JPS62120498A - 複合クロムめつきおよびめつき方法 - Google Patents

複合クロムめつきおよびめつき方法

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JPS62120498A JP25907785A JP25907785A JPS62120498A JP S62120498 A JPS62120498 A JP S62120498A JP 25907785 A JP25907785 A JP 25907785A JP 25907785 A JP25907785 A JP 25907785A JP S62120498 A JPS62120498 A JP S62120498A
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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3価クロムによる複合めっきおよびその方法
に関するもので、特に耐摩耗性又は耐食性等を要求され
る物品におけるめっきの産業分野に属する。
(従来の技術) 従来広く知られていたクロムめっき浴の浴組織は、6価
クロム(Cr Oa )を主体とし、若干の触媒板とし
てl−+2 SOa 、+2 Si Fsなどを添加し
たいわゆるサージェント浴である。近年公害の少ない面
および電気エネルギーの節約面から、3両クロムを主体
とした浴からのめっきの研究開発が行なわれている(特
公昭54−37564号)。また6価クロムを主体にし
たサージエン浴を用いてクロムめっきの耐摩耗性を向上
させる試みがなされ、硬質粒子例えばSf C,At 
20s又はダイヤモンドなどの複合めっきが検討された
(発明により解決すべき問題点) 3価クロムを主体とした浴によるめっきは、6価クロム
を主体した浴より公害が少なく、使用電気量も少ないと
いう利益があるが、その反面めっき皮膜が厚くなり難く
2μ信以下では均一で光沢を有し、硬質のめっきが可能
であるが、長時間の電解めっきにあってはコブ状の析出
となるため、厚めつきを要求されるめっき加工について
は不適当である。従って耐食性を要求される比較的薄め
つきに限定した場合にのみ実用に供すことができるとい
う問題点があった。また6(IIりDムの複合クロムめ
っきは、硬質粒子の析出ωが箸しく少なく、実用に供し
得ないものであった。
(問題点を解決する為の手段) 然るにこの発明は3価クロムめっきに耐摩耗性を有する
硬質粒子、自己潤滑性粒子を共析させることにより、ク
ロムめっきの14IQ性能の向上を図ることに成功した
のである。
即ち、3価クロムを主体としたクロムめっきは、厚付け
めっき加工ができない為に、その実用域が茗しく限定さ
れていたが、3価クロム浴に耐摩耗性硬質粒子と自己潤
滑性粒子とを加えることによってi4 II耗性を増強
すると共に、皮膜を厚くすることができるようになった
。前記における耐摩耗の硬質粒子としては、例えばダイ
ヤモンド、3iC,AI 203 、Cr 3 C2、
Zr 82 、Ba C。
CBNなどが考えられ、硬度増強粒子としては、ダイヤ
モンド、S! C,Al 203 、CBNなどが考え
られ、自己潤滑粒子としては、グラファイト、MOS2
 、WS2 、BN、3a SOa 、ポリ塩化ビニー
ル、ポリエチレン又はABS樹脂などが考えられる。従
ってこの発明においては、用途に応じ、前記各粒子の単
独又は複数種を所定の割合に使用することにより求める
。耐摩耗度および硬度を有するめつき膜を容易に得るこ
とができる。
前記における3価クロムを主体とする浴は、例えば塩化
クロム、硫酸クロム又はフッ化クロムの3価クロム塩に
、蟻酸、酢酸などのカルボン酸塩及びグリシン、ダルタ
シン酸などのアミン基とカルボキシル基をもつ化合物の
一種又は複数種を加え、更にNa C1、KCIなどの
アルカリ金B塩化物、硫酸塩及びylb族の水素化合物
からなる電導度改善剤を加えて調整する。
次にこの発明を更に詳述すると、3(illiクロムめ
っきは、Cr+9塩(例えばCr C13、Cr’ 2
(SO4)3 )に錯化剤を添加した浴を用いることで
めっきが可能になる。この錯化剤の電着におよぼす作用
効果は、電着に茗しく重要で、錯化剤を用いない場合は
黒色皮膜が得られるものの金属クロムの電着は不可能で
ある。この出願の発明者は錯化剤の作用機構をω1究し
、錯化剤が陰極面に吸着し、この吸着膜を介して電着さ
れることを見出し、さらにクロムめっき機能の向、ヒを
目的として複合めっきを行うことで、耐摩耗性皮膜を作
成する為に硬質物質であるダイヤモンド粉末等を浴に添
加したところ、クロームダイヤモンド複合めっき膜が容
易に作成されることが判明した。またクロム基の複合め
っきの要因について詳細に検討を重ねた結果陰極に吸着
された錯化物は懸濁粒子の表面張力を低下させるために
、著しく効果があることが判明した。またこの発明のめ
つき皮膜を加熱処理すれば、第1図および第2図のよう
に加熱温度の上昇と共に硬度が増大する傾向があり、2
00℃以上の加熱によって急激に硬度が上昇し400℃
以上で安定し、800℃までほぼ一定の硬度を保ち、R
高値は処理前の2倍程度の増加が認められた。
(発明の作用〉 即ち、この発明によれば、3(lIIiクロムの複合ク
ロムめっきは耐摩耗性および硬度など著しく優れTおり
、かつ必要なめつき厚さを得ることができる。またこの
発明の方法によれば、任意硬度で、任意の厚さのめつき
皮膜を容易に形成させることができる。また加熱処理に
よって耐摩耗性および硬度を飛躍的に増大させることが
できる。
(実施例1) 3価クロムめっき浴組織として、Cr C! 3.6H
201000/l 、I−IGOOK801J /l、
NH313r 100 /I 、NH4e150a 、
、’I 、KCl 70(1/l 、H3BO340(
7/l k:Gim剤(スルホこはく酸ナトリウム0.
