JPS6136596B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はアルミニウム、アルミニウム合金、マ
グネシウム、マグネシウム合金、又は亜鉛、亜鉛
合金にめつきを施す方法に関する。 アルミニウム、アルミニウム合金（以後アルミ
ニウム系合金と略す）、マグネシウム、マグネシ
ウム合金（以後マグネシウム系合金と略す）、は
密度が小さく、軽く、しかも、機械的強度も十分
で、かつ、熱伝導性及び電気伝導性にも優れてい
るので、各種構造部材、機器部材、電子機器部
材、電気機器部材等に多用されている。又、亜
鉛、亜鉛合金（以後亜鉛系合金と略す）は精密鋳
造が可能で、上記各種機器部材等に多用されてい
る。 しかし、これらの金属、合金の表面は大気中で
強固な酸化皮膜で覆われており、電気的接触抵抗
が大きいばかりでなく、これらの表面に半田付け
がしにくい欠点がある。又この酸化皮膜は、放熱
性を悪くする欠点をも有している。 これらの欠点を排除するため、及び又は装飾上
の目的から、これらの金属や合金の表面に電気め
つきを施すことが行われてきた。 従来、これらの金属や合金に電気めつきを施す
には、下記の方法が取られてきた。

【表】 ル、その他の電気めつき、無電解めつき
Γ亜鉛系合金； 素材→脱脂→水洗→酸洗→水洗→シアン化銅電
気めつき→水洗→ニツケル、その他の電気めつ
き、無電解めつき しかし、従来のシアン化銅めつき浴を用いる銅
電気めつきでは、脱脂、水洗、酸洗、水洗及び亜
鉛置換処理を施すことによつて、先づ素材面に亜
鉛薄膜を形成させたアルミニウム系合金、マグネ
シウム系合金又は前記前処理後の亜鉛系合金素材
面をシアン化銅電気めつき浴中に浸漬すると、短
時間、通常、数十秒以内に、素材面の亜鉛皮膜又
は亜鉛系合金の表面が、シアン化銅、めつき浴中
の銅成分と置換反応を起こすので、パレル方式で
〓〓〓〓〓
はもちろん、引掛方式でも、素材面が侵され、以
後の電気めつきの通電において密着性の良い均一
な高密度の銅めつき皮膜が得られなかつた。従つ
て、その銅めつき工程に続いて行われるニツケル
クロム、錫、半田、金、銀、白金等の電気めつ
き、無電解めつき工程によつて得られるめつき皮
膜も一段と粗悪、不均一となり、不良品の発生率
が大きかつた。本発明者は均一に、かつ、密着性
良く、銅、ニツケル、その他のめつきをアルミニ
ウム系合金、マグネシウム系合金、又は亜鉛系合
金の素材面に施す方法を提供するよう研究した結
果、下記の知見を得て本発明を完成するに至つ
た。 亜鉛置換法によつてアルミ系合金、マグネシウ
ム系合金素材面に被覆し得る亜鉛又は亜鉛合金の
皮膜の厚みは非常に薄く、0.05〜0.5μｍ程度で
ある。さらに、亜鉛自体のイオン化傾向が銅に比
較して大きいため、前記素材面の亜鉛又は亜鉛合
金皮膜、又は、亜鉛系合金素材面は、銅めつき浴
中に浸漬されると、短時間、通常、数十秒以内で
溶出される。しかるに銅めつき浴に、シアン化第
一銅を主成分とするが、可溶性けい酸塩を含有さ
せれば、亜鉛置換法によつて得られた亜鉛又は亜
鉛合金の皮膜又は亜鉛系合金素地の表面は、けい
酸塩イオン独自の界面物理化学的挙動によつて保
護され、めつき浴に溶出することなく、めつき浴
に浸漬後の電気めつき通電によつて、バレル方式
であろうと、また、引掛方式であろうと、常に均
一な密着性の良い銅めつきを可能とすること、さ
