JPS6187893A - チタニウム又はチタニウム合金への表面処理方法 - Google Patents

チタニウム又はチタニウム合金への表面処理方法

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JPS6187893A
JPS6187893A JP20880584A JP20880584A JPS6187893A JP S6187893 A JPS6187893 A JP S6187893A JP 20880584 A JP20880584 A JP 20880584A JP 20880584 A JP20880584 A JP 20880584A JP S6187893 A JPS6187893 A JP S6187893A
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titanium
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alloy
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Yoshinori Takakura
高倉 義憲
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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〕 この発明はチタニウム又はチタニウム合金への表面処理
方法に関するものである。
〔従来の技術〕
従来より、チタニウム又はチタニウム合金はアルミニウ
ム又はアルミニウム合金と同じく化学的には非常に活性
であり1種々の化学物質と反応しやすいためステンレス
鋼と同じように非線に不働態化しやすい。通常9表面に
きわめて薄く採掘性の強い酸化膜が形成され1種々の酸
化性の強い酸。
アルカリ、その他の化学薬品に対して優れた耐食性、耐
薬品性を有することが知られている。
又、チタニウム又はチタニウム合金は高い比強度(強度
と密度との比)を有し、かつ適当なじん性、耐熱性、熱
安定性、加工性を有している。従って、化学プラント材
料、航空宇宙機器用材料として主要な地位を占めるに至
っている。
しかしながら、チタニウム又はチタニウム合金は耐摩耗
、熱放射性及び電気伝導特性等が劣るためにその用途が
制約されている。
即ち、チタニウム又はチタニウム合金が2例えば生に優
れた耐熱性と高い比強度(強度と密度との比)とを利用
して宇宙空間を飛行する人工衛星搭載部品に用いられる
場合には衛星内部の温度を適正に保つために熱放射性が
要求された)、電波回路部品として用いられる場合には
良電導性が要求される。これらの要求を満足させるため
にチタニウム又はチタニウム合金からなる基材表面に金
を被覆する方法が知られている。
かかる方法としては1例えは(7)電解によって金めつ
きをする方法、(イ)蒸着、スパッタリング等の乾式め
っきによる方法、@レーザーにより合金層を形成する方
法等が挙げられる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記のような従来のチタニウム又はチタニウム合金への
表面処理方法では次に述べるような問題点が挙げられる
即ち、上記(7)の方法によれば、蒸気脱脂、プラスト
処理、エツチング、活性化等の工程金繰て無電解ニッケ
ルめっき、金めつきを行うものであるが、チタニウム又
はチタニウム合金からなる基材表面は上記の加工工程中
、空気又は、水と接触すると薄い酸化皮膜が生成され不
働態状態となり。
めっき皮膜の密着性が不充分となる。この密着性を改善
するために無電解ニッケルめっき後温度450℃以上で
熱処理してチタニウム又はチタニウム合金からなる基材
表面と加熱合金化しているが。
温度450℃以上という比較的高温が必要であシ。
又、熱処理によってチタニウム又はチタニウム合金から
なる基材表面と合金化した無電解ニッケルめっきの活性
化が難しく金めつき後の歩留シが悪く1品質的に不安定
である。
上記(イ)の方法では、電導性のよい銅、金を蒸着又は
スパッタリング等の装置を用いてチタニウム又はチタニ
ウム合金からなる基材表面′5r:破覆するのであるが
、皮膜が厚く生成せず、しかも皮膜の密着性も安定した
ものが得られず実用に供することができない。
上記(ロ)の方法では、チタニウム又はチタニウム合金
からなる基材表面にめっき、蒸着、スパッタリング等に
