めっき方法及びめっき装置
【課題】ピンホール欠陥を減少し、防食性を向上させるめっき方法及びめっき装置を提供する。
【解決手段】本実施例に係るめっき装置１０Ａは、被めっき体１１Ａを無電解めっき液１２に浸漬させて、被めっき体１１Ａの表面に無電解Ｎｉ−Ｐめっき層を形成するめっき装置であって、無電解めっき液１２を収容するめっき槽１３と、めっきを開始し、被めっき体１１Ａに無電解Ｎｉ−Ｐめっき層が形成される際に発生する水素ガスＧ量が一定状態になるまで被めっき体１１Ａを振動させる振動モータ１４と、被めっき体１１Ａと振動モータ１４とを連結する振動伝達部材１５と、振動モータ１４が発生する振動の振幅を調整するコイルバネ１６とを有する。発生する水素ガスＧ量が一定状態となるまで被めっき体１１Ａに振動を与え、被めっき体１１Ａに吸着された水素ガスの離脱を促進することで、無電解めっき層にピンホール欠陥が発生するのを防止し、防食性を向上させる。
【解決手段】本実施例に係るめっき装置１０Ａは、被めっき体１１Ａを無電解めっき液１２に浸漬させて、被めっき体１１Ａの表面に無電解Ｎｉ−Ｐめっき層を形成するめっき装置であって、無電解めっき液１２を収容するめっき槽１３と、めっきを開始し、被めっき体１１Ａに無電解Ｎｉ−Ｐめっき層が形成される際に発生する水素ガスＧ量が一定状態になるまで被めっき体１１Ａを振動させる振動モータ１４と、被めっき体１１Ａと振動モータ１４とを連結する振動伝達部材１５と、振動モータ１４が発生する振動の振幅を調整するコイルバネ１６とを有する。発生する水素ガスＧ量が一定状態となるまで被めっき体１１Ａに振動を与え、被めっき体１１Ａに吸着された水素ガスの離脱を促進することで、無電解めっき層にピンホール欠陥が発生するのを防止し、防食性を向上させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＯ2圧縮機部品など腐食環境で使用される機械部品の表面に形成する無電解めっき層のめっき方法及びめっき装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、腐食環境で使用される機械部品として、例えば気体を圧縮する圧縮機のインペラやダイヤフラム、ケーシング等の圧縮機の部材は、流通するガスに接触するため、それら気体の成分、例えばＣＯ2、Ｈ2Ｓ、Ｈ2Ｏのほか、ガス中に含まれるＣｌ、ＮａＣｌ、ＮａＯＨ等の腐食性成分による腐食環境に曝され、気体に接触する部材が腐食作用を受ける。
【０００３】
このため、従来では、無電解メッキ液に被メッキ物を浸漬させて、該被メッキ物の表面に無電解めっき層を形成する無電解メッキ方法が知られており、例えば、ＣＯ2圧縮機内部品など腐食環境で使用される機械部品などの表面の防食コーティング用に採用されている。
【０００４】
ＣＯ2圧縮機内部品などの腐食性成分を含んだガス等に接する部材の製造時施工する防食コーティングの無電解めっき層として、例えば無電解Ｎｉ−Ｐめっき、無電解Ｎｉ−Ｂめっきを例えば１０〜７５μｍ程度施し、防食するようにしている。また、無電解めっきにおいては、その性質上Ｎｉ単体めっきではなく、Ｎｉ−Ｐめっきまたは無電解Ｎｉ−Ｂめっきとすることで、Ｎｉの防食性に加えＰやＢの作用により非晶質めっきとなって耐食性を向上させている。
【０００５】
ここで、無電解Ｎｉ-Ｐめっき層を施した場合、基材の汚れや基材の欠陥等の影響で、無電解Ｎｉ-Ｐめっき層を貫通し基材まで到達した穴であって、直径１０〜１００μｍ程度のピンホール欠陥や、ピットが発生する。無電解Ｎｉ-Ｐめっき層にピンホール欠陥、又はピットが発生した状態を示す概略断面図を図８、９に示す。図８に示すように、基材１０１に設けた無電解Ｎｉ-Ｐめっき層１０２にピンホール欠陥１０３が発生し、ピンホール欠陥１０３のある基材１０１の表面１０１ａでは腐食１０４が起きる。また、図９に示すように、無電解Ｎｉ-Ｐめっき層１０２にピット１０５が発生する。