51(1/l+フェニルウレタン0.5mQ/l )1
wU/I添加し、浴をPI−13,0に調整して、25
℃、24時間熟成後、人工ダイヤモンド(平均粒径0.
5μm)を10c+/l添加し、スターラーを用いて撹
拌懸濁後、陽極カーボンを用い、陰極ステンレス板を用
いて電解条件8A/dn2で60分間電着した。このと
き得られたクロムめっき厚は9μmであった。
前記浴を用いてのダイ〜7[ンド共析しない電谷クロム
めっきの硬さはl」V2O3であったが、ダイヤモンド
を共析させたクロムダイヤモンド投合皮膜の硬さはHV
900であった。またこの条件下で得られたクロム−ダ
イヤモンド複合皮膜のダイヤモンド共析量は、2.Qw
t%であった。本試駁片を用いて、テーパー摩耗試験機
で摩耗輪C8−10、荷重1kgf 、10,000回
転後の摩耗量を求めたところ、めつきのみのものは2μ
m1g/cm。
Cr −4,8wt%ダイヤモンド皮膜は0.5m(J
/cmであった。史に添加ダイヤモンド吊を20q/1
又は30(]/l と増加させ上述電解条件で作成した
クロム−ダイヤモンド複合皮膜のダイヤモンド共析量は
2゜5wt%又は2,7wt%とダイヤモンド添加量が
増すに従い増加した。これらの試験片を用いて、上述と
同様の摩耗条件で試験を行なった結果、0.41119
/cffl又は0.3m<l/cmの摩耗吊減坦であっ
た。
(実施例2) 実施例1のクロムめっき浴を用い、陽極にフェライト電
極、陰極を黄銅板とし、添加微粒子はα−3iC(平均
粒径0.5μm )を5g/l添加し、実施例1の電解
条件でCr −3i C複合めっき厚9μm 1’3た
。前記めっきのかたさはHv800とクロムめっきのみ
のものより若干高いものであった。またこのもののSi
Cの共析量は0.5wt%であった。この試験片を用い
て、実施例1の摩耗条件と同一のもとて試験を行なった
結果、摩耗減量は1.5m(J/cmであった。さらに
浴へのSiC添7]0flI O,20,30(1/l
 、!:増7][したところ、Cr −3i C複合め
っきのSiCの共析値は2.4wt%、2,7wt%、
3.Qwt%と増大した。この試験片を用いて、実施例
1と同様の摩耗条件下で試論を行なったところ、i、o
mq/d、0.5m!J/cm、0.4m(1/cff
lの摩耗域けとなり、SiC共析呈が増すに従い、摩耗
量が減少した。
(実施例3) めっき浴組成Cr 2  (SOa >3200!J 
/l 、(NHa )25O4320(J /l 、(
NH2)C0220q /l 、CH2(NH2)CO
OH85!] /l 、H3BO350g/lをPH2
,2−2゜5に調整、浴温45℃に保持し、実施例1で
用いた湿潤剤im l /l添加した後BN(六方晶、
平均粒径0.5μm)を10(III添加、スターラー
を用いて撹拌懸濁後、陽極に)1ライ1〜電極、陰極に
羽根とし、電解条件5△/dm’ 、60分間電解を行
ない7μmめっきを1qた。このもののかたざはHVl
ooOを示した。またBNの共析値は1.2wt%であ
った。この試験片を用いて、実施例1と同様の摩耗条件
下で試験を行なったところ、摩耗減量は0.5m(1/
cfflであった。さらに水浴にα−3iC<平均粒径
0.5μm >を109/lを添加し、Cr−3i C
の複合めっきを1述電解条件下で行ない、さらに上述と
同様の条件で摩耗試験を行なったところ、摩耗減量は0
.1m9/mlと著しく減少し、自己潤滑性の効果をざ
らに助長することができた。
(実施例4) めっき浴組IJcr F40g、、、、’l 、HCO
ONa60(J/I 、NHa [3r  10(]/
I  、Na C170(7/I 、H380350g
/l とし、PH3゜1に調整、浴温25℃、硬質粒子
Cr5C2(平均粒径0.5μm)を20g/I添加し
、スターラーを用いて撹拌懸濁した。水浴は湿況剤を添
加しなかったので細かい粒子の一様な懸濁には湿潤剤添
加時に比較し若干長時間を要した。水浴を用いて、陽極
カーボン、陰極黄銅板とし、10A/dm、60分間の
電解を施したところ9μmのめつき厚を得ることができ
た。このもののかたさはHv1300を示した。またC
r−Cr3 C2複合めっきのCr3C2の共析量は2
.Qwt%であった。この試験片を用いて、摩耗試験を
実施例1の場合と同様の条件下で行なったところ、摩耗
域Rは1mq/鼠であった。
(実施例5) 実施例1のめつき浴を用い、α−3iC(平均粒径0.