より皮膜を形成し、その後レーザーにより表面温度を融
点以上に加熱1表面層を溶最させて合金層を形成するも
のであるが、レーザー出力又は移動速度によっても違う
が溶融幅は01〜Q3ruyaという程度のものであシ
、大きな部品加工には実用に供することができない。
という問題点があったー。
この発明は上記した問題点を解決するためになされたも
のであシ、その目的は比較的簡便な方法により、基材表
面の任意の部分に優れた電気伝導性を有し、かつ優れた
熱放射性を有する処理層を付与する方法を提供するにあ
る。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係るチタニウム又はチタニウム合金への表面
処理方法は、鋭意検討を重ねた結果、チタニウム又はチ
タニウム合金からなる基材表面上にアルミニウムをイオ
ンブレーティング法により厚く付け、その後常法により
アルミニウムの前処理を行なって銅、金めつきを被寺夏
することにより。
上記目的が達成できることをみいだし9本発明を完成す
るに到った。
即ち1本発明のチタニウム又はチタニウム合金への表面
処理方法は、チタニウム又はチタニウム合金からなる基
材表面全機械的方法によυ所要の表面粗さに仕上げ、つ
いでイオンブレーティング装置を使ってアルミニウムを
厚く付け、その後アルミニウム用の脱脂、酸洗い、亜鉛
置換、銅ストライク処理等の前処理全行なって銅、金め
つきを行なうことを特徴とするものである。
以下において9本発明を更に詳しく説明する。
本発明の表面処理方法は、先ずチタニウム又はチタニウ
ム合金から々る基材表面を機械的方法により所要の表面
粗さに仕上げる。かかる機械的方法としては1例えば、
ドライ・ホーニング装置。
液体ホーニング装置、サンドブラスト装置があるが、最
も適しているのはドライ・ホーニング装置である。
かかる処理は1例えば、300から400メツシユのガ
ラスピーズを2に9/crlから5に9/cnlの空気
圧で基材表面の任意の部分に吹き付けるのである。
基材表面に吹き付ける際は、所要とする部分に均等に吹
き付けることが好ましい。かかる処理によって残ったガ
ラスピーズを除去するために、2に2/dから5に2/
dの空気圧で乾いた空気を吹き付け、可能な限りガラス
ピーズを取シ除く。その後。
純水の入ったガラス製の容器に入れ、超音波洗浄を常温
で約20分間行ない、ついで純水の流水中でよく洗浄し
、さらに純水をアルコールにして超音波洗浄を常温で約
20分間行なう。
かかる処理後、チタニウム又はチタニウム合金からなる
基材表面に汚点が残らないようにチッ素ガスt 2 K
9 /ad〜SKy/fflの圧力で吹き付け、温度1
0〜90℃で20分間乾燥する。
本発明の表面処理方法は、ついでチタニウム又はチタニ
ウム合金からなる基材表面にめっきするのを容易にする
ためにイオンブレーティング装置を使ってアルミニウム
を被覆するのである。
かかる処理に先だってチタニウム又はチタニウム合金か
らなる基材表面のゴミ付着を除去し、清浄な状態を保つ
ための所要の処理を行なった後。
装置に入れて、イオンブレーティングによるアルミニウ
ム皮膜生成前に表面に付着した水分の除去全加熱によっ
て除去することが望ましい。次に真突槽全10−’TQ
RR迄排気し、不活性ガスを充てんしイオンブレーティ
ングするチタニウム又はチタニウム合金からなる基材表
面に数100Vの負の電圧全印加し、アルミニウム蒸発
用るつぼとの間にグロー放’[−起こさせるのである。
グロー放電によってチタニウム又はチタニウム合金から
なる基材表面がクリーニングされ、つぎの放電でアルミ
ニウムが部分的にイオン化して、負に帯電したチタニウ
ム又はチタニウム合金からなる基材表面にひきつけられ
て大きなエネルギーを持って蒸着されるので密着のよい
アルミニウムの皮膜が得られる。この場合9次にめっき
を行うので膜厚金20から30ミクロンにすることが好
ましい。
本発明の表面処理は、ついで常法によりアルミニウムの
前処理全行なって銅、金めつきを所要の膜厚付着させる
のである。
かかる処理は1例えば脱脂、酸洗い、亜鉛置換。
銅ストライク等のアルミニウムの前処理工桿ヲ経て良t
lL気伝導金得るために銅、金めつきを行なうのである
かかる処理において、銅めっき皮膜の比抵抗値は1.7
2 X IQ−6Ω−備、金めつき皮膜の比抵抗値は2
2X1G’Ω−1であるために、電波回路部品に適用す
る場合、使用する周波数に従って下記の関係により銅め
