JPS6326397A - 電解活性化によるチタニウム上のめつき方法 - Google Patents

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） 本発明は不働態化しやすい難めつき材料であるチタニウ
ムの電解活性化を行ない密着性のよいめっきを直接電る
させ得る電解活性化によるヂタ、−ウム上のめつき方法
、詳しくはめっきをつけるチタニウムをアルカリまたは
酸性の電解液中でステンレス鋼、炭素板などの不溶性対
極を用い電解活性化をするか、周期的に極性を変換させ
陽極時に被処理金属を溶解させ、陰極時に水素発生によ
りＰｌｊ、ｔヒ皮膜を破壊するとともに還元性雰囲気に
ｄ−３いて活性化さ」Ｊることを繰返し、チタニウムの
表面を清浄活性化させることにより密着性のよいめっき
を行なう方法に関ｌ−る。

（従来技衛およ７１％の問題点） チタニウムは比重ｌ）’　４　、　！ｉて鉄鋼、銅合金
などに比較して軽量で強度もほぼ炭素鋼と同じ位であり
、かつ自重に対重る強度比（Ｊ鉄の約２侶、アルミニウ
ムの約６倍である。また、表面に緻密で安定な酸化皮膜
を形成覆るので、化学的に極めて高い耐食性をもってい
る。このようなことがら、その用途（ｊチタニウムの製
造方法の進歩にともない台秤の機器部品、電極（オ別に
拡大の傾向にある。

このような性質をもったチタニウムは装飾性、電気伝導
性、はんだイ１け性、耐摩耗性、耐熱性などの諸性質の
向上のためにめっきを施すことが要求されている。しか
し、チタニウム（ｊアルミニウムステンレス鋼などとと
もに難めつき材料であり、通常の前処理では密着性のよ
い信頼性のあるめっきは得られないという問題点がある
。その理由はチタニウム月利の表面に緻密な不働態化皮
膜が生成し、活性な金属表面が得られず、不働態化皮膜
上にめっきが析出づるためである。

このような素材に密着性のよいめっきを析出させるため
には、 （１）酸化皮膜などの不動化皮膜をめっきの初期析出ま
での間除去され活性にすること。

（２）素材の表面を密着の良好な他の皮膜に置換え、そ
れを足がかりとしてめっきをすること。

（３）素材を機械的及び化学的エツチングにより粗面化
し、表面積を増加させて密着力を上げること。

などの手段が用いられている。これらの活性化の中で作
業性、加工精度、コスト面などから化学的活性化が最も
多く用いられているが、活性化にはフッ化水素酸、フッ
化水素酸塩、濃塩酸などの非酸化性強酸を用いな（プれ
ばならないので、作業上の危険性、表材表面のエツチン
グによる加工精度の低下、排水処理負荷の増大、コスト
高などの問題が多いという欠点がある。

（問題点を解決するための手段） 本発明の目的は不働態化皮膜を生成し、めっき困難なチ
タニウムを電解活性化１麦直接めっきを行ない密着性、
信頼性がすぐれ光沢のよいめっきを施すこと、及びめっ
き工程の簡略化、生産性の向上、排水処理負荷の軽減、
コス１への低減をはかるだめの電解活性化によるチタン
上のめつき方法を提供するものである。

すなわち、本発明は上記目的を達成するために、めっき
をするチタニウムをアルカリ性もしくは酸性の電解液、
またはこれらに塩化物を添加した電解液中でステンレス
鋼、炭素板などの不溶性対極を用い、対極との間に第１
図のように正または第一３＝ ２図のように９の電圧を印加させ電解活性化させる。ま
た、第３図のように対極との間に正及び負の電圧を交互
に印加させ陽極時に正電流により被処理金属の表面を溶
解させ、陰極時には負電流により水素を発生させ酸化皮
膜を破壊させるとともに、還元性雰囲気において活性化
させることを繰返して活性化させることと、さらに正、
負電圧の印加比率を変化させてめっきの種類に適した活
性化を行ない密着性、光沢などのすぐれためつきを得る
ものである。

