JPS61194184A - アルミニウム又はアルミニウム合金に平滑な無電解メツキ皮膜を形成する方法 - Google Patents

アルミニウム又はアルミニウム合金に平滑な無電解メツキ皮膜を形成する方法

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JPS61194184A
JPS61194184A JP3422185A JP3422185A JPS61194184A JP S61194184 A JPS61194184 A JP S61194184A JP 3422185 A JP3422185 A JP 3422185A JP 3422185 A JP3422185 A JP 3422185A JP S61194184 A JPS61194184 A JP S61194184A
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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】 0)〔産業上の利用分野〕 本発明は、アルミニウム又はアルミニウム合金にニッケ
ル、銅又はコバルトを無電解メッキ皮膜を形成する方法
に関し、特にメッキ皮膜が平滑でかつ基体との密着力に
優れた無電解メッキ皮膜を形成する方法に関するもので
ある。
使)〔従来技術〕 アルミニウムおよびその合金は、建築材としてのほかに
装飾品、電気部品などにその用途が拡大してきており、
それに伴ってアルミニウム合金へ種々の特性をもった他
の金属メッキを流子必要性が増大してきている。
アルミニウムおよびその合金素地に直接他の金属を無電
解メッキすることは非常に困難な技術であるが、それを
克服する方法として、アルミニウムおよびその合金に予
めカセイソーダによる化学エツチング処理を施したのち
、アルミニウムと亜鉛の置換処理いわゆるジンケート処
理を行った後にニッケル、鋼浴などの所望の金属無電解
メッキ浴で無電解メッキする方法が一般的であった。こ
の方法においても、前記置換処理によってアルミニウム
およびその合金の表面番こ存在する亜鉛はその1部が表
面に付着し、これが後の無電解メッキの際の核としての
役割を果すが、他の余剰の亜鉛は無電解メッキ浴中に溶
解して浴劣化およびメッキの抑制を招く問題があること
はよく知られているところである。また、前処理として
、カセイソーダによる化学エツチングを行うためメッキ
皮膜の面粗さが大となるほかにメッキ皮膜と基体との密
着力も十分なものといえないものであった。
前記のジンケート法を利用する方法の他に、最近アルミ
ニウムおよびその合金をまず化学エツチングしてから陽
極酸化皮膜を形成し、さらに二次電解着色法によって皮
膜内ボアに各種金属を析出させてこれに電気メッキする
方法が提案されている。この方法によれば密着力に優れ
たメッキ皮膜が得られるが、面粗さはむしろジンケート
法によるものより劣る場合が多い。
更に、前記方法の改良として特開昭59−140398
号公報に記載されるように、前記陽極酸化膜内のボアに
析出させる金属をボア底部にとどめ、次に無電解メッキ
を施すことにより、より密着性の高いメッキ皮膜を得る
方法が提案されているが、この方法によっても面粗さの
問題は十分解決されなかった。
f9c9部が解決しようとする問題点〕本発明は、従来
技術の項に記載したようなジンケート処理法におけるメ
ッキ皮膜の密着力の問題および陽極酸化膜形成・二次電
解着色法におけるメッキ皮膜の面粗さの問題を同時に解
決し、装飾品あるいは電気部品などの極めて厳しい条件
を付される物品にも利用し得る平滑度と密着強度を有す
るメッキ皮膜をアルミニウム又はその合金に迅速確実に
形成するものである。
に)〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、アルミニウム又はその合金に他の金属のメッ
キ皮膜を形成するに際し、下記の一連の工程で無電解メ
ッキを施すと、従来のメッキ法で得られるよりも格段に
