JPS61238995A - A▲l▼合金めつき金属材およびその製造方法 - Google Patents

A▲l▼合金めつき金属材およびその製造方法

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JPS61238995A
JPS61238995A JP7887685A JP7887685A JPS61238995A JP S61238995 A JPS61238995 A JP S61238995A JP 7887685 A JP7887685 A JP 7887685A JP 7887685 A JP7887685 A JP 7887685A JP S61238995 A JPS61238995 A JP S61238995A
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plating
bath
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Junichi Uchida
淳一 内田
Atsuyoshi Shibuya
渋谷 敦義
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Nippon Steel Corp
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Sumitomo Metal Industries Ltd
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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】 〔産業上の利用分野〕 この発明はAl’C主体とし、MnおよびCr e含有
するAl合金めつき金属材およびその製造方法に関する
〔従来の技術〕
Alめっき金属材は優れた耐食性、美麗さ、無毒性など
、多くの利点を有している。このAlは水浴液からの電
析が不可能なため、浴融金属浸漬法、溶融塩浴による電
気めっき法などによってめっきされ、現在は主として溶
融金属浸漬法が使用されている。しかしながら、この方
法では薄めつきが困難であシ、かつ操作温度が700℃
を超えるために合金層の生成、母材への悪影響といった
問題がある。そこで後者の溶融塩浴による電気めっき法
が注目されてくる。しかし、この方法については従来か
ら多くの提案があるものの、下記の如き問題があシ、工
業的規模での実用化は未だ実現されていないのが現状で
ある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
■ 平滑な電着が困難であるため、めっき面は凹凸が多
く、皮膜は緻密さに欠け、また基体に達するピンホーI
Vも存在する。
■ この傾向は特に高電流′8!度域において著しく、
20 A/dm’以上ではデンドライト、パウダー状の
電析となってめっきとしては不良である。高電流密度化
は生産性の面から、工業的規模で電気Alめつきを行う
だめに不可欠の要件である。
■ めっき浴の吸湿などによる経時劣化に伴って電着性
がさらに劣化する。
■ チタン、ステンレスなど、酸化物皮膜が安定して存
在する基体へのめつきは著しく困難である。
本発明は救出の問題点を解決し、溶融塩浴による電気め
っきの実用化に貢献するAl合金電気めっき金属材およ
びその製造方法を提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
ところで、■〜■の問題を解決するのに、N;Mn、 
Al−Cr、 kl−Pb、 Al−5nなどのM合金
めつきが有効なことは周知である。しかし、これまでの
A7合金めつきに満足できるものはなく、実用化された
ものも殆どない。本発明者らは、電析において初期の核
生成を容易ならしめるのにMnが有効であシ、これを合
金元素として加えることによりパウダー、デンドライト
の生成が抑制され、最大40 ’/dm’ 1で電流密
度を高めても平滑な電析を期待できる経験から、上記合
金めっきの中のAl−Mnめっきに着目し、これに更に
第3の合金元素を加えることが上記問題を解決し、ひい
ては皮膜性能の向上にもつながると考え、鋭意実験研究
を行った。その結果、Al−Mn−0r系の合金めっき
においては、最大120A/dm2の電流密度を与えて
もなおパウダー、デンドライトの発生しないことを知見
した。溶融塩浴による電気Al系めっきでは、設備コス
トが大きくなることから、めつき槽の小型化が最重要課
題であシ、そのためには50〜勺−以上、望ましくは1
00A/び以上の高電流密度においてもパウダー、デン
ドライトの発生しないことが要求される。
本発明は上記知見に基づきなされたもので、1〜30w
t%のMnおよび1〜20wt%のCrを含有するd基
めっき皮膜が一部または全部に施されていることを特徴
