JPS61261494A - Al−Ti−Mn合金の電析方法 - Google Patents
Al−Ti−Mn合金の電析方法Info
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- JPS61261494A JPS61261494A JP10189185A JP10189185A JPS61261494A JP S61261494 A JPS61261494 A JP S61261494A JP 10189185 A JP10189185 A JP 10189185A JP 10189185 A JP10189185 A JP 10189185A JP S61261494 A JPS61261494 A JP S61261494A
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- Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
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。
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、工業的規模での実用化を可能とするTi系
合金の電析方法に関する。
合金の電析方法に関する。
TiおよびTi合金は、優れた強度、耐食性、耐熱性等
の性質を有することから被覆材としての利用分野は広い
が、唯一の欠点はコストが高いことである。これはTi
を直接電解によって採取する方法が今日までに実用化に
致っていないため、コストの嵩む間接的な手法を用いな
ければならないからである。
の性質を有することから被覆材としての利用分野は広い
が、唯一の欠点はコストが高いことである。これはTi
を直接電解によって採取する方法が今日までに実用化に
致っていないため、コストの嵩む間接的な手法を用いな
ければならないからである。
Tiを直接電析させる方法として、水溶液系でZnと共
析させる方法または有機I@謀を用いる非水系からの電
析方法が提案されているが、これらはいずれも金属状態
のTiは電析しないとされている。このため、Tiの直
接電解は溶融塩浴を用いる方法に頼らざるを得ないが、
これまでに提案されている方法はいずれも500℃以上
の高温浴を使用し、中には1000℃に達するものもあ
る。
析させる方法または有機I@謀を用いる非水系からの電
析方法が提案されているが、これらはいずれも金属状態
のTiは電析しないとされている。このため、Tiの直
接電解は溶融塩浴を用いる方法に頼らざるを得ないが、
これまでに提案されている方法はいずれも500℃以上
の高温浴を使用し、中には1000℃に達するものもあ
る。
このような高温浴では、設備上の問題からコストアップ
につながるばかりでなく、特にめっき皮膜として電析さ
せる場合は母材への悪影響が極めて大きいという問題点
がある。
につながるばかりでなく、特にめっき皮膜として電析さ
せる場合は母材への悪影響が極めて大きいという問題点
がある。
本発明の目的は、低温の溶融塩浴での操業が可能であっ
て、しかも10〜程度の一実用的電流密度において緻密
平滑でかつ厚膜の電析−を行え、更に耐食性および耐熱
性に優れたTi系合金めっきを低コストで市場に供給し
得る電析方法を提供することにある。
て、しかも10〜程度の一実用的電流密度において緻密
平滑でかつ厚膜の電析−を行え、更に耐食性および耐熱
性に優れたTi系合金めっきを低コストで市場に供給し
得る電析方法を提供することにある。
上記に鑑み本発明者らは、ALCAx系混合溶融塩浴を
用いる電解法が比較的低温(150〜200℃)での操
業が可能であることに着目し、この方法をベースとする
電解浴によって実用生産を可能とするTi系合金の電析
方法の開発を考えた。
用いる電解法が比較的低温(150〜200℃)での操
業が可能であることに着目し、この方法をベースとする
電解浴によって実用生産を可能とするTi系合金の電析
方法の開発を考えた。
そもそもAlCLx系混合溶融塩浴による電解法は一般
K、電析の状態が悪くてパウダー状となる性質がある。
