JPS63297590A - 高速電流反転電解によるめつき方法 - Google Patents

高速電流反転電解によるめつき方法

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JPS63297590A
JPS63297590A JP13691887A JP13691887A JPS63297590A JP S63297590 A JPS63297590 A JP S63297590A JP 13691887 A JP13691887 A JP 13691887A JP 13691887 A JP13691887 A JP 13691887A JP S63297590 A JPS63297590 A JP S63297590A
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JP
Japan
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plating
reversal
current
positive
electrolysis
Prior art date
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JP13691887A
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English (en)
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Keigo Okubo
大久保 敬吾
Akira Ito
皓 伊藤
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NAGANO PREF GOV
Chiyoda Corp
Nagano Prefecture
Original Assignee
NAGANO PREF GOV
Chiyoda Corp
Nagano Prefecture
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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〕 本発明は各種めっき浴からすぐれた性質のめっきを得る
めっき方法に関するものである。
(従来技術および発明が解決しようとする問題点)電気
めっきは被めっき素地上に密着性のよい金属皮膜を電着
させることによって新しい金属の特性を付与することが
できる。例えば装飾性、防食性、耐摩耗性、電導性、磁
性などの緒特性が薄い金属皮膜を電着させることにより
得られるため、工業的に広く利用されている。
さらに最近は機能性が重視されるようになり、それにと
もないめっき皮膜に要求される特性も次第に高度化して
いる。例えば普通光沢めっきを得るためには有機光沢剤
を用いているが、これらの光沢剤はめつき中に有機不純
物として存在し、金属の電気伝導性、はんだ付は性、耐
食性を低下させたり、コスト高になるなどの問題がある
ため、光沢剤を使用しないか、又は少量の光沢剤で光沢
めっきを得ることが要求されている。また電気めっきの
大きな欠点として均一電着性に欠ける問題がある。すな
わち、電流の流れやすい部分に多くの金属が析出し皮膜
は厚くなり、流れにくいところは薄くなる。特に複雑な
形状の製品はどこの傾向が顕著で、高精度を要求される
ものは精度の低下をきたすため問題となり、均一電着性
の改善が要求されている。
さらには電気めっきは大きな内部応をもっており、一般
には引張応力となっている場合が多く、引張応力が大き
いとめっきの剥離を生じたり、応力腐食を促進したり、
電鋳などに利用する場合は変形が生じたり、割れが発生
するなどの問題があるとともに、内部応力が大きく、か
つ皮膜が硬いと後加工で割れが生じたり、フレキシブル
グリント基板などでは使用中に割れが生じ性能を低下さ
せるなどの問題がある。
本発明による高速電流反転電解によるめっき方法は電解
条件を変えるのみで、これらの問題点を解決し、かつ電
解条件を選定することにより要求されるめっき特性を得
ることのできるものである。
現在利用されている電流波形に変化を与えてめっき性質
の改善をはかる方法には、大別して2つある。
(1)  PRめっき法:この方法は負の電圧を10秒
以上印加させめっきを行ない、極性を変換させ正の電圧
を5秒以上印加させめっきを中断又は溶解させる操作を
繰り返してめっきの性質を改善する方法である。この方
法によればめっき性質の改善にある程度の効果はあるが
、極性の変換回数が極めて少ないためその効果が劣ると
ともに、本発明のように種々の電解条件を選定すること
によるめっき特性の向上をはかることができない。
(2)  パルス法:この方法はオンタイム0.1〜2
ミリ秒、オフタイム1〜20ミリ秒程度の極めて高速で
オン、オフを繰り返しめっきするもので、高電流密度で
のめっきが可能であるが、めっき時間に対して休止時間
を著しく長くしなければ効果が少ない、そのために従来
の直流法に比較して高速化ができず、高速めつきとして
は実用化されておらず、貴金属めっきの特性改善に一部
利用されているにすぎない、またこの方法はオン、オフ
によるめつきであるため反転電流の効果は期待できない
(問題点1解決するための手段) 本発明において、各種のめつきについて従来の秒又は分
単位のPR電解よりも高速な0.2 Hz以上の周波数
