JP5327815B2 - 電気めっき浴および電気めっき皮膜の形成方法並びに電気めっき製品 - Google Patents
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Description
金属供給源として、1)水溶性Fe(II)塩、2)水溶性W(VI)酸塩、3)水溶性Mn(II)塩を含有するとともに、窒素及び炭素を含む水溶性S含有化合物1種以上を含有して、硫化物並びに炭化物及び窒化物を析出させるめっき浴である、ことを特徴とする。
金属供給源として、1)水溶性Fe(II)塩、2)水溶性W(VI)酸塩、を含有するとともに、窒素及び炭素を含む水溶性S含有化合物1種以上を含有して、硫化物並びに炭化物および窒化物を析出させるめっき浴である、ことを特徴とする。
前記電気めっき皮膜が、元素組成において、W:2〜70質量%、Mn:0.05〜1.0質量%、S:0.1〜8質量%、Fe:残部であるとともに、硫化物並びに炭化物及び窒化物が析出されてなり、
物理的特性において、ビッカース硬さ(ナノインデンター換算値;以下同じ。):600〜1000HV、摩擦係数(ボールオンディスク法(潤滑油使用時);以下同じ。): 0.06〜0.2である、ことを特徴とする。
Fe−W系合金の電気めっき皮膜を備えた電気めっき製品であって、
前記電気めっき皮膜が、元素組成において、W:2〜70質量%、S:0.1〜8質量%、Fe:残部であるとともに、硫化物並びに炭化物及び窒化物が析出されてなり、
物理的特性において、ビッカース硬さ:600〜1000HV、摩擦係数:0.04〜0.2である、ことを特徴とする。
(1)W:2〜70%(望ましくは5〜60%、さらに望ましくは20〜55%)、Mn:0.05〜1%(望ましくは0.1〜1%、さらに望ましくは0.2〜0.8%)、S:0.1〜8%(望ましくは0.2〜6%、さらに望ましくは0.2〜4%)、Fe:残部、である合金めっき皮膜(FeWMnS)、又は、
(2)W:2〜70%(望ましくは5〜60%、さらに望ましくは20〜55%)、S:0.1〜8%(望ましくは0.2〜6%、さらに望ましくは0.2〜4%)、Fe:残部、である合金めっき皮膜(FeWS)を形成可能な電気めっき浴である。なお、Mnを含まない系(2)においては、Wの含有率を増大、さらには、熱処理条件を調整して、硬さを確保することが可能である。
上記電気めっき皮膜を形成するためのめっき浴組成は、1)水溶性Fe(II)塩、2)水溶性W(VI)酸塩、適宜、3)水溶性Mn(II)塩を含有し、さらに、水溶性S含有化合物1種以上を含有する。
各試験片について、下記方法で1)硬さ試験、2)摩耗試験(摩擦係数)、3)めっき摩耗幅・深さ、の各項目(物理的特性)の試験を行った。
「Nano Indentor G200」)を用いて、下記測定条件で測定した。
押し付け荷重:50mN、押し込み深さ:1μm、測定回数:10箇所、押し付け圧子:バーコビッチ圧子、
測定結果を、換算表でビッカース硬さ(JISZ2244)(HV)に変換したものである。試験片は、摩擦係数測定用のものを使用した。
実施例および比較例の各めっき浴は表5に示す処方に従って調製をした。
1)実施例・比較例・参照例1:
前述の試験片基材を準備し、図1に示す流れ図に従って、表5に示す各めっき浴を用いて電気めっき皮膜を形成して各実施例・比較例・参照例1の各試験片を調製した。なお、めっき速度:0.1μm/minに設定し、めっき厚(電着膜厚)は3μmとした。
前述の試験片基材(Fe下地めっきをせず)に、PVDで厚さ3μmのDLC皮膜(下地0.1μmのCr膜)を形成して調製した。PVDの条件を表6に示すものとした。
