JPS613895A - クロムめつき方法 - Google Patents

クロムめつき方法

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JPS613895A
JPS613895A JP12470584A JP12470584A JPS613895A JP S613895 A JPS613895 A JP S613895A JP 12470584 A JP12470584 A JP 12470584A JP 12470584 A JP12470584 A JP 12470584A JP S613895 A JPS613895 A JP S613895A
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峯岸 知弘
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松文 高谷
Keiichi Terajima
慶一 寺島
Nobukuni Ebisu
胡 信国
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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】 この発明はクロムめっき方法に関する。
クロムめっきは、硬度が高いこと、耐摩耗性および耐腐
食性に優れていることなどから工業的めっきとして有用
である。しかしながら、クロム酸を使用するため、大気
汚染の問題や排水処理の困難性、さらにはエネルギー収
支が低いことなどの理由により、必ずしも好ましいめっ
きとはされていない。
ところで、排水処理の問題は、近年の公害処理技術の発
展に伴ない、他の排水処理よりは繁雑とはいえ、その処
理技術としては確立したといえる。しかし、エネルギー
収支の低いことはかなり宿命的であって、現在のように
サージェント浴を基本とするクロムめっき浴を用いてい
る限りある程度やむをえないことである。従来、クロム
めっきにおける電流効率が10ないし20%と低かった
その主な原因は、めっき中に発生する水素にあることは
周知の通りである。電流効率を改善するためにこれまで
種々の提案がなされてきているが、従来の高電流効率ク
ロムめっき方法にあっては、めっき被膜の光沢の点でな
お満足できるものではなかった。
ところで、クロムめっきが硬度が高く、光沢に優れてい
るその主な原因は、めっき中において水素が発生するこ
とにある。したがって電流効率の向上と、光沢の向上と
は相反する要求事項である。
従来のサージェント浴において、実用領域以外の低温・
低電流密度領域で、その電流効率が20〜35%になる
ことが知られている。したしながら、この領域における
クロムめっき被膜は灰色で、光沢がないこともよく知ら
れている。
これまで、クロムめっきにおいては、他のめっきにおけ
るような光沢剤の添加は必要とされていなかった。それ
は、上に述べたようにめっき中における水素の発生が光
沢に寄与するからであるとともに、めっき浴における高
いクロム酸濃度および著しく低いPHに対して安定な光
沢剤がなかったことにもよる。すなわち、これまでのク
ロムめっきは、光沢剤を必要としない自然の狭い光沢範
囲を最適電解条件としておこなわれていたにすぎず、光
沢剤の開発は全く未知の分野であったといえる。
本発明者等は、従来のクロムめっきにおける低電流効率
の原因となっている水素発生に注目し。
サージェント浴の電位−電流密度曲線の−0,7〜−1
,2V前後に現れる第3枝といわれる水素発生電位に相
当する大きな電位ピークに影響を与えることのできる物
質を見出すべく研究を重ねた結果、クロムめっき浴に希
土類元素またはその化合物を添加することによって、上
記ピークが著しく小さくなるか、ピークの形をとらなく
なることを見出した。この結果、電解時の水素発生が著
しく減少したようには思われなかった(電流効率がほと
んど変化しないことから)が、従来無光沢であるとされ
ていた電解条件(例えば、30℃、10〜50A/dm
”)でもクロム析出物の光沢が著しく高いことがわかっ
た。
と′ころで、従来、ニッケル、銅、金、銀などの電解め
っきではよく知られている複合めっきは、クロムにおい
ては実用が困難であるとされていた。これは、主に、上
記した水素の発生が複合。
めっきの析出を妨害していたものである。しかしながら
、上に述べたように、クロムめっき浴に希土類元素また
はその化合物を添加することによって、クロム複合めっ
きが可能となるという本実をも見出した。
したがって、この発明の目的は、通常のクロムめっきに
あっては光沢の向上を計ることができ、かつ複合めっき
をも可能とするクロムめっき方法を提供することにある
すなわち、この発明のクロムめっき方法は、クロムめっ
き処理に当り、クロムめっき浴に希土類元素およびその
化合物からなる群の中から選ばれた少なくとも1種の希
土類系物質を配合したクロムめっき浴をめっき浴として
用いることを特徴とするものである。
複合めっきをおこなう場合は、めっき浴にセラミック微