K、電析の状態が悪くてパウダー状となる性質がある。
この浴にTiイオンを添加して低温(150〜200℃
)でAlとTiとを共析させる方法が提案されているが
、この場合も電析の状態は殆どパウダー状である。ただ
この方法においては、電流密度を0・1り冒以下として
パウダー状の電析状態を抑制することは可能であるが、
かかる小電流密度ではとても工業的規模での生産性は得
られない。
)でAlとTiとを共析させる方法が提案されているが
、この場合も電析の状態は殆どパウダー状である。ただ
この方法においては、電流密度を0・1り冒以下として
パウダー状の電析状態を抑制することは可能であるが、
かかる小電流密度ではとても工業的規模での生産性は得
られない。
そこで、このMとTiとに第8の共析成分としてMnを
加え、Al−Tj−Mnのいわゆる3元共析として共析
させることを考え、実験したところ、低温浴で、しかも
実用的な10 A/dm’程度の電流密度域で、パウダ
ーのない緻密平滑なTi系合金めつき皮膜の得られるこ
とが知見された。
加え、Al−Tj−Mnのいわゆる3元共析として共析
させることを考え、実験したところ、低温浴で、しかも
実用的な10 A/dm’程度の電流密度域で、パウダ
ーのない緻密平滑なTi系合金めつき皮膜の得られるこ
とが知見された。
本発明は上記知見に基づきなされたもので、AlCLi
を50〜70モル%含有するAlCLi −XCL(X
はK、 Na、 Lj−の単独または混合)溶融塩浴K
、TiイオンとしてTi1+、Ti”の単独または混合
イオンt0.5〜50 g/A添加し、かつMnイオン
としてMn イオl’io、1〜2 g71添加した
混合電解浴にて電析を行うことを特徴とする。l!u
−Ti。
を50〜70モル%含有するAlCLi −XCL(X
はK、 Na、 Lj−の単独または混合)溶融塩浴K
、TiイオンとしてTi1+、Ti”の単独または混合
イオンt0.5〜50 g/A添加し、かつMnイオン
としてMn イオl’io、1〜2 g71添加した
混合電解浴にて電析を行うことを特徴とする。l!u
−Ti。
−Mn合金の電析方法を要旨とする。
以下、本発明方法を、溶融塩浴の各成分含有量の限定理
由を織シまぜながら詳細に説明する。
由を織シまぜながら詳細に説明する。
(1) 基本を解浴トシテハ、AlcLz−XCl(
X : 7μカリ金属)2成分系または多成分系の混合
溶融塩浴を用いる。なお、融点を著しく高くしない範囲
で、この浴に類似のものとして、有機アミン、弗化物、
臭化物、沃化物、アルカリ千類塩等の添加を行った浴を
用いてもよい。また電析合金中に1 wt%未満で他の
金属元素を共析させた浴も同様に用いてもよいが、ただ
この場合はOr、 Sn、 Pb等の一部の金属元素の
共析は若干有効となるのでよいが、他の殆どすべては有
害となるので好ましくない。
X : 7μカリ金属)2成分系または多成分系の混合
溶融塩浴を用いる。なお、融点を著しく高くしない範囲
で、この浴に類似のものとして、有機アミン、弗化物、
臭化物、沃化物、アルカリ千類塩等の添加を行った浴を
用いてもよい。また電析合金中に1 wt%未満で他の
金属元素を共析させた浴も同様に用いてもよいが、ただ
この場合はOr、 Sn、 Pb等の一部の金属元素の
共析は若干有効となるのでよいが、他の殆どすべては有
害となるので好ましくない。
浴中のAlcLz量を50〜70モル%に限定したのは
、50モル%未満では融点が500℃を越え、また70
モル%を毬えるとAlCjJの蒸発が大きくなシ過ぎて
、いずれも実用的でなくなるからである。
、50モル%未満では融点が500℃を越え、また70
モル%を毬えるとAlCjJの蒸発が大きくなシ過ぎて
、いずれも実用的でなくなるからである。
なお、浴中のAlCLi量に応じてTiの共析量は変化
し、低ALCMJでは一般にMの電析が抑えられるため
Tiの共析量は多くなる。しかしこの低AlC1z領域
では電析状態が悪くてパウダー状になる傾向が強く、ま
た電流効率も低下することから、浴中の)−10AJ量
としては55〜65モル%が最も望ましい。
し、低ALCMJでは一般にMの電析が抑えられるため