平滑度が高くまた密着力の高いメッキ皮膜を得ることが
できることを知見してなされたものである。
すなわち、本発明は鋭意研究した結果、アルミニウム又
はアルミニウム合金に予めカセイソーダ浴を使用して電
解エツチング処理を施す第1の□工程と、該電解エツチ
ング処理されたアルミニウム又はアルミニウム合金にア
ンカー機能を有しかつ次工程の二次電解着色が可能な程
度の厚さの陽極酸化皮膜を形成する第2の工程と、次工
程の無電解メッキの下地となるニッケル、鋼、鉄、コバ
ルトおよび亜鉛から選ばれる1種又は2種以上の金属塩
の卑俗又は混浴を用いて前記陽極酸化皮膜を二次電解着
色して黒色化する第3の工程と、該黒色化された陽極酸
化皮膜を有するアルミニウム又はアルミニウム合金にニ
ッケル、鋼またはコバルトを無電解メッキを施す第4の
工程とからなる一連の工程を経てメッキ皮膜を形成する
と極めて平滑度が良くかつ密着力の高いメッキ皮膜を得
ることができることを見出して完成したものである。
(ホ)〔作 用〕 アルミニウム又はその合金に平滑なメッキ皮膜を形成す
るためには、当然まずその下地となる陽極酸化皮膜が平
滑であることを求められるが、この陽極酸化皮膜の平滑
度はその前処理として行われるアルカリエツチング工程
で大きく左右される。
従来法においては、このアルカリエラキングをアルカリ
浴を用いた化学エツチングで行っていた。
この化学工゛ソ千ングにおいては、浴の組成、温度ある
いは処理時間のわずかの変動でもエツチング面の粗さが
不均一になるばかりでなく、そのエツチング面の粗さは
エツチング前のアルミニウム素材表面粗さより大巾に粗
くなってしまう。これに対し本願発明においては、陽極
酸化の前処理としてカセイソーダ浴を使用してアルミニ
ウム又はその合金に電解エツチングを採用したことより
、極めて平滑な処理面(エツチング面というよりは研麿
面と表現できる程平滑で光沢ある面)が短時間で得られ
、かつその粗さはアルミニウム素材と変らない穆であり
、また多数の試料間のバラツキがほとんどない。
この電解エツチングは好適番こは、室温下の1〜2%の
カセイソーダ浴を用いて、アルミニウムを陽極として電
解エツチングするにあたり、第1図ニ示f ヨー5 す
変形交R(+3V 〜t 5V、 −0,5〜2V)好
ましくは(+4〜sv、−o、s〜IV)などを用いて
(−)側にも若干の電流を流すことにより面粗さ0.1
μ以下の極めて平滑な処理面(エツチング面というより
は研麿面とも表現できる程度の平滑で光沢のある面)が
数分間で得られる。
無電解メッキの下地としては、次工程の陽極酸化膜形成
に際してその膜厚をアンカー効果を示しかつ二次電解着
色が可能な程度の必要最小限の厚さにすることと、大き
い径のボアを有する膜を形成することが重要である。と
ころが従来法の化学的エツチングによる前処理を用いた
場合、表面粗さが大きくかつバラツキがあるため平滑度
の低下の原因ともなっている。これに対し本願発明にお
いては、前処理として電解エツチング法を用いて極めて
平滑な処理面を安定して作り出しているため、次工程の
陽極酸化膜形成においてその陽極酸化膜の厚さをアンカ
ー効果を有し、二次電解着色が可能な程度の必要最小限
の厚さ0.2〜6μm1好ましくは0.5〜3μ程度の
厚さで、かつ比較的大きい径のボアが内存する陽極酸化
膜が安定して得られる。
本願発明における前記陽極酸化膜形成においては、りん
酸浴の場合は直流電解、硫酸、しゆう酸。
スルファミン酸の各浴を用いた場合は交流電解その他極
転換のある波形による電解によって第2図の如きボア径
の大きい酸化膜を形成することが望ましい。
酸化膜が厚すぎたり、硫酸浴による直流電解の場合は、
メッキ面が粗くなり、かつ曲げに対して皮膜割れが生じ
る場合があるので注意すべきである。
次に、前記工程で陽極酸化膜を形成した後、ニッケル、
銅、鉄、コバルト、亜鉛の各金属の単塩浴又は混合浴を
用いて二次電解着色法により陽極酸化膜のボア内に金属
を析出させる。この二次電解着色法によりボア内に析出
した金属が、次工程の無電解メッキ時に析出核として働
