプ16ニよりめっき液槽1に還流させた。
以上にのべたようなめつき方法で陰極板を逐次交換しな
がらめっきを継続した場合、めっき液中のFc3+イオ
ン濃度は] gyl以下に低減させることができた。ま
た、めっき効率ならびにめっき製品の表面性状について
、本発明の方法をおこなわずにめっきしたものとの比較
をおこなった結果を第1表に示す。
この結果から、Pd黒めっきをおこなった水素吸蔵合金
によって、活性化した水素を用いて、めっき中に生成す
るFe3+イオンを還元しながらめっきすると、良好な
めつき効率と表面性状が得られることが明らかでらる。
以上、実施例により本発明の内容と効果を説明したが、
適用は鉄合金めっきに限らず、Mnめっきをはじめ二元
系、三元系など各種金属めっきにおいても可能であり、
また水素吸蔵合金として、Mg + Mg2N+ l 
F’eTi+ T’+Mn15+ La)J+5 +M
mNi5 + CaNi5などを主成分とし、工業的に
水素吸蔵用に用いられる合金はいずれも有効に用いるこ
とができ、さら[Pd黒にかえて他の白金族元素や銅族
元素をめっきするなども本発明の範囲内で、どのような
組合せを用いても有効であることは云うまでもない。
本発明により、金属めっきを容易に安定して、しかも安
価Oて行うことができ工業的に寄与するところ大でるる
【図面の簡単な説明】
第1図は各種金属水素化物の平衡解離圧力の温度依存外
の説明図、第2図は本発明の詳細な説明図、第3図は本
発明の水素透過板の説明図である。 1;めつき液槽    2;陽極 3;陰極       4;溶解槽 5;金属鉄      6;金属亜鉛 7;還元槽      8;容器

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、金属イオンを含むめっき液を用いてめっきを行うに
    、6たり、めっき液中の金属イオンが酸化されて生じる
    より多価の金属イオンを、白金族元素または銅族元素の
    めっきをほどこした水素吸蔵合金によって、活性化した
    水素により還元してめっきすることを特徴とする金属め
    っき方法。 2、 水素ガス源と、該ガス源から供給される水素を活
    性化するための表面に白金族元素または銅族元素のめっ
    きをほどこした水素吸蔵合金と、めっき液が該合金に接
    触するための礼儀とをそなえることを特徴とする金属め
    っき装置。
JP19185882A 1982-11-02 1982-11-02 金属めつき方法およびめつき装置 Pending JPS5983799A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6452078A (en) * 1986-06-06 1989-02-28 Adobaansuto Pureeteingu Techno Composition and method for performing electrolytic coating of circuit board without electroless metal coating
US20230113838A1 (en) * 2019-10-21 2023-04-13 Zheng Yutong An Air Pressure Opener For Opening Wine Bottle
EP4317537A1 (en) * 2021-03-22 2024-02-07 POSCO Co., Ltd Method for removing ferric ions from sulfate-based iron electroplating solution

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