【０００６】
ピンホール欠陥１０３は、無電解Ｎｉ-Ｐめっき開始の初期段階（例えばめっき開始から１０分間）で、めっき反応により発生する水素ガスが、被めっき体（ワーク）である基材１０１の表面１０１ａに吸着する。そして、この水素ガスが基材１０１から離脱しないことで水素ガスの吸着している基材１０１の表面１０１ａは不活性状態となり、めっき析出が妨害されることにより、ピンホール欠陥１０３が発生するものである。
【０００７】
この水素ガスは、めっき析出過程で必ず発生し、通常の基材状態（機械加工状態）であれば、吸着した水素ガスが成長し、浮力により離脱するが、例えば図１０に示すような基材１０１の表面１０１ａに欠陥１０６が存在したり、図１１に示すような基材１０１の表面１０１ａに汚れ１０７が存在していると、その欠陥１０６や汚れ１０７に吸着した水素ガス１０８は離脱できず、図８に示すような無電解Ｎｉ-Ｐめっき層１０２にピンホール欠陥１０３を発生することなる。
【０００８】
こうしたピンホール欠陥１０３の発生を防止する方法として種々検討されており、例えば以下のような方法がある。
図１２に示すような、めっき槽１１０内のめっき液１１１中にプレート１１２から吊り下げた被めっき体１１３を浸漬させた後、図示しない揺動装置で上下方向又は左右方向に被めっき体１１３を揺動させ、発生した水素ガス１０８を被めっき体１１３から離脱させる方法がある。このとき、例えば被めっき体１１３を０．０５〜０．２Ｈｚで揺動させ、１００〜２００ｍｍの振幅で行っている。
【０００９】
また、図１３に示すような、めっき槽１１０内のめっき液１１１中に被めっき体１１３を浸漬させた後、攪拌子１１４によりめっき液１１１を攪拌させてめっき液１１１を流動させ、発生した水素ガス１０８を被めっき体１１３から離脱させる方法がある。
【００１０】
また、図１４に示すような、めっき槽１１０内のめっき液１１１中に浸漬させた被めっき体１１３の下側に気泡発生装置１１５を設け、めっき液１１１中に供給された空気１１６によりめっき液１１１を攪拌させて、発生した水素ガス１０８を被めっき体１１３から離脱させる方法がある。
【００１１】
更には、図１５に示すような、めっき槽１１０の側面に超音波振動発生装置１１８を設け、超音波によりめっき液１１を振動させ、発生した水素ガス１０８を被めっき体１１３から離脱させる方法がある。このとき、例えば２０〜５０ｋＨｚの超音波でめっき液１１を振動させるようにしている（特許文献１）。
【００１２】
【特許文献１】特開平６−２１２４４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、例えば図１６に示すような圧縮機の入口に設けられるガイド部材１１７のように大型で複雑な形状のものをめっきするような場合においては、上述のような発生した水素ガス１０８を離脱させる種々の方法を用いても、発生した水素ガス１０８をガイド部材１１７から十分に離脱できない、という問題がある。
【００１４】
そのため、大型で複雑な形状のものでは、図８に示すような無電解Ｎｉ-Ｐめっき層１０２のピンホール欠陥１０３が減少しないため、防食性が低下する、という問題がある。
【００１５】