5am )を20(1/l添加し、ABS樹脂を化学エ
ッチレンゲ、活性化、化学Niめつきを施した後陽極を
カーボン板として8A/dm、60分間の電解を行なっ
たA [3S樹脂上にCr  Si C複合皮膜9t、
tmを19だ1.得られたCr −3iC複合皮膜中の
SiC共析量は2.5wt%のものでかたさはI−IV
1300であった。
また同浴を用いてアルミニウムの陽酸性皮膜10μmを
施したものに、L述と同電解条件下で、電解を施し、c
r −si c複合皮膜を得たところ、ブリスターの発
生がなく、セロファンテープによる剥離試験でも良好な
ものであった。
(発明の効果) 即ちこの発明によれば、3価クロムによって複合クロム
めっきを行うので、めっき皮膜は耐摩耗性に富み硬度が
大きく、かつ必要なめっき厚を得ることができる等の諸
効果がある。
またこの発明に生成した皮膜を加熱処理することによっ
て、硬度を茗しく増大し得る効果もある。
従来3価クロムめっきにおいては、めっき皮膜を厚くで
きないとされていたが、複合めっきすることによって従
来の問題点を解決した。また6価クロムめっきにおいて
は複合効果が殆んどないと知られていたが、3価クロム
めっきによって複合効果を発揮したのである。
尚、この発明の3価クロムによる複合クロムめっきによ
れば、6価クロムめっきの場合よりも公害少なく、排水
処理の簡易化ができると共に、使用電気量もほぼ巧程度
に節減できるなど実施上著しい効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は、6価クロムめっきと3価クロム複合めっきの
加熱処理による硬度の変化を示すグラフ、第2図は3価
クロムめっきの際ダイヤモンド粒子を混入したものと、
炭化硅素を混入したものとが加熱処理による硬度変化を
示す図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 3価クロムめっき皮膜中に、耐摩耗性の硬質粒子を
    含むことを特徴とした複合クロムめっき 2 硬質粒子をダイヤモンド、SiC、Al_2O_3
    、Cr_3C_2、ZrB_2、B_4C、CBN一種
    又は複数種とした特許請求の範囲第1項記載の複合クロ
    ムめっき 3 3価クロムめっき皮膜中に、耐摩耗性の硬質粒子を
    含み、前記めっき皮膜を300℃〜800℃で加熱処理
    した複合クロムめっき 4 3価クロム塩に錯化剤、電導度改善剤を混合した浴
    に耐摩耗粒子、自己潤滑粒子を加えて懸濁させ、浴をP
    H1〜3とした後、陽極に不溶性電極を用い陰極を被め
    っき材として通電することを特徴とした複合クロムめっ
    き方法 5 3価クロム塩を塩化クロム、硫酸クロム又はフッ化
    クロムとした特許請求の範囲第4項記載の複合クロムめ
    っき方法 6 錯化剤を蟻酸、酢酸などのカルボン酸塩及びグリシ
    ン、ダルタシン酸などのアミノ基とカルボキシル基をも
    つ化合物とした特許請求の範囲第4項記載の複合クロム
    めっき方法 7 電導度改善剤をNaCl、KClなどのアルカリ金
    属塩化物、硫酸塩及びVIb族の水素化合物から構成させ
    たことを特徴とする特許請求の範囲第4項記載の複合ク
    ロムめっき方法 8 自己潤滑性を有する粒子をグラファイト、MoS_
    2、WS_2、BN、BaSO_4、ポリ塩化ビニール
    、ポリエチレン、ABS樹脂とした特許請求の範囲第4
    項記載の複合クロムめっき方法
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