Tiの共析量は多くなる。しかしこの低AlC1z領域
では電析状態が悪くてパウダー状になる傾向が強く、ま
た電流効率も低下することから、浴中の)−10AJ量
としては55〜65モル%が最も望ましい。
■ 共析させるTiは、浴中に’fi、Ti の単独
または混合イオンとして参加する。このTiイオンの添
加は、金属Tiの溶解による方法と3+、Ti4+C2
J。
または混合イオンとして参加する。このTiイオンの添
加は、金属Tiの溶解による方法と3+、Ti4+C2
J。
TiCt*、LTiF8等の塩で添加する方法とがあり
、いずれの方法でもよいが、この場合Tiを安定して電
析させるためには3+、Ti4+、Ti 等の低原子
価のTiイオンの存在が必要である。このため、例えば
Ti′+による添加の場合は、浴中にAlパウダーを懸
濁させる方法またはAA切片を充填した反応容器に電解
液を循環させる方法等によってTi をTi に還
元させる手段が有効である。
、いずれの方法でもよいが、この場合Tiを安定して電
析させるためには3+、Ti4+、Ti 等の低原子
価のTiイオンの存在が必要である。このため、例えば
Ti′+による添加の場合は、浴中にAlパウダーを懸
濁させる方法またはAA切片を充填した反応容器に電解
液を循環させる方法等によってTi をTi に還
元させる手段が有効である。
浴中に添加するTiイオン量’i0.5〜50シ・tに
限定したのは、0.5 g/1未満ではAj、 −Tj
−一血皮膜の耐食性、耐熱性の向上が殆どみられないか
らであシ、また5 0 g71を越えるとTi共析量の
増加が飽和しかつ電解浴の融点を高くするなど実用面で
障害が生じるからである。
限定したのは、0.5 g/1未満ではAj、 −Tj
−一血皮膜の耐食性、耐熱性の向上が殆どみられないか
らであシ、また5 0 g71を越えるとTi共析量の
増加が飽和しかつ電解浴の融点を高くするなど実用面で
障害が生じるからである。
なお、本発明に用いる電解浴においては、TiはAlよ
シ貴な電位となるため、TiはAlより優先的に析出す
る。この傾向は浴中のAlCLiが少ない程また電流密
度が小さい程大きくなる。従って浴中に僅か0.5 g
/lのTiイオンの添加であっても、電析物中のTi含
有量は5wt%に及ぶ場合もあって、Ti添加効果は十
分に発揮される。
シ貴な電位となるため、TiはAlより優先的に析出す
る。この傾向は浴中のAlCLiが少ない程また電流密
度が小さい程大きくなる。従って浴中に僅か0.5 g
/lのTiイオンの添加であっても、電析物中のTi含
有量は5wt%に及ぶ場合もあって、Ti添加効果は十
分に発揮される。
■ 共析させる鹿は、MnCtコのような塩で添加する
方法とMn金属’tM解して添加する方法とがあるがい
ずれの方法でも差し支えない。
方法とMn金属’tM解して添加する方法とがあるがい
ずれの方法でも差し支えない。
浴中に添加する助イオン量’io、1〜2g/lに限定
したのは、0.1 g/を未満ではAl−Ti −Mn
皮膜の緻密化、平滑化の効果が殆どみられないからであ
シ、また2EVt′f:lid、えると電析物中のMn
含有量が10wt%を越えて多くなり、めっき皮膜が硬
く、かつ脆くなるため好ましくないからである。
したのは、0.1 g/を未満ではAl−Ti −Mn
皮膜の緻密化、平滑化の効果が殆どみられないからであ
シ、また2EVt′f:lid、えると電析物中のMn
含有量が10wt%を越えて多くなり、めっき皮膜が硬
く、かつ脆くなるため好ましくないからである。
なお順は、本発明に用いる電解浴において最も優先的に
析出するので、Tiの場合と同様に0.1g/Zの添加
量でも、電析物中の血合有量は5wt%に及ぶ場合もあ
って、Mn添加効果を十分に挙げ得る。
析出するので、Tiの場合と同様に0.1g/Zの添加
量でも、電析物中の血合有量は5wt%に及ぶ場合もあ
って、Mn添加効果を十分に挙げ得る。
■ 浴温としては、150℃から可能であるが、よシ平
滑な電析物を得るためには、180〜260℃が望まし
い。
滑な電析物を得るためには、180〜260℃が望まし
い。
なお浴は、十分に攪拌され均一化されていることが重要