本発明は、前記問題に鑑み、ピンホール欠陥を減少し、防食性を向上させるめっき方法及びめっき装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、被めっき体を無電解めっき液に浸漬させて、前記被めっき体の表面に無電解めっき層を形成するめっき方法であって、めっきを開始し、前記被めっき体に前記無電解めっき層が形成される際に発生するガス量が一定状態になるまで前記被めっき体に振動を与え、前記被めっき体に吸着されたガスの離脱を促進することを特徴とするめっき方法にある。
【００１７】
第２の発明は、第１の発明において、前記被めっき体を５〜２０Ｈｚの周波数で振動させることを特徴とするめっき方法にある。
【００１８】
第３の発明は、第１又は２の発明において、前記被めっき体を１〜３ｍｍの振幅で振動させることを特徴とするめっき方法にある。
【００１９】
第４の発明は、第１乃至３の発明の何れか一つにおいて、前記被めっき体を連続的又は間欠的に振動させることを特徴とするめっき方法にある。
【００２０】
第５の発明は、第４の発明において、前記被めっき体を間欠的に振動させる際、前記被めっき体の振動時間が２〜５秒であることを特徴とするめっき方法にある。
【００２１】
第６の発明は、被めっき体を無電解めっき液に浸漬させて、前記被めっき体の表面に無電解めっき層を形成するめっき装置であって、無電解めっき液を収容するめっき槽と、めっきを開始し、前記被めっき体に無電解めっき層が形成される際に発生するガスが発生しなくなる定常状態になるまで前記被めっき体を振動させる振動発生装置と、前記被めっき体と前記振動発生装置とを連結する振動伝達手段と、該振動発生装置が発生する振動の振幅を調整する振幅調整手段と、を有することを特徴とするめっき装置にある。
【００２２】
第７の発明は、第６の発明において、前記被めっき体を５〜２０Ｈｚの周波数で振動させることを特徴とするめっき装置にある。
【００２３】
第８の発明は、第６又は７の発明において、前記被めっき体を１〜３ｍｍの振幅で振動させることを特徴とするめっき装置にある。
【００２４】
第９の発明は、第６乃至８の発明の何れか一つにおいて、前記被めっき体を連続的又は間欠的に振動させることを特徴とするめっき装置にある。
【００２５】
第１０の発明は、第９の発明において、前記被めっき体を間欠的に振動させる際、前記被めっき体の振動時間が２〜５秒であることを特徴とするめっき装置にある。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、被めっき体を無電解めっき液に浸漬させて、無電解めっきを開始し、前記被めっき体に前記無電解めっき層が形成される際に発生するガスが発生しなくなる定常状態になるまで前記被めっき体に振動を与え、前記被めっき体に吸着されたガスの離脱を促進することで、前記無電解めっき層にピンホール欠陥が発生するのを防止することができるため、前記無電解めっき層の防食性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例】
【００２８】
本発明による実施例に係るめっき装置について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明による実施例に係るめっき装置の構成を示す概念図である。
図１に示すように、本発明による実施例に係るめっき装置１０Ａは、被めっき体１１Ａを無電解めっき液１２に浸漬させて、被めっき体１１Ａの表面に無電解Ｎｉ−Ｐめっき層を形成するめっき装置であって、無電解めっき液１２を収容するめっき槽１３と、めっきを開始し、被めっき体１１Ａに前記無電解Ｎｉ−Ｐめっき層が形成される際に発生する水素ガスＧが発生しなくなる定常状態になるまで被めっき体１１Ａを振動させる振動発生装置である例えば振動モータ１４と、被めっき体１１Ａと振動モータ１４とを連結する振動伝達部材１５と、振動モータ１４が発生する振動の振幅を調整する振幅調整手段である例えばコイルバネ１６と、を有するものである。