の高速電流反転電解で、周波数、反転比率を変化させる
とともに1反転時に正電圧を制御し負電流を調整するこ
とにより、めっき皮膜の光沢、均一電着性の向上、内部
応力、硬さの減少及び調整などのめっきの特性を高速電
流反転電解条件の選定により得る方法を提供するもので
ある。
第2図は直流法による電圧の印加方法を示し、第3図は
PR法による電圧印加方法を示し、第4図はノ譬ルス法
による電圧印加方法を示し、第1図は本発明による電圧
印加方法を示すものである。第1図(1)は正、負の電
圧を1対1で反転させたもの、(b)は反転時の正電圧
を制御した例である。
本発明の大きな特徴は、(1)高速で極性変換すること
により電流反転させ、負電流によるめりき、正電流によ
るめっきの中断又は溶解により、結晶を微細化し、光沢
剤を添加しない無光沢浴から光沢のあるめっきを得るこ
とができる。また光沢剤を添加した浴からは、直流法、
PR法、パルス法以上の光沢のすぐれためつきが得られ
る。(2)電流反転電解の周波数、反転比率及び反転電
圧を選定することにより均一電着性を向上させることが
でき、厚さのより均一なめっきが得られ、寸法精度の向
上、1食性の向上が可能である。(3)めっき皮膜の内
部応力を減少させめっき皮膜の剥離及び腐食を防止する
ことができるとともに、めっき製品の変形、割れ発生を
防止することができ、製品の機能向上が可能である。ま
た電流反転電解条件を選定することにより圧縮応力を大
きくし、密着性をより強固にすることもできる。(4)
内部応力及び硬さを減少させ、後加工での割れ発生の防
止及び柔軟性を要求される製品の性能向上ができる。(
5)電流反転電解条件を変えることにより、金属の結晶
状態、歪、硬さなどの特性を特殊な添加剤を加えること
なしに広い範囲に変化させることができ、新材料として
も利用できる。等の効果を有するもので、画期的な発明
である。
次に本発明を実施例により、さらに詳細に説明する。
なお実施例は一つの例示であって、本発明の精神を逸脱
しない範囲で、種々の変更あるいは改良を行いうろこと
は云うまでもない。
(実施例1) ■硫酸銅浴    硫酸鋼    2209/l(無光
沢)   硫 酸     60 l浴温度25℃ 、
電流密度3A/dm2 e時間20分■硫酸鋼浴   
 硫酸鋼    22011/l(光沢)    硫 
酸     60  を塩化ナトリウム 0.083 
1 光沢剤(鶴     0.51Ll/l(05# 浴温度25℃、 電流密度3A/dm  、時間20分
■ワットニックル浴 硫酸ニッケル  240 g/l
(無光沢)    塩化ニッケル   45 #ホウ酸
       30g/を 浴温度50℃ 、電流密度3A/dm  、時間20分
■ワットニックル浴 硫酸ニッケル  2409/L(
光沢)     塩化ニッケル   45 ?ホウ酸 
     30 1 サッカリン     2 # ブチンジオール  0.2# 浴温度50℃、 電流密度3A/dm2.時間20分■
スルファミン駿 スルファミン   40017/lニ
ツケル浴   ニッケル (無光沢)   塩化ニッケル    30 1ホウ酸
      35 1 浴温度50℃、 電流密度3 A / 4m2.時間2
0分■シアン化鋼浴  シアン化第−銅   Tog/
l(無光沢)    シアン化ナトリウム  87 #
炭酸ナトリウム   6o z 浴温度50℃、 電流密度3A/dm、時間20分■シ
アン化亜鉛浴 シアン化亜鉛 、  459/l(光沢
)      シアン化ナトリウム     54  
l水酸化ナトリウム   42 1 光沢剤       3−/を 浴温度25℃ 、電流密度3 A / dm 2.時間
20分[F]、の、■、■、0の各めっき条件で、それ
ぞれの金属板を対極として、負の電圧印加時間を5%と
し周波数を変化させたときのめっきの光沢度は第1表の
とおりであった。光沢度は周波数によって異なり、無光
沢の硫酸鋼浴では0.2Hzで17%と最も光沢が大き
く、周波数Oの直流法、周波数0.01のPR法の光沢
度10チに比較しても著しくすぐれている。光沢硫酸鋼
浴では100Hz、ワットニッケル浴では0.2Hz及
び100Hz、スルフアミノ酸ニッケル浴でハlHz。
シアン化銅浴では0.2 H3及びI Hzで光沢がす
ぐれている。これらの電流反転電解によるめっきの光沢
は直流法、PR法、ノ臂ルス法による光沢より屯すぐれ
ており、電流反転電解の周波数をそれぞれのめつきに適
した範囲に設定することにより、結晶を微細化し、光沢
のよいめっきを得ることができる。また無光板温から光
沢めっきが得られるとともに、光沢剤の添加量を減らす
ことができる。
第  1  表 (実施例2) 実施例1の■、■I (i) j■の浴組成とめっき条
件により、電流反転電解の反転比率を変化させたときの
めっきの光沢度は第2表のとおりであった。
第  2  表 この結果より反転比率OS、すなわち、直流法によるめ
っきの光沢度より′4b5チの反転比率で極性変換させ
て、めっきの中断及び正電流により溶解させる電流反転
電解の方が光沢が良好である。またスルファミン酸ニッ
ケル浴においては反転比率15%の大きな条件でも光沢
のすぐれためつきが得られる。このように電流反転電解
の反転比率は周波数と同様にめっきの光沢効果に大きく
関与している。
(実施例3) 実施例1の浴組成とめつき条件により、13.3H31
反転比率5チとして正電圧を制御してめっきしたときの
光沢度は第3表のとセリであった。
第  3  表 正電圧100%は正電圧を制御しないもので、正、負1