らに、それ以後のニツケル、その他のめつき工程
においても十分均一な密着性の良いめつきが施さ
れ、得るとの知見を得た。 水溶性けい酸塩が、水溶液中で特殊な溶液構造
を取り、金属との界面において独自の挙動をして
被覆効果や洗浄効果を現わすことは知られている
が、この独自の挙動を積極的に電気めつきに応用
して、品物をめつき浴に浸漬してから電析開始ま
での間の金属表面挙動の調整に役立たせた新知見
によつて、本発明は完成されたものである。すな
わち、本発明の要旨は、アルミニウム系合金、マ
グネシウム系合金にあつては素材面を浄化し、該
表面に亜鉛置換法によつて亜鉛又は亜鉛合金皮膜
を形成した皮膜面に対して又、亜鉛系合金素材に
あつては素材を浄化した亜鉛又は亜鉛合金の素材
面に対して水溶性けい酸塩を含むシアン化銅めつ
き浴中で通電して銅、めつきを施すこと又はさら
に得られた銅めつき面に亜鉛ニツケル、クロム、
錫、半田、金、銀、白金及びこれらの合金の無電
解めつき又は電気めつきを施すこと又はその他の
処理を施すものである。 本発明に用いられるアルミニウム系合金には一
般のアルミニウム板材、線材又は鋳物類のほか、
ジユラルミンを始めとしてAl−Si系（シルミンな
ど）、Al−Mn系、Al−Mg系、Al−Mg−Si系、Al
−Cu−Si系（ラウタウルなど）、Al−Cu−Mg−
Ni系（Ｙ合金など）などの合金材が示される。 マグネシウム系合金にはMg−Al−系、Mg−
Zn−Mn系、Mg−Zn−Zr系などの合金が示され
る。 亜鉛系合金には一般の純亜鉛素材のほか、Zn
−Al−Cu−Mg系、Zn−Al系などの合金が示され
る。 それぞれの素材の処理工程及び亜鉛置換法は次
の方法が一般的である。

【表】 →シアン化銅、銅合金めつき→水洗→次工程
亜鉛置換処理浴及び条件； 水酸化ナトリウム 120〜500ｇ/ 酸化亜鉛 20〜100ｇ/ 塩化第２鉄 １〜４ ｇ/ ロツセル塩 10〜50 ｇ/ 硝酸ナトリウム ０〜２ ｇ/ 温 度 20〜25℃ 浸漬時間 30〜120 秒 Γマグネシウム系合金 脱脂→水洗→酸洗→水洗→亜鉛置換処理→水洗
→シアン化銅、銅合金めつき→水洗→次工程 亜鉛置換処理浴及び条件； 硫酸亜鉛 30〜45 ｇ/ ピロリン酸ナトリウム 120〜210ｇ/ フツ化ナトリウム ５ｇ/ 炭酸ナトリウム ５ｇ/ 温 度 68〜75 ℃ 浸漬時間 ５〜 10分 Γ亜鉛系合金 〓〓〓〓〓
脱脂→水洗→酸洗→水洗→シアン化銅めつき→
水洗→次工程 本発明によるシアン化銅めつき浴の組成及び電
気めつき条件は下記の通りである。 シアン化第一銅 25〜100ｇ/ シアン化ナトリウム 35〜150ｇ/ 炭酸ナトリウム ０〜100ｇ/ 水溶性けい酸塩 〜50 ｇ/ PH 10〜11.8 温 度 40〜65℃ 本発明で特徴とするシアン化銅めつき浴に新成
分として配合する水溶性けい酸塩にはオルソ及び
メタけい酸ナトリウム、オルソ及びメタけい酸カ
リウム、オルソ及びメタけい酸アンモニウムなど
が用いられる。 水溶性けい酸塩はシアン化銅めつき浴に添加す
るにつれ、それに伴なう効果を発揮するが、50
ｇ/以上ではめつき面がよごれ、電流効率が悪
くなるので好ましくない。 本発明の方法によればアルミニウム系合金、マ
グネシウム系合金、亜鉛系合金などの素材面に、
均一に、密着性の良い銅、ニツケル、その他のめ
つきを施すことができ、かつその不良発生率は極
めて少い。 次に、本発明の実施態様を実施例によつて説明