【００２９】
また、本実施例では、定常状態は、無電解めっき反応により生じた水素ガスの発生量が一定となる状態を指し、ガスの発生量を目視で判断する。無電解めっき反応により、無電解Ｎｉ−Ｐめっき層を形成する際、めっき開始時は水素ガスが多く発生するが、ある程度めっきすると面全体に無電解Ｎｉ−Ｐめっき層が形成され、反応が落ち着くことで、水素の発生量が減少するためである。
【００３０】
本実施例に係るめっき装置１０Ａにおいては、無電解めっき層として前記無電解Ｎｉ−Ｐめっき層を形成するため、無電解めっき液１２として無電解Ｎｉ−Ｐめっき層を形成する無電解Ｎｉ−Ｐめっき液を用いている。
【００３１】
また、本実施例においては、被めっき体１１Ａに前記無電解Ｎｉ−Ｐめっき層を形成するため、無電解Ｎｉ−Ｐめっき液を無電解めっき液１２として用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、Ｎｉ−Ｂ無電解めっき層など形成する無電解めっき層に応じて無電解めっき液１２を調整するようにすればよい。
【００３２】
また、本実施例に係るめっき装置１０Ａにおいては、振動モータ１４により被めっき体１１Ａを５〜２０Ｈｚの周波数で振動させるのが好ましく、更には１０Ｈｚの周波数で振動させるのがより好ましい。これは、後述するように、被めっき体１１Ａを５Ｈｚ以下の周波数で振動させても、無電解めっきを行ったときに発生した水素ガスＧが被めっき体１１Ａから離脱しないためである。また、２０Ｈｚ以上の周波数で振動させる場合では、発生する水素ガスＧの離脱は可能であるが、例えば１ｔｏｎを超える被処理物では振動装置が大型し、現実的ではないためである。
【００３３】
また、本実施例に係るめっき装置１０Ａにおいては、振動モータ１４により被めっき体１１Ａを１〜３ｍｍの振幅で振動させるのが好ましく、１〜２ｍｍの振幅で振動させるのがより好ましく、更には１ｍｍ程度の振幅で振動させるのが好ましい。これは、後述するように、被めっき体１１Ａを１ｍｍ以下の振幅で振動させても、無電解めっきを行ったときに発生した水素ガスＧが被めっき体１１Ａから離脱しないためである。また、１０Ｈｚの周波数の場合、２ｍｍの振幅で振動させれば水素ガスＧを被めっき体１１Ａから離脱するのに十分だからである。
【００３４】
また、本実施例に係るめっき装置１０Ａにおいては、振動モータ１４により被めっき体１１Ａを連続的に振動させることに限定されることなく、間欠的に振動させるようにしてもよい。
【００３５】
また、被めっき体１１Ａを間欠的に振動させる際には、被めっき体１１Ａの振動時間は２〜５秒とするのが好ましい。これは、被めっき体１１Ａの大きさや形状等により異なるが、無電解めっき反応により発生し、被めっき体１１Ａに付着した水素ガスが脱離するのに十分な時間だからである。
【００３６】
また、本実施例に係るめっき装置１０Ａにおいては、めっきを開始してから約１０〜２０分程度、被めっき体１１Ａに振動を与えるのが好ましい。これは、めっきを開始した後、前記定常状態となるまで振動モータ１４により被めっき体１１Ａに振動を与えるようにしているが、被めっき体１１Ａの形状、大きさ等に応じ、めっきを開始してから約１０〜２０分程度で定常状態に落ちつくからである。
【００３７】
また、本実施例に係るめっき装置１０Ａにおいては、コイルバネ１６は土台１７に設置し、プレート１８を支持するようにしている。これにより、振動モータ１４から被めっき体１１Ａに振動を伝達すると同時に、被めっき体１１Ａを振幅することができる。