であシ、攪拌が不十分の場合には電流密度を大きくする
ことが不可能となる。またTiおよびAlはいずれも酸
素との親和力が大きいため、浴は十分に脱水、脱酸素す
る必要がちシ、また電析セμ内も虹ガス等の不活性ガス
雰囲気に保持されなければならない。
であシ、攪拌が不十分の場合には電流密度を大きくする
ことが不可能となる。またTiおよびAlはいずれも酸
素との親和力が大きいため、浴は十分に脱水、脱酸素す
る必要がちシ、また電析セμ内も虹ガス等の不活性ガス
雰囲気に保持されなければならない。
■ 通電は、平滑直流、リップル直流、交流重畳、パル
ス直流のいずれも可能であυ、通常5〜20A〜の電流
密度で電析が行われる。
ス直流のいずれも可能であυ、通常5〜20A〜の電流
密度で電析が行われる。
■ 陽極としては、カーボン等の不溶性陽極が好ましい
が、AlまたはAl−Ti合金等の可溶性陽極であって
も差し支えない。
が、AlまたはAl−Ti合金等の可溶性陽極であって
も差し支えない。
不溶性が好ましい理由は、可溶性では浴中の各金趣イオ
ン濃度の調整が難しいことと、不溶性陽極にすると残存
する水分および酸素イオンが陽性反応によって除去でき
ることからである。
ン濃度の調整が難しいことと、不溶性陽極にすると残存
する水分および酸素イオンが陽性反応によって除去でき
ることからである。
次に本発明方法の実施例を説明する。
実施例1
フローセルタイプの溶融塩浴専用上μを用い、フローチ
ャンネル内に陽極として2a厚X70”!巾X100I
I長のAl板を設置し、また陰極(電着母材)として0
.5麿厚)<7QjEI巾X100W長のCu板を設置
し、この状態で七μ内の電析面付近での浴流速をITn
f、ecとして、第1表に示すめっき条件内で電流密度
を種々に変えるとともにMnイオンの添加量を種々に変
えて、臘添加の電着性に及ぼす影響を確認するめつき9
j!#を行った。
ャンネル内に陽極として2a厚X70”!巾X100I
I長のAl板を設置し、また陰極(電着母材)として0
.5麿厚)<7QjEI巾X100W長のCu板を設置
し、この状態で七μ内の電析面付近での浴流速をITn
f、ecとして、第1表に示すめっき条件内で電流密度
を種々に変えるとともにMnイオンの添加量を種々に変
えて、臘添加の電着性に及ぼす影響を確認するめつき9
j!#を行った。
第 1 表
電析状態の結果を第2表に示すとともK、Mn添加量と
電流効率の関係を第1図のグラフに示す。
電流効率の関係を第1図のグラフに示す。
第 2 表
なお、第1図は電流密度を1財貨、5財貨、10Mノ、
20M−をパラメーターとして血添加量と電流効率の関
係を曲線P、 QAR,Sで示した図である。
20M−をパラメーターとして血添加量と電流効率の関
係を曲線P、 QAR,Sで示した図である。
第2表および第1図に示す如く、本実験では即事添加の
場合は、いずれも電流効率が著しく悪くかつ電析状態が
パウダー状であった。この傾向はI M背という低電流
密度においても改善されていない。ここでの電流効率の
低下は、電析物がプントフィト状あるいはパウダー状と
なるために脱落した結果によるものである。
場合は、いずれも電流効率が著しく悪くかつ電析状態が
パウダー状であった。この傾向はI M背という低電流
密度においても改善されていない。ここでの電流効率の
低下は、電析物がプントフィト状あるいはパウダー状と
なるために脱落した結果によるものである。
ところが、浴中にMnイオンを添加し、Mnを共析させ
ることによって電着性は著しく改善された。
ることによって電着性は著しく改善された。
この傾向は浴中の血イオン量が0.1g/lから明確に
現われ、0.5 g7を以上で十分な効果が得られたが
、2.0 g/lを越えると効果が飽和した。?りA−
7−3はMn添加量が本発明範囲を越えて多過ぎた例で
あるが、電流効率は良好であるものの、電析物の硬度が
高くなって脆くなシネ良となった。
現われ、0.5 g7を以上で十分な効果が得られたが
、2.0 g/lを越えると効果が飽和した。?りA−
7−3はMn添加量が本発明範囲を越えて多過ぎた例で
あるが、電流効率は良好であるものの、電析物の硬度が