つき膜厚を厚くシ、金めつき膜厚は銅の腐食防止及び熱
放射特性を得るだめに適用するのであるから可能な限シ
薄くした方がよい。
又、銅めっき、金めつき浴は光沢剤の含まないもの全適
用することによって、良電気伝導性効果が増大する。
〔作用〕
この発明においてはイオンブレーティング法によってチ
タニウム又はチタニウム合金からなる基材表面にアルミ
ニウムを付着させるので、その後のめつき処理方法がい
ちじるしく容易となる。
又、この発明において、常法によりアルミニウムの前処
理を行なった後、@、金めつきを行なっているので優れ
た電気伝導性及び熱放射特性が得ることができる。
〔実施例〕
以下において実施例を掲げ、この発明を更に詳しく説明
する。
実施例 直径20wn厚さ10.ををする純チタニウムからなる
基材を次に示す工程に従って処理した。
fil  トリクレン脱脂 温度80〜90℃  時間
90秒間浸漬しム (2)  ドライホーニング #300メツシュのガラスピーズを空気圧3 K9 /
ctlで吹き付けた。その後、乾いた空気を空気圧3に
5’/fflで吹き付は表面に付着したガラスピーズを
除去した。
(3)  純水に浸漬し、超音波洗浄 指温1時間2(
1間(4)純水の流水洗       指温1時間 適
宜15)  アルコールに浸漬し超音波洗浄 7p;温
1時間20分間(6)チッ素ガス吹き付ける。
(7)乾 燥    温度70〜90’C時間20分間
(8)チッ素ガスを吹き付け9表面に付着したゴミヲ除
去する。
(9)イオングレーティング装置に入れ、基材を温度3
00℃に予熱し、その後真空槽を10−’ TORR迄
排気し、アルゴンガスを封入後基材に150Vの負の電
圧を印加し。
アルミニウムを25ミクロン蒸着した。
01  アルカリ洗浄 温度 50〜10℃ 時間20
秒αυ流水洗 常温時間20〜30秒 O2硝酸浸漬   常温 時間10〜20秒0流水洗 
常温時間20〜30秒 (14)  lj鉛置換   常温 時間40〜60秒
αり流水洗 指温時間20〜30秒 ae  希硫酸浸漬  層温 時間10〜20秒αη流
水洗 常温時間20〜30秒 0Q亜鉛股換 常温時間40〜60秒 01  流 水 洗  常温 時間20〜30秒■ 銅
ストライクめっき 温度2a〜35℃ 電流密度3A/
dW!  時間5分 12Il  流 水 洗  常温 時間20〜30秒の
 銅めつき   温度50〜10℃ 電流密度2A/c
lr1時間15分 ■流水洗 層温時間20〜30秒 C0金ストライクめつき指温 電圧5v 時間5〜15
秒(3)流 水 洗  常温 時間20〜30秒■ 金
めつき   温度60〜80℃ 電流密度0.57a、
r時間6分 (5)流水洗 常温時間20〜30秒 (至)純水洗 常温時間60〜90秒 (至)純温洗 温度80〜100℃時間60〜90秒O
G 乾燥温度40〜600CRrT4) 30〜60分
以上の処理をして得ためつき品の密着強度は使用条件に
十分耐え得るものであ!J 、 Gier Dunkl
eDBloGにより測定した赤外腺放射率は0415%
であった。
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかなように9本発明の表面処理方法
によれば、従来湿式めっき方法では困難とされていたチ
タニウム又はチタニウム合金からなる基材表面処理が乾
式めっき法と湿式めっき法との組合せにより容易となり
、今迄制約されていた用途の道を切υ開いたものである
。又、チタニウム又はチタニウム合金の優れた比強度に
加え電気的良伝導性及び熱放射特性を有し、今後高成長
が期待されている航空宇宙用機器用材料として重要な地
位を占めるものと確信する。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. チタニウム又はチタニウム合金からなる基材表面を機械
    的方法により所要の表面粗さに仕上げ、ついでアルミニ
    ウムを乾式めつきによつて20〜30μm付着させ、そ
    の後常法によりアルミニウムの前処理を行なつて、銅、
    金めつきを行なうことを特徴とするチタニウム又はチタ
    ニウム合金への表面処理方法。
JP20880584A 1984-10-04 1984-10-04 チタニウム又はチタニウム合金への表面処理方法 Granted JPS6187893A (ja)

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