【００３８】
また、本実施例に係るめっき装置１０Ａにおいては、振動モータ１４により被めっき体１１Ａに与える振動は、振動伝達部材１５に設けた加速度センサ２１で振動を検知するようにしている。そして、加速度センサ２１で検知した振動の出力信号はアンプ２２で電圧信号に変換し、例えば計測器のような記録装置２３に記録する。そして、記録装置２３で記録された被めっき体１１Ａの振動の値に基づいて水素ガスが被めっき体１１Ａから脱離しているかを確認し、振動モータ１４から被めっき体１１Ａに与える振動量を調整するようにする。例えば、記録装置２３で記録された振動、振幅の量では、被めっき体１１Ａから発生した水素ガスが離脱していない場合には、振動モータ１４で発生する振動量、コイルバネ１６による振幅量を調整し、被めっき体１１Ａから水素ガスを離脱させるようにする。
【００３９】
よって、本実施例に係るめっき装置１０Ａを用いれば、被めっき体１１Ａに前記定常状態になるまで被めっき体１１Ａを振動させる振動モータ１４と、被めっき体１１Ａと振動モータ１４とを連結する振動伝達部材１５と、振動モータ１４が発生する振動の振幅を調整するコイルバネ１６とを有しているため、被めっき体１１Ａを無電解めっき液１２に浸漬させ、無電解めっきを開始し、前記定常状態になるまで被めっき体１１Ａに振動を与え、被めっき体１１Ａに吸着された水素ガスの離脱を促進することで、前記無電解めっき層にピンホール欠陥が発生するのを防止することができ、前記無電解めっき層の防食性を向上させることができる。
【００４０】
また、本実施例に係るめっき装置１０Ａにおいては、振動モータ１４を振動発生装置として用い、モーターに偏芯したマス（おもり）をつけて回転し、その遠心力によって振動を発生させるアンバランスマス型を用いているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ピストンを油圧によって駆動し、振動を発生させる油圧型、磁界中でコイルに電流を流すことにより起きる力を利用し、振動を発生させる動電型、ピストンを空気圧によって駆動し、振動を発生させる空気圧型などを用いるようにしてもよい。
【００４１】
また、本実施例に係るめっき装置１０Ａにおいては、被めっき体１１Ａの形状、大きさ等に応じて図２に示すようなめっき装置１０Ｂを用い、被めっき体１１Ｂに無電解Ｎｉ−Ｐめっき層を形成するようにしてもよい。
【００４２】
以下、本実施例に係るめっき方法について具体的に説明する。
＜めっき方法＞
図３は、本発明による実施例に係るめっき方法の工程を示す工程図である。
また、本実施例では、無電解めっき層として無電解Ｎｉ−Ｐめっき層を用いて説明する。
図３に示すように、本実施の形態に係るめっき方法は、被めっき体を無電解めっき液に浸漬させて、前記被めっき体の表面に無電解めっき層を形成するめっき方法であって、前記定常状態になるまで前記被めっき体に振動を与え、前記被めっき体に吸着されたガスの離脱を促進するものである。
【００４３】
即ち、本実施の形態に係るめっき方法は、以下の前処理工程と無電解Ｎｉ−Ｐめっき層形成工程とからなり、以下の（ａ）〜（ｍ）工程からなる。
＜Ａ．前処理工程＞
（ａ）被めっき体１１Ａをトリクロロエチレン（トリクレン）を用いて洗浄を行う蒸気洗浄工程（Ｓ１１）。
（ｂ）蒸気洗浄工程Ｓ１１後、被めっき体１１Ａに残っているトリクロロエチレンを除去する第一の水洗工程（Ｓ１２）。
（ｃ）第一の水洗工程Ｓ１２後、アルカリ溶液中に被めっき体１１Ａを浸漬し、アルカリ洗浄を行うアルカリ洗浄工程（Ｓ１３）。
（ｄ）アルカリ洗浄工程Ｓ１３後、被めっき体１１Ａに残っているアルカリ溶液を除去する第二の水洗工程（Ｓ１４）。