本発明の大きな特徴は、（１）単純な浴組成の電解液で
電解活性化ができ、密着性及び光沢のよいめっきを得る
ことができる。（２）極性を周期的に変換させ正電流及
び９電流を交互に流しながら電解活性化を行なうと密着
性をより向上させることができるとともに、正、負の比
率を変えることによりめっきの種類に適した活性化がで
きる。（３）プラストによる粗面化、化学エツチング併
用に活性化のような複雑な工程は不要で、めっき工程の
簡略化ができ、設備費の低減、生産性の向上、コストの
低減がはがれる。（４）フッ化物、濃厚な酸などを使用
しないため作業上の危険もなく、排水処理の負荷も軽減
できるなどであり、従来の方法に比較して著しくすぐれ
ており、画期的な発明である。

次に本発明を実施例により、さらに詳しく説明する。

（実施例１） アルカリ性電解液として炭酸ナトリウム１００ｇ／ｌ、
水酸化ナトリウムＳＱｌ’ｌの脱脂液を用いてチタニウ
ムを浸漬脱脂のみでストライニッケルめっき後、光沢ニ
ッケルめっきを施したもの、本発明の対極をステンレス
鋼とした陽極及び陰極電解、周波数１３．３Ｈｚで極性
変換、反転比率７６％（１Ｈｚ中の陰極保持時間割合）
の電流反転電解で電流密度１０Ａ？ｄｍ２．１分間活性
化後、同じめっきを施したものの特性を第１表に示す。

この結果から明らかなように、一般のめっきに用いられ
ている浸漬脱脂のみでは、めっき時点ですでに・５・＜
れが発生し、密着性は著しく劣る。そ第　　１　　表 れに対して、同じ脱脂液中で陽極及び陰極電解活性化を
行なうとセロテープを張りつけ引き剥すテープ試験では
めつきは剥離してしまうが、加熱による密着性試験では
４００℃の加熱試験まで剥離は生じない。さらに極性変
換を行なう電流反転電解では活性化が促進され、反転比
率７６〜８６％が最も良好であり、４００℃加熱、水冷
による苛酷な条件でも剥離は生じない。したがって、普
通のアルカリ脱脂液中で電解活性化することにより脱脂
と活性化を同時に行なうことができる。

（実施例２） 実施例１と同じ組成のアルカリ脱脂液中で電解脱脂活性
化複酸溶液中、例えば１０％塩酸または１（）％硫酸溶
液中で炭素板を対極として周波数１３．３１１７、反転
比率を変化させ、１　（ｌ　Ａ　ｒ’　（ｌ　ｎｌ　２
電流密度で１分間電解活性化し、実施例１と同じめっき
を施したものの特性を第２表に示す。

第２表 〕′ルカリ溶液における脱脂活性化においては、４００
℃水冷の苛酷条件でも密着性が良好でチタニウム上のめ
っきの密着性が改善されることは前述のとおりである。

しかし、テープ試験では直流、極性変換の電流反転電解
を問わずすべて剥離が生じる。それに対して、塩酸溶液
中で電解活性を行なうと反転比率８６〜９５％において
、加熱試験ではもちろん、テープ試験においても剥離が
生じず、密着性が一段と向上する。また、塩酸濃度を高
めることや電解時間を艮くすることによりさらに活性化
を促進させることができる。また、硫酸溶液中における
電解活性化では、テープ試験で剥離が生じるものの、加
熱試験においては陽極及び陰極直流電解以外の極性変換
をした電流反転電解の全ての反転比率において良好な密
着性が得られる。

さらにめっき後の光沢度は反転比率により変化し、すな
わち、塩酸による電解活性化では反転比率が大きく正電
流に対して負電流の大きい条件の方がめっきの光沢がよ
い。ｔａ酸による活性化では逆に反転比率が小さく貴重
流の少ない条件の方が光沢のよいめっきが得られる。こ
のように密着性がよく、かつ光沢の良好なめっきをチタ
ニウム素材上に得るためには、活性化溶液及びめっき種
類に適した反転比率を選定して活性化することが極めて
有効となる。