高くなって脆くなシネ良となった。
これに対し、励添加量が本発明範囲内にあるA−2−1
〜A−2−4、A−8−1−A−3−4、A−4−8、
A−5−8、A −6−8はいずれも実用化に十分な電
流効率が得られるとともに電析状態も良好であった。
〜A−2−4、A−8−1−A−3−4、A−4−8、
A−5−8、A −6−8はいずれも実用化に十分な電
流効率が得られるとともに電析状態も良好であった。
実施例2
実施例1と同様のセルを用い、5.On厚X70履巾X
10 Qm長のカーボンを陽極とし、0.5層厚X7
01m巾XIQQm長のCu板を陰極(電着母材)とし
、七μ内電析面付近の流速? 1.0 m/Becとし
て第8表のめつき条件で電析を行い、浴成分のAlCL
z濃度と電析の関係を調査した。結果を第4表に示す。
10 Qm長のカーボンを陽極とし、0.5層厚X7
01m巾XIQQm長のCu板を陰極(電着母材)とし
、七μ内電析面付近の流速? 1.0 m/Becとし
て第8表のめつき条件で電析を行い、浴成分のAlCL
z濃度と電析の関係を調査した。結果を第4表に示す。
第4表に見る過多、浴中のALCIJ濃度が小さいと(
B−1、B−2)、Alの電析が抑えられて、Tiまた
は鴎の電析が増加する。これは皮膜中のTi量を増加さ
せたい場合には都合が良いが、一方でん触t3濃度を低
くすると不良析出の増加が見られ、本発明範囲よシ小さ
いALCLJ濃度の(B−t)では電析状態が不良であ
った。またAlC1z濃度が多過ぎる(B−6)は電析
状態は良いが、klcAJの蒸発が大となシ実用的に難
があった。これに対し本発明例(B〜2〜B−5)はい
ずれも電析状態は良好であった。
B−1、B−2)、Alの電析が抑えられて、Tiまた
は鴎の電析が増加する。これは皮膜中のTi量を増加さ
せたい場合には都合が良いが、一方でん触t3濃度を低
くすると不良析出の増加が見られ、本発明範囲よシ小さ
いALCLJ濃度の(B−t)では電析状態が不良であ
った。またAlC1z濃度が多過ぎる(B−6)は電析
状態は良いが、klcAJの蒸発が大となシ実用的に難
があった。これに対し本発明例(B〜2〜B−5)はい
ずれも電析状態は良好であった。
第 3 表
第4表
実施例8
実施例1と同様のセルを用い、0.5肩厚X70履巾X
100麿長のW板を陽極とし、O,Sa厚×7C1m巾
X100IEI長の冷延鋼板を陰極とし、前記流速を0
.8 m、”seaとして第5表に示すめっき条件で電
析を行い、浴中のTiイオン濃度と電析の関係及びJ工
5Z−2871に基づく塩水噴霧試験による皮膜の耐食
性に関する性能を調査した。結果を第6表に示す。
100麿長のW板を陽極とし、O,Sa厚×7C1m巾
X100IEI長の冷延鋼板を陰極とし、前記流速を0
.8 m、”seaとして第5表に示すめっき条件で電
析を行い、浴中のTiイオン濃度と電析の関係及びJ工
5Z−2871に基づく塩水噴霧試験による皮膜の耐食
性に関する性能を調査した。結果を第6表に示す。
第 5 表
第 6 表
第6表に見る過多、Tiイオン濃度の増加に伴い皮膜中
のTi電析量は増加する。Tiイオン濃度が0.5 g
/lと僅少でも皮膜中には4 wt%のTiが含有され
る。しかしTiイオン濃度が50 EVt近傍では最早
、膜中のTi量の増加は殆ど認められない。
のTi電析量は増加する。Tiイオン濃度が0.5 g
/lと僅少でも皮膜中には4 wt%のTiが含有され
る。しかしTiイオン濃度が50 EVt近傍では最早
、膜中のTi量の増加は殆ど認められない。
Tiイオン濃度が本発明範囲を超えて小さい(C−1)
は、電析状態は良好であるが耐食性が悪く、また本発明
範囲を超えて大きい(C−7)は、電析状態が悪化し、
ややパウダー状となった。これに対しTiイオンが本発
明範囲の(C−2〜C−6)はいずれも電析状態及び耐
食性が良好であった。
は、電析状態は良好であるが耐食性が悪く、また本発明
範囲を超えて大きい(C−7)は、電析状態が悪化し、
ややパウダー状となった。これに対しTiイオンが本発
明範囲の(C−2〜C−6)はいずれも電析状態及び耐
食性が良好であった。
以上の説明で明らかなようK、本発明のAl−Ti。