対1で反転させたものであり光沢度は80チを示し直流
法よりも著しくすぐれている。
しかし、さらに正電圧を制御し正電流を減少させること
により光沢を向上させることができ、正電圧を負電圧の
90%に制御し、正電流を抑制した場合に最も光沢が良
好となる。このようにめっきの種類によっては反転比率
のみでなく、正電圧を制御することにより正電流を調整
することによってもめっきの光沢を向上させることがで
きる。
(実施例4) 実施例1の浴組成とめつき条件のうち電流密度を5A/
dmとしてめっきしたときの均一電着性は第4表のとお
りであった。均一電着性は電第  4  表 流反転電解の周波数により変化し、光沢硫酸鋼めっきで
は2O−100Hz、スルフアミノ酸ニッケルめっきで
は0.2−20Hz、シアン化亜鉛めっきでは20−1
00 Hzで直流法によるめっきよりも大きくなり、均
一電着性が向上する。さらに、シアン化亜鉛めつきにお
いてZoo Hzの周波数で反転比率を変化させると、
反転比率15%において最も大きくなり45.3%の値
を示す、このように均一電着性は電流反転電解条件によ
って異なり、周波数、反転比率等を選択することにより
、より均一で精度のよいめっき皮膜を得ることができる
(実施例5) 実施例1の浴組成とめつき条件のうち電解時間を25分
としてめっきしたときの最終の内部応力は第5表のとお
りであった。めっきの内部第  5  我 応力が正の値を示す場合は引張り応力となリ、この値が
大きくなるとめっきの剥離が生じ、逆に負の値を示すと
圧縮応力となり、密着をより強固にする効果がある。内
部応力が0に近い場合は応力による変形が問題となる製
品では変形が生じず、応力腐食4少なく耐食性が向上す
る1本発明方法を用いることにより応力を減少させるこ
とができ、周波数が大きくなるほどその効果が太きい。
直流法によるめっきでは応力が大きいため、応力減少剤
として有機性の添加剤を加えるのが一般的であるが、本
発明方法を用いることにより添加剤を用いなくてもよく
、添加しなければならない場合でも添加量を少なくする
ことができる。
第6表は反転比率を変化させたときの内部応力を示した
ものである。電流反転電解の周波数と同様に反転比率を
変えることにより内部応力を小さくすることができる。
またスルファミン酸ニッケルめっきの例でも明らかなよ
うに、反転比率を変化させることにより内部応力を小さ
くすると同時に大きくすることもできる。
第  6  表 (実施例6) 実施例1の浴組成とめつき条件により、反転比率を5俤
としてめっきしたときの硬さは第6表のとおりであった
。めっきの硬さは電解方法第  7  表 によって異なり、本発明方法によるめっきは直流法及び
パルス法によるめっきよりも軟かく、プレス、カシメ等
の後加工、使用時の素材変形による割れ発生等による性
能の低下が少ない。
第8表は反転比率を変化させたときのめつき皮膜の硬さ
を示したものである。電流反転電解の周波数と同様に反
転比率を変えることにより硬さを小さくすることができ
、内部応力の小さな柔軟性のあるめっきが得られる。
第  8  表 (発明の効果) 本発明は叙上のように金属塩を含む溶液中に被めっき物
及び対極を浸漬し、被めっき物と対極との間に0.2H
z以上の高速周期で負及び正の電圧を交互に印加するこ
とにより周期的に正及び負の電流を流すことにより、 (イ) 高速で極性変換させることにより電流反転させ
、負電流によるめっき、正電流によるめっきの中断ま九
は溶解に上り、結晶を微細化し、無光沢から光沢のある
めっきを得ることができる。また光沢剤を添加した浴か
らは直流法、PR法、パルス法以上の光沢のすぐれため
つきが得られる。
(ロ)電流反転電解の周波数、反転比率及び反転電圧を
選定することにより均一電着性を向上させることができ
、寸法精度の向上が可能である。
(ハ)内部応力を減少させ、めっき皮膜の剥離及び腐食
を防止することができるとともに、めっき製品の変形、
割れ発生の防止ができ、製品の機能向上が可能である。
□ (−4電流反転電解条件を変えることにより、金属の結
晶状態、歪、硬さなどの特性を特殊な添加剤を加えるこ
となしに広い範囲に変化させることができ、新材料とし
ても利用できる。
郷の効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図(鳳)は本発明による高速電流電解法、fb)は
正電圧制御の電圧波形、第2図は従来の[流法、第3図
、は従来のPR法、第4図は従来の)臂ルス法を示す。 第1図 (Q) (b) 第2図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)金属塩を含む溶液中に被めつき物及び対極を浸漬
    し、被めつき物と対極との間に0.2Hz以上の高速周
    期で負及び正の電圧を交互に印加することにより周期的
    に正及び負の電流を流すことを特徴とする高速電流反転
    電解によるめつき方法。
  2. (2)負の電圧を印加した被めつき物に対して正の電圧
    を印加する反転比率を変化させるとともに、正電圧を制
    御し負電流を調整することを特徴とする特許請求の範囲
    第1項記載の高速電流反転電解によるめつき方法。
JP13691887A 1987-05-29 1987-05-29 高速電流反転電解によるめつき方法 Pending JPS63297590A (ja)

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