とするM合金めつき金属材を要旨とする。
本発明のめつき金属材において、めつき皮膜中のMn含
有量を1〜s o wt%の範囲に限定したのは、I 
wt%未満では溶融塩浴による電気めっきにおいて50
 A/dm’以上の電流密度でパウダー、プントフィト
の生成を抑えることが困難となシ、aowt%を超える
範囲では皮膜が硬化し、可撓性が失われて実用性を喪失
させるからである。なお、皮膜の硬化はMn t o 
wt%程度から現われ始めるので、実用上は3〜S w
t%が好ましい範囲である。
Cr含有量を1〜20wt%の範囲に限定したのも鹿の
場合と同じ理由による。すなわち、1wt%未満では5
01’−/lfl、rr?以上の電流密度においてパウ
ダー、プントフィトの生成を抑えることが困難となり、
20 wt%を超える範囲では皮膜硬化のために、実用
性が損われるからである。そして、実用上は2〜6 w
t%の範囲が望ましい。
基体金属については限定はなく、鋼、ステンレス鋼、チ
タン等の金属が適用可能であり、電着性耐食性e−4優
れたものとするため、表面にZnめつきを行ったもので
もよい。
基体金属の形状は、板、線、棒などの他、例えばボ)v
 トなどの成形加工後のものでもよく、形状を限定する
ものではない。
本発明はまだ、上記A7合金めつき金属材の製造方法を
提供するものであシ、その特徴とするところは1〜ao
wt%のMnおよび1〜20 WE%のCrを含有する
Al基めっき皮膜を、溶融塩浴を用いた電気めっきにて
形成する点にある。
本発明の製造方法において、浴融塩浴はAli電析させ
るため、AlC73−xcz (X :アルカリ土類)
の2成分、または多成分混合塩無水浴を用い、更にこれ
らに必要に応じて有機アミン、弗化物、臭化物、ヨウ化
物、アルカリ土類塩などを添加したものを使用してもよ
い。
共析成分である顯およびCrはMnCtコ、CrC1a
などの塩の形で浴に加えてもよいし、鹿、Or金金属浴
中で溶解させる形で加えてもよい。しかし、いずれの形
で加える場合にも、皮膜中に共析させたい量に応じて浴
中の臘イオン濃度、Crイオン濃度をそれぞれ100〜
500ppm、500〜5000ppmの範囲内で調整
する必要がある。
基体金属の材質、形状に制限のないことは、本発明のめ
つき金属材のところで並べたとおりであるが、ごれら基
体金属をめっきするにあたっては表面を十分に清浄にし
ておくことが重要であり、特にチタン、ステンレス鋼な
ど、表面に酸化物及腰が安定して存在するものでは、め
っき皮膜の密着性向上のため、酸洗などの前処理を十分
に行っておく必要がある。
電気めっきにおいて、通電は平滑直流、リップル直流、
パルス直流のいずれで行ってもよい。
陽極としては、カーボン、タングステンなどの不溶性の
ものでも、AjまたはAl合金といった可溶性のもので
もよい。不溶性陽極を使用する場合は、めっき中に浴組
成が変動するため、原料塩などを適宜添加してゆく必要
がある。
溶融塩浴は攪拌、ポンプなどによシ被めっき材に対して
0.5 m/sec以上の速度で流動させることが望ま
しい。また、溶融塩浴を流動させるかわりに被めっき材
を回転、走行などによって移動させてもよい。
めっき電流密度は5ON句背以上が可能であるが、基体
金属がポルトなどの加工成形品では、つき回υ性を良く
するため、20 A/dm’以下にすることが望ましい
。また、溶融塩浴と被めっき材との間に相対運動が行わ
れない場合は、10A/ν以上の電流密度でめっきにコ
ゲが生じ、めっき不良となることがあるので、注意を要
する。
〔実施例〕
実施例1 溶融塩専用のフローセ〜(SUS116IJり全作成し
、フローチャンネル内に陽極として99.8%のAl板
を設置し、被めっき材であるo、 s m厚の冷延鋼板
を陰極として、第1表に示す条件で次の各種めっき試験
および調査■〜■を行った。めっき面積は0.7dm’
である。冷延鋼板は前処理として、有機溶剤で脱脂後、
10%オルトケイ酸ナトリウム中で電解脱脂し、更に1
0%HC1で酸洗を行った後、100%エタノールに浸
漬し、温風乾燥を行った。
第1表 ■ 溶融塩浴中の鹿イオン濃度およびOrイオン濃度を
種々変更してめっきを行い、めっき皮膜中のMn、 C
r含有量とパウダー発生限界電流密度との関係を調べた
。結果を第1図に示す。同図に見るように、Mn、 C
rが含有されないAlのみのめつきでは20 ’/C1
yn”以上でパウダーが発生した。一方、Mn、 Cr
の添加によりパウダー発生限界電流密度は向上するもの
の、単独添加では50〜qm2以上にはならない。これ
に対し、鹿、Crを同時添加した場合には、パウダー発
生限界電流密度は飛躍的に向上し、廊、Orが1 wt
%で約50 ’/Cam”トナシ、順が3〜B wt%
、Crが2〜6wt%では100 AdC1Jn’でも
パウダーは発生しなかった。また、めっき表面は順、C
rの添加に伴って緻密となった。