−血合金の電析方法によれば、AlCtJ−XC4(X
:アルカリ金属)混合溶融塩浴をベースとし、これに適
量のTiイオンならびに助イオンを添加した混合電解浴
にて電析を行うことによシ、低温、かつ実用的な電流密
度による操業で、良好な電析状態を有するTi系合金め
つき皮膜を安価に安定して得られるという効果を挙げる
ことができる。
:アルカリ金属)混合溶融塩浴をベースとし、これに適
量のTiイオンならびに助イオンを添加した混合電解浴
にて電析を行うことによシ、低温、かつ実用的な電流密
度による操業で、良好な電析状態を有するTi系合金め
つき皮膜を安価に安定して得られるという効果を挙げる
ことができる。
従って本発明は耐食性、耐熱性に優れたTi系合金めつ
きの工業化、実用化に大いに貢献するものである。
きの工業化、実用化に大いに貢献するものである。
第1図はTiおよび血イオン添加のktC2J系混合電
解液において、電流密度をパラメーターとしてMn添加
量と電流効率との関係を示したグラフである。 」 第 1 図
解液において、電流密度をパラメーターとしてMn添加
量と電流効率との関係を示したグラフである。 」 第 1 図
Claims (1)
- (1)AlCl_3を50〜70モル%含有するAlC
l_3−XCl(XはK、Na、Liの単独または混合
)溶融塩浴に、TiイオンとしてTi^3^+、Ti^
4^+の単独または混合イオンを0.5〜50g/l添
加し、かつMnイオンとしてMn^2^+イオンを0.
1〜2g/l添加した混合電解浴にて電析を行うことを
特徴とするAl−Ti−Mn合金の電析方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10189185A JPS61261494A (ja) | 1985-05-13 | 1985-05-13 | Al−Ti−Mn合金の電析方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10189185A JPS61261494A (ja) | 1985-05-13 | 1985-05-13 | Al−Ti−Mn合金の電析方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61261494A true JPS61261494A (ja) | 1986-11-19 |
Family
ID=14312549
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10189185A Pending JPS61261494A (ja) | 1985-05-13 | 1985-05-13 | Al−Ti−Mn合金の電析方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61261494A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPWO2006057231A1 (ja) * | 2004-11-24 | 2008-06-05 | 住友電気工業株式会社 | 溶融塩浴、析出物および金属析出物の製造方法 |
CN109023431A (zh) * | 2018-09-30 | 2018-12-18 | 成都先进金属材料产业技术研究院有限公司 | 制备钛铝合金的方法 |
Citations (1)
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JPS61261492A (ja) * | 1985-05-11 | 1986-11-19 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Al―Ti系合金めっき金属材の製造法 |
-
1985
- 1985-05-13 JP JP10189185A patent/JPS61261494A/ja active Pending
Patent Citations (1)
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