（ｅ）第二の水洗工程Ｓ１４後、硫酸とフッ酸との混合溶液に被めっき体１１Ａを浸漬し、酸洗浄する酸洗工程（Ｓ１５）。
（ｆ）酸洗工程Ｓ１５後、被めっき体１１Ａに残っている前記混合溶液を除去する第三の水洗工程（Ｓ１６）。
（ｇ）第三の水洗工程Ｓ１６後、５％硫酸溶液中に被めっき体１１Ａを浸漬し、酸洗浄する希硫酸酸洗工程（Ｓ１７）。
（ｈ）希硫酸酸洗工程Ｓ１７後、被めっき体１１Ａに残っている５％硫酸溶液を除去する第四の水洗工程（Ｓ１８）。
【００４４】
＜Ｂ．無電解Ｎｉ−Ｐめっき層形成工程＞
（ｉ）第四の水洗工程Ｓ１８後、被めっき体１１Ａの表面に無電解Ｎｉ−Ｐめっき層を形成する無電解Ｎｉ−Ｐめっき工程（Ｓ１９）。
（ｊ）無電解Ｎｉ−Ｐめっき工程Ｓ１９後、無電解Ｎｉ−Ｐめっき層を形成した被めっき体１１Ａに残っている無電解Ｎｉ−Ｐめっき液を除去する第五の水洗工程（Ｓ２０）。
（ｋ）第五の水洗工程Ｓ２０後、無電解Ｎｉ−Ｐめっき層を形成した被めっき体１１Ａをエッチングするエッチング工程（Ｓ２１）。
（ｌ）エッチング工程Ｓ２１後、シャワー洗浄し、上述のエッチング工程Ｓ２１において５％硫酸溶液中に浸漬し、引上げる操作を３回繰返し、無電解Ｎｉ−Ｐめっき層を形成した被めっき体１１Ａに残っている５％硫酸溶液を除去する第六の水洗工程（Ｓ２２）。
（ｍ）第六の水洗工程Ｓ２２後、無電解Ｎｉ−Ｐめっき層を形成した被めっき体１１Ａを乾燥させる乾燥工程（Ｓ２３）。
を含む工程。
【００４５】
「Ａ．前処理工程」の被めっき体１１Ａの洗浄方法について説明する。
蒸気洗浄工程Ｓ１１では、被めっき体１１Ａをトリクロロエチレンを用いて脱脂し洗浄する。
そして、第一の水洗工程Ｓ１２では、被めっき体１１Ａをシャワー洗浄、又はスコッチブライト等を用いて被めっき体１１Ａをこすりながら洗浄する。これにより、被めっき体１１Ａに塗布したトリクロロエチレンを除去し、被めっき体１１Ａを洗浄する。
【００４６】
そして、アルカリ洗浄工程Ｓ１３では、一般的には５０〜６０℃のアルカリ溶液に被めっき体１１Ａを例えば２０分程度、浸漬し、被めっき体１１Ａを洗浄する。また、アルカリ溶液中で超音波を付与することで、更に洗浄効果を高めることができる。また、アルカリ溶液は市販の薬剤を水に溶解させた液を用いることができ、例えばアサヒクリーナーＮｏ．８００を使用することができる。
【００４７】
そして、第二の水洗工程Ｓ１４では、アルカリ洗浄工程Ｓ１３後、再度被めっき体１１Ａをシャワー洗浄、又はスコッチブライト等を用いて被めっき体１１Ａをこすりながら洗浄し、アルカリ溶液を除去し、被めっき体１１Ａを洗浄する。
【００４８】
そして、酸洗工程Ｓ１５では、第二の水洗工程Ｓ１４後、硫酸とフッ酸との混合溶液に被めっき体１１Ａを３分程度、浸漬し、被めっき体１１Ａを洗浄する。
【００４９】
そして、第３の水洗工程Ｓ１６では、酸洗工程Ｓ１５後、再度被めっき体１１Ａをシャワー洗浄、又はスコッチブライト等を用いて被めっき体１１Ａをこすりながら洗浄し、硫酸とフッ酸との混合溶液を除去し、被めっき体１１Ａを洗浄する。
【００５０】
そして、希硫酸酸洗工程Ｓ１７では、第三の水洗工程Ｓ１６後、５％硫酸溶液に被めっき体１１Ａを１分程度、浸漬し、被めっき体１１Ａを洗浄する。
【００５１】
そして、第四の水洗工程Ｓ１８では、希硫酸酸洗工程Ｓ１７後、再度被めっき体１１Ａをシャワー洗浄し、硫酸溶液を除去し、被めっき体１１Ａを洗浄する。
【００５２】
「Ｂ．無電解Ｎｉ−Ｐめっき層形成工程」の無電解Ｎｉ−Ｐめっき層の形成方法について説明する。