■ Mn、 Cr含有量の異なる各種供試材について、
18o0曲げ試験を行い、めっき皮膜中の順、Cr含有
量と可焼性との関係を調べだ。結果を第2図に示すが、
Al中に共析するMn、 Crはともに皮膜を硬化させ
るので、共析量(含有*)が増加するにしたがって可焼
性は低下する。このため、Mnは30wt%以下、Cr
は20 wt%以下でないと、実用に供し得る皮膜は得
られない。なお、Mnが10wt%以下、Crが8wt
%以下の場合は、純Alに比べて可視性の低下は殆ど見
られなかった。
■ 鹿、Cr含有楓の異なる各種供試材(めっき厚5μ
m)について塩水噴霧試験を行い、皮膜中の順、Cr含
有量とSST裸耐食性との関係を調べた。
結果を第2表に示す。含有量一定とした場合、単独添加
より複合添加のほうが耐食性向上により効果的である。
■ Mn a 20 ppm、 Cr 270 pl)
mのめつき浴について約1ケ月の連続使用を行ったが、
電析の劣化は殆ど見られなかった。
第    2    表 実施例2 チタン板(厚み0.6 M )を基体金属として、第8
表に示す条件でAz −Mn −Cr合金(Mn4wt
%。
Crawt%)の電気めっきを行った。めっきセルは実
施例1と同じものを用い、陽極はM陽極を使用した。順
イオンおよびCrイオンは、それぞれの粉末をめっき浴
に添加した後、塩化水素ガスを通して溶解することによ
シ加えた。基体金属の前処理は、トリクロルエタンによ
る蒸気脱脂、硝弗酸による酸洗、水洗、エタノールへの
浸漬、冷風乾燥の順で行った。
電流密度を10〜120 Azdiの範囲で変更したが
、10〜80〜句メにおいて良好な電析が得られた。ま
た、皮膜の密着性も良好で、1800曲げにおいて何ら
の剥離も見られなかった。
第    8    表 実施例3 SUS 804ステンレス鋼製ボルトに第4表に示す条
件TAG:、−Mn−Cr合金(Mn 8 wt%、O
r2wt%)を電気めっきした。ボルトの寸法は胴径5
.2M、全長50ffiである。陽極には円筒状のグラ
ジ−カーボン(内径50履)i用い、被めっき材のステ
ンレス鋼製ポlレトはこの中で5ooo’ppmで回転
させた。また、ボルトトの前処理はトリクロルエタンに
よる蒸気脱脂、弗酸水による酸洗、水洗、エタノールへ
の浸漬、冷風乾燥の順で行った。
電流密度を10〜120 Az−の範囲で変更したが、
得られためつきは全て外観が良好であシ、密着性も良好
で剥離は全く見られなかった。ただし、電流密度が20
ヤノ以上ではボルトねじ部の山と谷で約80%のめつき
付着量の差を生じた。
第    4    表 〔発明の効果〕 以上の説明から明らかなように、本発明は浴融塩浴によ
るAl系電気めっきにおいて、パウダー、デンドライト
を発生させることなく高電流密度化を達成し、これによ
シ同めっきの工業化に大きく貢献するとともに、通常の
A7めっきに比べて平滑かつ緻密で耐食性に優れためつ
き皮嘆が得られ、しかもめつき浴の経時変化を抑えると
いう大きな効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施効果を示すもので、第1図はめつき
皮膜中の血、Or含有量とパウダー発生限界電流密度と
の関係を示すグラフ、第2図は同じく血、Or含有量と
可焼性との関係を示すグラフである。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)1〜30wt%のMnおよび1〜20wt%のC
    rを含有するAl基めつき皮膜が一部または全部に施さ
    れていることを特徴とするAl合金めつき金属材。
  2. (2)1〜30wt%のMnおよび1〜20wt%のC
    rを含有するAl基めつき皮膜を、溶融塩浴を用いた電
    気めつきにて形成することを特徴とするAl合金めつき
    金属材の製造方法。
JP7887685A 1985-04-12 1985-04-12 A▲l▼合金めつき金属材およびその製造方法 Expired - Lifetime JPH0631464B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114059117A (zh) * 2021-10-26 2022-02-18 浙江大学杭州国际科创中心 一种离子液体电镀铬镀液的制备方法和应用

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114059117A (zh) * 2021-10-26 2022-02-18 浙江大学杭州国际科创中心 一种离子液体电镀铬镀液的制备方法和应用

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JPH0631464B2 (ja) 1994-04-27

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