同じく、試験片基材(Fe下地めっきをせず)に、PVDで厚さ3μmのCrN皮膜を形成して調製した。なお、PVDの条件は表7に示すものとした。
それらの試験結果を表8および図4に示す。それらの結果を纏めると下記の如くになる。
さらに、実施例1−1・2−1については、蛍光X線法およびEDSの双方により、それらの皮膜組成を測定した。それらの結果を、それぞれ、表9(実施例1−1)、表10(実施例2−1)に示す。なお、本発明の技術的範囲における組成は、EDS基準とする。なお、蛍光X線法とEDSとでは、「S」の組成が大きく相違する。蛍光X線法が表層の組成を示すのに対し、EDSが表層から深層までの組成を示すためと考えられる。即ち、「S」は加熱処理により、表面側に拡散して表層側が内側に比して組成率が高い傾斜組成になっているものと推定される。その結果、他のWやMnの添加元素の組成率も増大する結果となる。
W:2〜65%(望ましくは5〜60%)、Mn:0.02〜0.6%(望ましくは0.05〜0.3%)、S:1〜15%(望ましくは2〜10%)、Fe:残部
W:2〜65%(望ましくは5〜60%)、S:1〜15(望ましくは2〜10%)、Fe:残部
13 下地めっき
15 電気めっき皮膜(加熱処理前)
15A 電気めっき皮膜(加熱処理後)
Claims (6)
- 元素組成(エネルギー分散型X線分光法(EDX)による。;以下同じ。)が、W:2〜70質量%、Mn:0.05〜1.0質量%、S:0.1〜8質量%、Fe:残部であるFe−W系合金の電気めっき皮膜を形成可能な電気めっき浴であって、
金属供給源として、1)水溶性Fe(II)塩、2)水溶性W(VI)酸塩、3)水溶性Mn(II)塩を含有するとともに、窒素及び炭素を含む水溶性S含有化合物1種以上を含有して、硫化物並びに炭化物及び窒化物を析出させるめっき浴である、
ことを特徴とする電気めっき浴。 - 前記電気めっき浴の組成が、下記構成であることを特徴とする請求項1記載の電気めっき浴。
FeSO4・7H2O 5〜200g/L
Na2WO4・2H2O 5〜200g/L
MnCl2・4H2O 5〜200g/L
(NH4)3Cit 5〜300g/L
アスコルビン酸 1〜50g/L
NH4Cl 5〜100g/L
2,5-ジメルカプト-1,3,4-チアジアゾール(30g/L水溶液)
0.01〜10mL/L
pH 2〜7 - 請求項1又は2記載の電気めっき浴を用いて、基材に電気めっき皮膜を形成後、該電気めっき皮膜を200〜1000℃の温度で加熱処理(後処理)をすることを特徴とする電気めっき皮膜の形成方法。
- 請求項1又は2記載の電気めっき浴を用いて、基材に電気めっき皮膜を形成後、該電気めっき皮膜を250〜400℃の温度で加熱処理(後処理)をすることを特徴とする電気めっき皮膜の形成方法。
- 前記基材が鉄系である場合において、第四周期第6〜12属元素群及びSnから選択される金属の下地めっきを形成後、前記電気めっき皮膜を形成することを特徴とする請求項3又は4記載の電気めっき皮膜の形成方法。
- Fe−W系合金の電気めっき皮膜を備えた電気めっき製品であって、
前記電気めっき皮膜が、元素組成において、W:2〜70質量%、Mn:0.05〜1.0質量%、S:0.1〜8質量%、Fe:残部であるとともに、硫化物並びに炭化物及び窒化物が析出されてなり、
物理的特性において、ビッカース硬さ(ナノインデンター換算値;以下同じ。):600〜1000HV、摩擦係数(ボールオンディスク法(潤滑油使用時);以下同じ。): 0.06〜0.2である、
ことを特徴とする電気めっき製品。
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