するが、本発明はこれらによつて限定されるもの
ではない。 実施例 １ 厚み１mmの普通のアルミニウム板を50mm×100
mmに裁断して得たアルミニウム小片を脱脂、水
洗、酸洗、水洗した後、前記亜鉛置換処理（いわ
ゆるジンケート処理）を行なつた。次に、得られ
たジンケート処理アルミニウム小片を下記のシア
ン化銅めつき浴を用いて下記の条件で引掛方式で
銅電気めつきを行つた。 シアン化第一銅 35 ｇ/ シアン化ナトリウム 51 ｇ/ オルソけい酸ナトリウム ５ ｇ/ 炭酸ナトリウム 50 ｇ/ PH 11.0 温 度 50 ℃ 電流密度 １ A/dm² めつき時間 ５ 分 さらに、得られた銅電気めつきしたアルミニウ
ム小片を水洗し、引掛方式で、ニツケル電気めつ
きを行つた。ニツケル電気めつきの組成及び条件
は下記の通り。 硫酸ニツケル 240 ｇ/ 塩化ニツケル 45 ｇ/ ホウ酸 30 ｇ/ サツカリン １ ｇ/ PH 4.5 温 度 50 ℃ 電流密度 ２ A/dm² めつき時間 ２ 分 得られたニツケルめつきのアルミニウム小片か
ら２個を選び、両者の表面を密着させ、250℃で
半田付けを行つた。半田付け後両者を半田付け面
と直角の方向に引張り、剥離したところ、剥離面
は半田面であり、ニツケルめつき面、銅めつき
面、アルミニウム素地面の露出は認められなかつ
た。 比較例 １ 実施例１に用いたと同じようなアルミニウム小
片を実施例１と同じように脱脂→水洗→酸洗→水
洗→ジンケート処理を行つた。 次いで、水洗し、オルソけい酸ナトリウムを添
加しない以外は実施例１に用いたのと同じ銅電気
めつき浴を用いて、実施例１に準じて前記アルミ
ニウム小片に銅めつきを行つた。 得られた銅めつきアルミニウム小片は均一性が
悪く、むらが認められ、ふくれ発生率が15％もあ
り、密着性も良好でなかつた。この得られた銅電
気めつきアルミニウム小片を実施例１に準じてニ
ツケルの電気めつきを施した。 得られたニツケルめつきしたアルミニウム小片
はめつき面が不均一であり、密着性を欠き、実施
例１に準じて半田付けを行い、同様の引張り試験
を行つたところ、剥離面は素地のアルミニウム面
にあることが認められた。 実施例 ２ アルミニウム合金板（Cu4.0％、Si1.0％、
Mn0.6％、Mg0.6％、残部Al）を５×20×１mmの
チツプに裁断した。 このチツプを実施例１に準じて洗浄し、ジンケ
ート処理を行い、下記組成の銅電気めつき浴を用
い、バレル方式で下記めつき条件でめつきを行つ
た。 〓〓〓〓〓
シアン化第一銅 30 ｇ/ シアン化ナトリウム 40 ｇ/ メタけい酸カリウム 10 ｇ/ 炭酸ナトリウム 40 ｇ/ PH 10.5 温 度 45 ℃ 陰極電流密度 0.5A/dm² めつき時間 10 分 次いで水洗し、バレル方式でニツケル電気めつ
きを実施例１に示した浴組成と条件で電流密度
0.5A/dm²で行つた。 得られたニツケルめつきのアルミニウムチツプ
は、チツプ１個１個の均一性が良く、かつ、密着
性も良くめつきされており、次いでニツケルめつ
きされたチツプから２個を選び、実施例１に準じ
て半田付面の引張試験を行つたところ、剥離面は
半田面であつた。 比較例 ２ 実施例２に用いた銅電気めつき浴にメタけい酸
カリウムを用いない以外は、全て実施例２で行つ
たのと同じ条件でアルミニウム合金チツプを洗浄
し、銅電気めつきを行い、次いでニツケル電気め