き又メッキ皮膜のアンカーとしての機能も果すたとにな
る。
この二次電解着色において析出させる金属は無電解メッ
キする金属の種類に応じて種々選択することができる。
本発明者の実験では、ニッケル。
銅、鉄、コバルト、亜鉛1種又は2種以上を選択した場
合が還元析出が容易でかつ確実であることが確認されて
おり、一方スズを選択した場合食い結果が得られなかっ
た。
次にボア内に析出させる金属の量に関しては、多数の実
験を繰返した結果、第3回りに示すように析出した金属
がボアを丁度充填した状態(黒色化し、ときに表面がグ
レーがかる状態)である時に、次工程の無電解メッキに
おいて還元析出が迅速に行われ極めて平滑で光沢のある
メッキ面が得られる。一方第3図(ハ)に示すように二
次電解着色で金属がボア内にわずかしか析出しなかった
場合、あるいは第3図(イ)に示すようにボア外の陽極
皮膜表面にまで過剰析出した場合はいずれも次工程の無
電解メッキにおいて得られるメッキ表面はザラついたも
のとなる。以上の諸工程を行ってから、無電解メッキを
施すことになるが、この無電解メッキは市販の無電解メ
ッキ浴を用いることが可能であり、メッキ条件(PH,
還元温度)を調整”して酸化皮膜を冒さないよう注意す
る必要があ葛。この場合、着色面にスマット状のものが
ある場合はこれを除去し、またメッキ浴を連続使用する
ときはpH値の変化に留意して調整すればメッキの歩留
りを向上させることができる。
更に、酸化皮膜のバリヤ一層が厚くならないように陽極
酸化と着色を行っておけば無電解メッキの後、さらに電
気メッキすることも可能である。
〔実施例〕
以下JI8A1050P相当のアルミニウム材(50X
xlOO%x1%、表面粗さ0.1 p m以下)を素
材とし、これに本願発明の方法によりニッケル、コバル
トおよび銅を無電解メッキした実施例を挙げる。
実施例 1 陽極酸化皮膜をニッケルで着色し、ニッケルメッキを施
した例。
実施例 2 陽極酸化膜を鋼および鉄で着色し、ニッケルメッキを施
した例。
を行うことができた。
実施例 3 陽極酸化皮膜をニラ斤ル、コバルトで着色し、コバルト
メッキを施した例。
実施例 4 陽極酸化皮膜を鉄および亜鉛で着色し、ニッケルメッキ
を施した例。
後にめっき状になってくる。
実施例 5 陽極酸化皮膜をニッケ?しで着色し、銅メッキを施した
例。
以上の各実施例で得た試片について、その面粗さを触針
式(東京精密製す−コム100)で測定した結果、いず
れも10点平均でo、 iμm以下と極めて平滑で光沢
のあるメッキ面であることが確認された。
また、メッキ層の密着力に関しては、170℃に30分
間に加熱し、水中に急冷する加熱−急冷を7サイクル繰
返しててもいずれもハガレやフクレが発生せず、かつ端
部にヤスリ掛けを行ってもいずれもハガレが発生しなく
、メッキ層の密着力は極めて強いことが確認された。
その他多数の実験を重ねた結果、以下のことが判明した
表面粗さが0.1μm以下の素材に、アルカリ電解エツ
チングを施した場合、表面粗さが0.1μm以下の平滑
な処理面が得られること、および次工程でH2SO,、
H3P0.浴などにより厚み0.6〜3μmの陽極酸化
皮膜を形成してもその面粗さが01μm以下になること
が確認された。
まり、 Ni 、 Co、 Fe、Cu、 Zn、など
による二次電解着色において、その金属析出量を変えた
場合、すなわち、第3図(イ)に示す如く着色(析出)
金属過剰で陽極酸化皮膜表面まで析出させた状態(1)
、第3図的)に示す如く着色(析出)金属が丁度ボアを
充填し表面が黒色を呈する状態(2)および第3図(ハ
)に示す如く着色(析出)金属がボアの底部にわずか析
出した状態(表面がブロンズ色を呈する状態)の3状態
の着色状態のものに、Ni 、Co、 Cuなどの無電
解メッキ5〜10μm施した場合その表面粗さは前記(
1)の状態のものは0.2〜17μm1(2)の状態の
ものは0.1μm以下、(3)の状態のものは04〜7
.0μmであった。
このことより、電解着色においては、金属の析出量が陽