（実施例３） 実施例２と同様にアルカリ脱脂液中で電解脱脂活性化後
２（）％塩酸及び２０％塩酸に１０　＋ｌ　ｇ　、、’
　ｌの塩化すトリウムを添加した浴により電流反転電解
の周波数を変化させ、反転比率８６％、電流密度１０Ａ
／’ｄｍ２０条件で５分間電解活性化を行ない実施例１
と同じめっきを施したものの特性を第３表に示１゜ 極性を周期的に変換させ、間けっ的に負電流を流す電流
反転電解では全周波数域においてテープ試験では全く剥
離が生じず、密着性のすぐれためつきが得られる。加熱
試験においては（）、２〜１Ｈｚの低周波数域で４００
℃、急冷の苛酷な密着性試験で剥離が生じるのみである
。このように、不働態化しやすいチタニウムを酸性溶液
中において活性化できるのは、極性変換により正電流で
チタニウム表面を溶解活性化し、負電流によりチタニウ
ム表面上に水素ガスを発生ざ１２還元性雰囲気を保ち、
活性面を保持できるためである。さらに、塩酸溶液に塩
化す］・リウムを添加することにより活性化が促進され
、塩化ナトリウム以外の塩化物を加えても同様な効果が
得られる。

（実施例４） 実施例２と同様にアルカリ脱脂液中で電解脱脂活性化１
衰２０％塩酸及び塩酸溶液に塩化す１〜リウムを添加し
た浴により、１３，３１７、反転比率３４％、１０Ａ　
／　ｔＪ　ｍ　２の条件で電流反転電！活性化を行ない
、４（）Ａ　、、’　（ｌ　ｍ　２の電流密度で１５分
間クロムめっきを行なった結果は第４表のとおりであっ
た。

第４表 クロムめっきは銅、ニッケルめっきなどとは異なり、ク
ロムめっきの浴組成の主成分で必るクロム酸が酸化性の
酸でありチタニウムを不働態化しやすいこと、クロムめ
っきの内部応力が極めて大きいため、チタニウム上に密
着性のよいめっきを＝１１− 得ることは極めて難しい。実施例１及び２と同じ前処理
を行なってもクロムめっきは容易に剥離してしまう。そ
れに対して、例えば塩酸溶液中に塩化ナトリウムのよう
な塩素イオンを含んだ塩類を添加した浴を用いて電解活
性化すると、直流電解でも活性化されるが、反転比率の
大きいところで良好な密着性の得られるニッケルめっき
とは異なり、３４％付近の低い反転比率ですぐれた密着
性のクロムめっきが得られる。塩化ナトリウムを１００
（１／ｌ添加した浴の場合、テープ試験及び加熱試験で
全く剥離を生じない。

本発明は実施例以外のめつきにも適用でき、電解活性化
するのみでチタニウム上に容易に密着性のよいめっきを
施すことのできる画期的なめつき方法である。

（発明の効果） 以上のように構成した本発明によれば次の如き効果が得
られる。

（イ）　甲純な浴組成の電解液で電解活性化ができ、密
着性及び光沢のよいめっきを得ることができる。

（ロ）極性を周期的に変換させ正電流及び負電流を交互
に流しながら電解活性化を行なうと密着性をより向上さ
せることができるとともに、正、負の比率を変えること
によりめっきの種類に適した活性化ができる。

（ハ）ブラストによる粗面化、化学エツチング併用に活
性化のような複雑な工程は不要で、めっき工程の簡略化
ができ、設備費の低減、生産性の向上、コストの低減が
はかれる。

（ニ）　フッ化物、′ａ犀な酸などを使用しないため、
作業上の危険もなく、排水処理の負荷も軽減できる。

等の従来の方法に比較して格段に優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は陽極直流電解法、第２図は陰極直流電解法、第
３図は極性変換による電流反転電解法の電圧波形を示す
。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）被めつき金属であるチタニウム及び不溶性対極を
   アルカリ性または酸性の電解液中に浸漬し、チタニウム
   と電極との間に電流を流し、被処理金属の表面を脱脂、
   活性化するか、または脱脂後電解活性化することにより
   直接めつきを行ない密着性のすぐれた平滑なめつきを得
   ることを特徴とした電解活性化によるチタニウム上のめ
   つき方法。
2. （２）正、負の電圧印加以外に被処理金属に対して正及
   び負の電圧を交互に印加させるとともに、その印加比率
   を変化させ正及び負電流を調整し、めつきに適した活性
   化を行なうことを特徴とした特許請求の範囲第１項記載
   の電解活性化によるチタニウム上のめつき方法。