無電解Ｎｉ−Ｐめっき工程Ｓ１９では、第四の水洗工程Ｓ１８後、被めっき体１１Ａを無電解Ｎｉ−Ｐめっき浴に浸漬し、被めっき体１１Ａの表面に例えば膜厚が２５μｍ程度の無電解Ｎｉ−Ｐめっき層を形成する。このとき、無電解Ｎｉ−Ｐめっき浴の温度は９０℃程度とする。
また、無電解Ｎｉ−Ｐめっきは市販の無電解Ｎｉ−Ｐめっき液を用いることができ、例えばニムデンＳＸ（製品名；上村工業社製）の無電解Ｎｉ−Ｐめっき液を使用することができる。
【００５３】
また、被めっき体１１Ａを無電解めっきを開始した時から１０分間振動を加える。この時の周波数は１０Ｈｚ以上とし、振動を与える時間は約１分間隔とし、振動時間は約５秒とする。
【００５４】
そして、第五の水洗工程Ｓ２０では、無電解Ｎｉ−Ｐめっき工程Ｓ１９後、再度被めっき体１１Ａをシャワー洗浄し、無電解Ｎｉ−Ｐめっき液を除去し、被めっき体１１Ａを洗浄する。
【００５５】
そして、エッチング工程Ｓ２１では、第五の水洗工程Ｓ２０後、５％硫酸溶液に被めっき体１１Ａを５分程度、浸漬し、エッチングする。
【００５６】
そして、第六の水洗工程Ｓ２２では、エッチング工程Ｓ２１後、被めっき体１１Ａをシャワー洗浄し、５％硫酸溶液を洗い落とす。そして、５％硫酸溶液に被めっき体１１Ａを浸漬し引上げた後、シャワー洗浄する工程を３回繰返し行なう。また、本実施例では、５％硫酸溶液に被めっき体１１Ａを浸漬し引上げた後、シャワー洗浄する工程を３回繰返し行なうようにしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、被めっき体１１Ａの洗浄具合に応じて何回行なうようにしてもよい。
【００５７】
そして、乾燥工程Ｓ２３では、第六の水洗工程Ｓ２２後、シャワー洗浄した被めっき体１１Ａをエアブローにより乾燥させた。
【００５８】
＜水素ガス脱離範囲＞
また、発生した水素ガスが脱離するために適正な振動条件について検討した結果について説明する。
図４は、周波数と振幅とその時に水素ガスが離脱する関係を表す図である。
また、この試験結果は、上述のめっき方法に基づいて行ったものであり、振動時間は５秒として行った。
図４に示すように、周波数が６Ｈｚ程度の時には、振幅が３．２程度で発生した水素ガスが離脱され（図４中、黒丸）、周波数が増加するに従って水素ガスを離脱するために要する振幅は減少していった。そして、図４中、破線Ａで示すように、周波数が８〜１０Ｈｚで、振幅が１．０〜２．０の範囲では発生した水素ガスが離脱されるのが確認された。
一方、周波数が６Ｈｚ程度の時、振幅が２以下の場合や、周波数が８〜１０Ｈｚ程度の時、振幅が１以下では、水素ガスが離脱されなかったのが確認された（図４中、×印）。
【００５９】
よって、周波数が１０Ｈｚ前後では、振幅が１．０〜２．０で発生した水素ガスを離脱することができる。
【００６０】
＜ピンホール欠陥の数の比較＞
また、無電解Ｎｉ−Ｐめっき層に発生したピンホール欠陥の数を従来と比較して検討した結果について説明する。
このピンホール欠陥の数を測定する際、ピンホール欠陥検査法はフェロキシル試験により行った。
また、フェロキシル試験は、「ＪＩＳ Ｈ ８６１７」に準じて試験を行い、基材として鉄素材からなるものを用いて行った。
フェロキシル試験は、図５に示すように、基材３１に施した無電解Ｎｉ−Ｐめっき層３２の上に指示液としても用いられるフェロキシル液３３を染み込ませたろ紙３４を無電解Ｎｉ−Ｐめっき層３２の上面にのせた。そして、無電解Ｎｉ−Ｐめっき層３２にピンホール欠陥３５があると、ピンホール欠陥３５を介してＦｅ系素材の基材３１とフェロキシル液３３が反応し、図６に示すように、フェロシアンブルーの青色斑点３６がろ紙３４に沈着する。この青色斑点３６の数を数えることにより、無電解Ｎｉ−Ｐめっき層３２上のピンホール欠陥３５の数を確認することができる。