粉末を分散・含有させる。
通常、めっき浴は、希土類元素またはその化合物を、金
属として少なくとも約0.01グラム/す7トルの割合
で含有する。
以下、この発明をさらに詳しく説明すると、クロムめっ
き浴に添加する希土類系物質は、元素の形態にあるスカ
ンジウム、イツトリウム、セリウム、ランタン、プラセ
オジム、ネオジム、プロメチウム、サマリウム、ユーロ
ピシウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム
、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム
、および(または)ルテチウム、並びにその化合物であ
る。希土類元素の化合物としては、硫酸塩、塩酸塩、硝
酸塩等の無機酸塩;酢酸塩、酒石酸塩等の有機酸塩;酸
化物;窒化物;炭化物;ポウ化物がある。これら希土類
系物質は混合物の形態で用いてもよく、あるいは合金例
えばいわゆるミツシュメタルの形態で用いてもよい。
上記希土類系化合物の添加量は、一般に、金属に換算し
て少なくとも約0.01グラム/リツト ル(浴)の割
合である。好ましい添加量は。
0.1グラム/リットルないし10グラム/リットルで
ある。
上記希土類系物質が添加される水系クロムめっき浴に特
に制限はない0代表的なものはサージェント浴等六価の
クロム(無水クロム酸)を主体とするものである。しか
しながら、三価のクロムを主体としたものであってもよ
い。そのようなりロムめっき浴としては、硫酸クロムを
主体としこれに硫酸アンモニウム、深索等を配合したも
め、正価塩化クロムを主成分とする公知の浴、あるいは
特公昭55−38435号に記載されているもの等があ
る。この後者のクロムめっき浴は、無水クロム酸溶液に
、硫化水素、亜硫酸塩、次亜硫酸塩またはチオ硫酸塩の
ような硫黄含有塩を無水クロム酸重量の5〜15%の割
合で配合したものである。
この発明に従ってクロム複合めっきをおこなう場合は、
上記クロムめっき浴にセラミック微粉末を分散させ、攪
拌しながらめっき処理をおこなう。セラミックとしては
、ケイ素、アルミニウム、タングステン等の酸化物、炭
化物、窒化物、ホウ化物、ケイ化物、硫化物などがある
。これらセラミックの粒径は、目的により細かければ細
かい程よいが、現在入手できるものは、通常、粒径0.
2.u、mないし250 iLmであり、浴に対して、
1ないし800グラム/リットルの割合で添加配合する
とよい。このめっき処理により、クロムめっき被膜にセ
ラミンク微粉末が分散固定された複合めっき被膜が得ら
れる。
めっき処理条件は、一般におこなわれているクロムめっ
き条件に従う。通常、電流密度は5ないし100 A 
/ d m  であり、浴温度は一10℃ないし706
Cである。
既に述べたように、この発明のめっき方法によれば、通
常のクロムめっきにおいて従来無光沢領域の電解条件に
おいてもめっき被膜の光沢が著しい。その原理は未だ充
分に解明されてはいないが、上記の希土類系物質がめつ
き浴中において反応して希土類のクロム酸塩を形成し、
微細な浮遊物となって析出核となり、物理的に陰極析出
クロムの微細構造化に寄与し、光沢クロム析出物を析出
させるか、あるいは僅かに溶解した希土類イオンが陰極
反応に作用し、水素過電圧やクロム析出。
反応に電気化学的な作用をすることが予測される。
また、複合めっきにあっては、セラミック微粉末が共析
する結果、クロムの優れた物性すなわち高硬度、耐摩耗
、耐腐食、耐熱等の緒特性をそれらセラミックによって
さらに向上させることができる。したがって、めっきと
しては極限に近いとされ、かつクロムめっきの機能の限
界ともされる物性をさらに向上させ、より高度の要求に
対応できるため、工業的に殊に有用であるといえる。
以下、この発明を実施例によってさらに説明する。
実施例 1 通常サージェント浴すなわち、無水クロム酸250グラ
ム/リットルおよび硫酸2.5グラム/リットルよりな
る浴に、硫酸ランタンを0.1〜lOダラム/リットル
の割合で添加し、陰極として黄銅・、陽極として鉛を用
いて、電流密度10〜50A/dm2、浴温30〜40
”Cで10分間電解処理をおこなった。
硫酸ランタンを添加しない通常浴の場合、電流密度が5
OA/dm2 のとき、陰極周囲のみ光沢のある灰色の
クロムめっき被膜が得られたー。他の条件下では、灰色
ないし黒灰色の粗いめっき被膜となった。
一方、この発明の浴を用いた場合、硫酸ランタンを0.
1グラム/リットルの割合で添加した浴においては、電
流密度10 A / d m” の条件を除き、全条件
の下でほぼ完全な光沢クロムめっき被膜を得た。硫酸ラ
ンタンを0.2グラム/リットル以上添加した浴におい
ては、全ての電解条件の下でも完全な光沢のあるクロム
めっき被膜を得ることができた。電流効率は、27.0
〜33.5%と通常浴の場合とほぼ同等かそれよりもや
や高かった。
また、クロムめっき被膜の硬さは、通常浴を用いた場合
は、my(ビッカース硬さ)が°680〜740であっ
たが、この発明の浴を用いた場合、硫酸ランタンを0.