極酸化皮膜のボアを丁度充填する程度(表面が黒色を呈
する程度)にした場合に最も平滑度が高く光沢のあるメ
ッキ層が得られることが判明した。
〔効 果〕
以上のことから明らかなように、本願発明の無電解メッ
キ法を用いれば、アルミニウム又はその合金の表面に、
極めて平滑度が高く光沢のある表面性状を有し耐食性に
もすぐれ、かつ熱処理、ハンダ付および機械的研摩にも
充分耐える種々のメッキを迅速 安定して施すことがで
きる。
したがって、本願発明は、メッキ皮膜の表面平滑度、光
沢あるいは密着力などの問題から従来のメッキ法では利
用が困難であった装飾品、電気部品をはじめとする多く
の用途にアルミニウムおよびその合金の利用拡大を可能
にするものであり、産業上の利用効果は極めて大きいと
言うことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図0)、(ロ)、e→は本発明における電解エツチ
ングに用いる変形交流の波形を示す図、Wc2図は陽極
酸化した状態を示す図、第3図0)、(ロ)、eつは二
次電解着色工程における金属析出状態を示す図、第4図
は無電解メッキを施した状態を示す図、第5図は本発明
で無電解メッキ皮膜を形成した後更lこクロム電気メッ
キを施した状態を示す図。 1・・・アルミニウム素材、2・・・陽極酸化皮膜、3
・・・ボア、4・・析出金属、5 無電解メッキ皮膜、
6・・電気メツキ皮膜

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)アルミニウム又はアルミニウム合金に予めカセイ
    ソーダ浴を使用して電解エッチング処理を施す第1の工
    程と、該電解エッチング処理されたアルミニウム又はア
    ルミニウム合金にアンカー機能を有しかつ次工程の二次
    電解着色が可能な程度の厚さの陽極酸化皮膜を形成する
    第2の工程と、次工程の無電解メッキの下地となるニッ
    ケル、銅、鉄、コバルトおよび亜鉛から選ばれる1種又
    は2種以上の金属塩の単浴又は混浴を用いて前記陽極酸
    化皮膜を二次電解着色して黒色化する第3の工程と、該
    黒色化された陽極酸化皮膜を有するアルミニウム又はア
    ルミニウム合金にニッケル、銅またはコバルトを無電解
    メッキを施す第4の工程とからなることを特徴とするア
    ルミニウム又はアルミニウム合金に平滑な無電解メッキ
    皮膜を形成する方法。
  2. (2)前記カセイソーダ浴の濃度が1〜2%であること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載のアルミニウム
    又はアルミニウム合金に平滑な無電解メッキ皮膜を形成
    する方法。
  3. (3)前記電解エッチング処理において、+3〜15V
    、−0.5〜−2Vの変形交流を用いることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項又は第2項記載のアルミニウム
    又はアルミニウム合金に平滑な無電解メッキ皮膜を形成
    する方法。
  4. (4)前記陽極酸化皮膜の厚さが0.2〜6μmである
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項ないし第3項の
    いずれかに記載されたアルミニウム又はアルミニウム合
    金に平滑な無電解メッキ皮膜を形成する方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019098378A1 (ja) * 2017-11-17 2019-05-23 株式会社東亜電化 黒色酸化被膜を備えるマグネシウム又はアルミニウム金属部材及びその製造方法
JP2021054207A (ja) * 2019-09-30 2021-04-08 株式会社ファルテック モールディング製造方法

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