つきを行つた。 得られたニツケルめつきしたチツプはチツプご
との表面状態は不均一で密着性を欠き、ふくれ発
生率は20％に達した。 実施例１に準じて引張試験を行つたところ、剥
離面は銅めつき面−素地間であつたつた。 実施例 ３ マグネシウム合金板（Al 2.6％、Zn1.0％、
Mn0.2％、残部Mg）を５×20×１mmのチツプに
裁断した。このチツプを前記前処理工程で洗浄
し、次の亜鉛置換処理溶液に浸漬した。 硫酸亜鉛 40ｇ/ ピロリン酸ナトリウム 180ｇ/ フツ化ナトリウム ５ｇ/ 炭酸ナトリウム ５ｇ/ 温 度 70℃ 浸漬時間 ５分 次いで水洗し、実施例２に示した銅めつき浴を
用い、同一条件でバレル方式で銅電気めつきを行
つた。得られた銅めつきマグネシウム合金チツプ
を水洗し、実施例２と同一の浴組成、条件でニツ
ケルの電気めつきを行つた。 得られたニツケルめつきチツプはチツプ１個１
個の均一性が良く、かつ密着性も良くめつきされ
ていた。次いで、ニツケルめつきされたチツプか
ら２個を選び、実施例１に準じて半田付け面の引
張試験を行つたところ、剥離面は半田面であり、
密着性に優れていることが示された。 比較例 ３ 実施例３に用いた銅電気めつき浴にメタけい酸
カリウムを用いない以外は全て実施例３で行つた
のと同じ条件でマグネシウム合金チツプを前処理
し、バレル方式で銅電気めつきを行つた。得られ
た銅めつきマグネシウム合金チツプはふくれ発生
率が35％に達した。次いで水洗し実施例３と同一
浴条件でニツケル電気めつきを行つた。得れたニ
ツケルめつきチツプはふくれ発生率46％と高く、
チツプごとの表面状態も非常に不均一で密着性が
悪かつた。 実施例１に準じて引張試験を行つたところ、剥
離面は銅めつき面−素地間であり、密着性は非常
に悪かつた。 実施例 ４ Al 4.2％、Cu1.0％、Mg0.05％、残部Znの亜鉛
ダイカスト製品ケース（25×10×５、厚み1.0
mm）を前記処理後、バレル方式で実施例２に示し
た方法で銅及びニツケルの電気めつきを行つた。
得られたニツケルめつき製品はふくれは全く見ら
れなかつた。又、実施例１に準じて半田付けし、
引張試験を行つたところ、剥離面は半田面にあ
り、密着性は優れていた。 比較例 ４ 実施例２で用いた銅めつき浴で、メタけい酸カ
リウムを除いた以外は全て実施例４と同じ条件で
実施例４と同一の新しい亜鉛ダイカスト製品ケー
スに銅及びニツケルの電気めつきを行つた。ニツ
ケルめつき製品の45％にふくれを生じ、又、非常
に不均一であつた。ふくれの生じていない製品２
ケを実施例１に準じて半田付けし、引張試験を行
つたところ、密着性は非常に悪く、その剥離面は
素地−銅めつき間にあつた。 〓〓〓〓〓

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシ
   ウム、マグネシウム合金又は亜鉛、亜鉛合金の素
   材表面を浄化し、次いで前四者については亜鉛置
   換法により該素材面に亜鉛又は亜鉛合金皮膜を形
   成した皮膜面に対し、又は後の二者については素
   材を浄化した亜鉛又は亜鉛合金の素材面に対し
   て、水溶性けい酸塩を含むシアン化銅めつき液中
   で、電気めつき通電をし、銅めつきを施す方法。 ２ 特許請求の範囲第１項に続いて亜鉛、ニツケ
   ル、クロム、錫、半田、金、銀、白金及びこれら
   の合金の無電解めつき又は電気めつきを施す方
   法。