1グラム/リットル含むものにおいてHvが850〜1
24oであり、特に硫酸ランタンを0.5グラム/リッ
トル以上含むものにおいてはHvが1450にも達する
硬質クロムめっき被Hりを得ることができた。
実施例 ? 実施例1の通常浴に、酸化ランタンを0.1〜lOダラ
ム/リットルの割合で添加した浴について、浴温lO〜
80℃、電流密度10〜120A/dm2 の範囲条件
で同様此電解処理をおこなったところ、全範囲条件で優
れた光沢を有するクロムめっき被膜を得た。
実施例 3 実施例1の通常浴に、市販のミツシュメタル(セリウム
33%)粉末を1グラム/リットルの割合で攪拌しつつ
添加しクロムめっき浴を調製した。この浴を用い、浴温
20〜60℃、電流密度20〜50A/dm2で電解処
理をおこなったところ、全範囲条件の下で光沢の優れた
クロムめっき被膜を得た。電流効率は15,5〜35.
5%の範囲内にあり、浴温が低い程効率が高かった。
実施例 4 無水クロム酸50〜1000グラム/リットルにサージ
ェント浴比の硫酸1グラム/リットルないし1グラム/
リットルを添加した種々の浴を用い、浴温40℃、電流
密度15 A / d’m2 の条件で電解処理をおこ
なったところ、析出物は全て灰色でiった。これらの浴
にクロム酸に対しl/100量の硫酸セリウムを添加し
て電解処理をおこなったところ、全ての条件において光
沢クロムめっき被膜を得ることができた。
実施例 5 実施例3の浴に、粒径2.Ogmの炭化ケイ素粉末をl
OO〜800グラム/リットルの割合で攪拌しながら徐
々に加えてクロム複合めっき浴を調製した。この浴を用
い、浴温20〜40℃、電流密度20A/dm2の条件
で1時間電解処理をおこなった・ 炭化ケイ素の量が増加するにつれて、複合めっき被膜の
Hvは1100から1450に変化したが、炭化ケイ素
の量が150グラム/リットル以、   ′上ではHv
は1450でほぼ一定であった。これら複合めっき被膜
を塩酸で処理し、残渣より炭化ケイ素量を分析したとこ
ろ、複合めっき被膜中に炭化ケイ素が162〜3.0重
量%の割合で共析していることがわかった。
同様にして、アルミナ粉末(粒径0.5ILm)を50
〜200グラム/リットルの割合で添加したところ、ア
ルミナを2.1〜2.5重量%の割合で共析させること
ができた。これら複合めっき被膜のHvは1200〜1
350であり、安定した硬さを得ることができた。
こうして得た複合めっき被膜について、 4abar摩
耗試験機を用い、摩耗輪(O910)によって1000
0回転後の被膜の減量を測定した。その結果、複合めっ
き被膜の減量は、クロムめっきのみの被膜の減量の1/
2となり、耐摩耗性が著しく向上した。
実施例 6 硫酸クロム200グラム/リットル、硫酸アンモニウム
450グラム/リットルおよび尿素240グラム/リッ
トルよりなる浴に粒径2/Lmのkl、 化ケイ素粉末
を300グラム/リットルの割合で添加しく浴のpH2
,2〜2 、5) 、浴温45℃、電流密度15A/d
m”の条件で電解処理をおこなった。こうして、炭化ケ
イ素が1重量%共析したクロムめっき被膜を得た。
実施例 7 無水クロム酸150グラム/リツi・ル、次亜硫酸すト
リウム15グラム/リットルおよび硫酸ランク70.5
グラム/リットルよりなる浴を用い、浴温35℃、電流
密度80A/dm2で30分間電解をおこなったところ
、光沢の優れたクロムめっき被膜を得た。この被膜のH
vは1500であった。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)クロムめっき処理に当り、クロムめっき浴に希土
    類元素およびその化合物からなる群の中から選ばれた少
    なくとも1種の希土類系物質を配合したクロムめっき浴
    をめっき浴として用いることを特徴とするクロムめっき
    方法。
  2. (2)めっき浴がセラミック微粉末を分散・含有するも
    のである特許請求の範囲第1項記載のクロムめっき方法
  3. (3)めっき浴が希土類系物質を、金属として少なくと
    も約0.01グラム/リットルの割合で含有する特許請
    求の範囲第1項または第2項記載のクロムめっき方法。
JP12470584A 1984-06-18 1984-06-18 クロムめつき方法 Granted JPS613895A (ja)

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JPH0573835B2 JPH0573835B2 (ja) 1993-10-15

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