(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
特定の二値間で電流密度を振動させ、めっき液の攪拌をオンオフして被処理物表面に下層クロムめっきをし、その後、特定の二値間で電流密度を振動させ、前記めっき液の攪拌をオンオフして前記下層クロム上に上層クロムめっきをすることで、前記下層クロムめっきと前記上層クロムめっきとが波形状の境界面を有し、島状分布配向性組織を均一に分布させ、粒界方向をランダムにさせることを特徴とするめっき方法。
【請求項２】
前記電流密度を、中心範囲１０〜３０Ａ／ｄｍ2、幅５〜１５Ａ／ｄｍ2で振動させることを特徴とする請求項１記載のめっき方法。
【請求項３】
前記電流密度の振動およびめっき液の攪拌のオン・オフを、それぞれ１０〜６０分の間隔で行うことを特徴とする請求項１または２記載のめっき方法。
【請求項４】
前記電流密度の振動およびめっき液の攪拌のオン・オフの時間間隔をめっき途中で変化させることを特徴とする請求項３記載のめっき方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐食性・耐摩耗性に優れためっき方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
クロムめっきは、表面の摩擦係数が小さく、高硬度で耐摩耗性に優れており、しかも安価であることから多くの産業機械用部品の表面被覆材として用いられている。しかし、従来のクロムめっきは、ニッケルめっきなどに比べて耐食性が劣っており、腐食環境での使用には不向きであると考えられている。クロムめっきで高い耐食性が得られない理由としては、クロムめっきは、靭性が低く、電析直後に表面張力の開放による割れを生じることが挙げられる。この割れがめっきを貫通して被処理物に達するような大きなものになると、クロムめっきと被処理物との界面において被処理物が腐食し、めっき部分が浮き上がることがある。
【０００３】
従来より、クロムめっきの耐食性を向上するために、各種の方法が提案されている。例えば、二層めっきや厚膜めっきを施す方法がある。
【０００４】
二層めっきを施す方法は、クラックが発生しにくいニッケルめっき又はクロムめっきで第一層（下層）を形成した後、さらにクロムめっきの層（上層）を形成するものである。この方法では下層に生じたクラックが上層に引き継がれて、貫通したクラックが発生しないように、下層の表面を研磨して表面を荒らすことが行われている。
【０００５】
厚膜めっきを施す方法は、めっきの膜厚を増加させると衝撃的な力によってめっき膜が剥離しやすくなるという問題がある。そこで、先に本出願人は、特開平９−２９６２９２号公報において、電析中のめっき浴温度を連続的に下降させ、被処理物側から表面に向けて硬度を連続的に上昇させてクラックの発生を防止する方法を提案している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の技術で述べた、第一層のめっきの表面を研磨する方法では、工程が増えるとともに、研磨時の付着物や残留した粉で、耐剥離性、耐食性が低下することがある。また、めっきの硬度を連続的に変化させる方法では、めっき厚さ５０μｍ以下において、クラックのないめっきを製造することはできなかった。
【０００７】
そのため、いずれの方法も、寸法精度と腐食性ガスへの耐久性が必要とされるガスゲートバルブなどの真空機器やその他の機械用部材への適用ができなかった。
【０００８】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、耐食性・耐摩耗性を有するめっき方法を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明のめっき方法は特定の二値間で電流密度を振動させ、めっき液の攪拌をオンオフして被処理物表面に下層クロムめっきをし、その後、特定の二値間で電流密度を振動させ、めっき液の攪拌をオンオフして下層クロム上に上層クロムめっきをすることで、下層クロムめっきと上層クロムめっきとが波形状の境界面を有し、島状分布配向性組織を均一に分布させ、粒界方向をランダムにさせることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１１】
本発明は、めっき条件として、電流密度を振動させ、めっき液の攪拌をオン・オフさせることにより、波形状の多層の境界面を有するクロムめっきを得るものである。
【００１２】
前記電流密度は、中心範囲１０〜３０Ａ／ｄｍ2、幅５〜１５Ａ／ ｄｍ2で振動させることが好ましい。また、前記電流密度の振動とめっき液の攪拌のオン・オフは、それぞれ１０〜６０分の間隔で行うことが好ましい。また、前記電流密度の振動およびめっき液の攪拌のオン・オフの時間間隔を、めっき途中で変化させることが好ましい。
【００１３】
図１は、本発明による波形状の境界面を有するめっきの模式図である。
【００１４】
同図は、電流密度の振動およびめっき液の攪拌のオン・オフの時間間隔を、めっき途中で変化させた場合を示し、その変化させた際の波形状の境界面のみが示されている。実際には、その上下に多層の境界面が形成されている。
【００１５】
図１に示すように、硬質クロムめっき特有の配向性の強い組織Ｄは、島状の小さい領域として、めっき層に均一に分布する。しかし、粒界の方向は波形状の境界面でランダムになるため、めっき層に全体では一方向に揃わない。特に境界面付近では、島状に分布する配向性の強い組織Ｄの間に小さい結晶が入り込んでいるため、下層の結晶成長の状態を引き継がずに上層を形成することができる。そのため、下層で発生したクラックは上層まで連続せず、粒界もめっきの厚さ方向で不連続になることで耐食性が向上する。
【００１６】
また、このめっきでは、摩擦により境界面方向に加えられる力に対して、島状に分布する配向の強い組織が抵抗となり、平坦な境界面の多層めっきよりも剥離に対する抵抗が高くなる。上記実施の形態では、多層の境界面を有するめっきについて述べたが一層の境界面を有するめっきにおいても同様である。
【００１７】
【実施例】
図２に示すように、めっき液を５０℃に一定に保ちながら、めっき液の攪拌を３０分間隔でオン・オフすることを繰り返すとともに、電流密度を４０分間隔で１５Ａ／ｄｍ2と３０Ａ／ｄｍ2の範囲で振動させた。この条件で約３０μｍの厚さのめっきを行った後、めっき液の攪拌のオン・オフの時間間隔および電流密度の振動の時間間隔を下層の１／２にして、上層として約２０μｍの厚さのめっきを行い、全体として５０μｍの厚さにした。
【００１８】
上記方法により、図１に示すような波形状の境界面を有するめっきが得られ、このめっきの各部分Ａ、Ｂ、Ｃの硬さの測定値を図３に示す。
【００１９】
図３により、被処理物表面からのめっきの厚さが約２０〜３０μｍの範囲で硬さの異なる部分が存在していることが確認でき、図１に示すような上層Ｅと下層Ｆの波形状の境界面は、走査型電子顕微鏡で組織の不連続の境界として確認できた。
【００２０】
図４に、上記方法で製造されたクロムめっきと通常の５０μｍの硬質クロムめっき（Ｈｖ９２７）と、純鉄との摩擦試験の結果を示す。同図に示すように従来の硬質クロムめっきでは、低速での摩耗量が大きいの対し、本発明によるクロムめっきでは、低速でも摩耗量が少なく、耐摩耗性でも良好である。
【００２１】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、耐食性と共に、耐剥離性、耐摩耗性に優れたクロムめっきを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による波形状の多層の境界面を有するめっきの模式図である。
【図２】本発明の一実施例の電流密度の振動とめっき液の攪拌のオン・オフを示す図である。
【図３】本発明の一実施例のめっきの各部分の硬さの測定値を示す図である。
【図４】本発明の一実施例のクロムめっきと通常の硬質クロムめっきと、純鉄との摩擦試験の結果を示す図である。
【符号の説明】
Ａ、Ｂ、Ｃ  めっきの各部分
Ｄ  配向性の強い組織
Ｅ  上層
Ｆ  下層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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