【００６１】
図７は、本発明のめっき方法と従来のめっき方法とで発生するピンホール欠陥の数を比較した図である。
また、このとき、本発明のめっき方法の条件は、周波数を１０Ｈｚとし、振幅を１ｍｍとし、振動時間を５秒とし、振動を与える振動間隔を３０秒ごととした。
また、従来のめっき方法として、図１５に示すような超音波によりめっき液を振動させ、発生した水素ガスを被めっき体から離脱させる超音波法と、図１２に示すような上下方向に被めっき体を揺動させ、発生した水素ガスを被めっき体から離脱させる上下搖動法を用いた。
図７に示すように、本発明のめっき方法を用いた場合の方が、図１５に示すような超音波法や図１２に示すような搖動法を用いた従来のめっき法よりもピンホール欠陥の数が減少したのが確認された。
【００６２】
よって、本実施例に係るめっき方法を用いれば、図１５に示すような超音波法や図１２に示すような搖動法のように従来のめっき法を用いて無電解めっきをする場合よりも水素ガスが基材３１から離脱するのを促進することができるため、ピンホール欠陥３５の数を減らし、無電解Ｎｉ−Ｐめっき層３２の防食性を向上させることができる。
【００６３】
このように、本実施例によれば、被めっき体１１Ａを無電解めっき液１２に浸漬させて、無電解めっきを開始し、前記定常状態になるまで被めっき体１１Ａに振動を与え、被めっき体１１Ａに吸着された水素ガスの離脱を促進することで、前記無電解めっき層にピンホール欠陥が発生するのを防止することができるため、前記無電解めっき層の防食性を向上させることができる。
【００６４】
従って、本発明のめっき装置を用いることで、基材の信頼性と保守性が向上し、この基材を用いた圧縮機の運転の安定性、安全性、効率を向上させることができる。
【００６５】
本発明のめっき装置及びめっき方法は、圧縮機に限定されるものではなく、蒸気タービン等の回転機械、基板や封止材等の電子部品、絶縁ワニス、耐食構造材料、耐食コーティング膜等にも用いるのにも有用なものである。
【００６６】
また、化学プラント等の腐食性環境で使用される圧縮機等の回転機械の流通する気体中の腐食性成分に直接接する部位等にも用いることができ、回転機械の信頼性と効率を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
以上のように、本発明に係るめっき装置及びめっき方法は、被めっき体の表面に無電解Ｎｉ−Ｐめっき層を形成する無電解めっきを開始し、前記被めっき体に前記無電解めっき層が形成される際に発生する水素ガス量が一定状態になるまで前記被めっき体に振動を与え、前記被めっき体に吸着された水素ガスの離脱を促進することで、前記無電解めっき層にピンホール欠陥が発生するのを防止することができるため、従来より防食性を向上させためっきを行うのに好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明による実施例に係るめっき装置の構成を示す概念図である。
【図２】本発明による実施例に係るめっき装置の他の構成を示す概念図である。
【図３】本発明による実施例に係るめっき方法の工程を示す工程図である。
【図４】周波数と振幅とその時に水素ガスが離脱する関係を表す図である。
【図５】本実施例に係るめっき装置を用いてめっきした無電解Ｎｉ−Ｐめっき層と基材の断面概略図である。
【図６】ろ紙上に青色斑点が着色した状態を表す図である。
【図７】本発明のめっき方法と従来のめっき方法とで発生するピンホール欠陥の数を比較した図である。
【図８】無電解Ｎｉ-Ｐめっき層にピンホール欠陥が発生した状態を示す概略断面図である。
【図９】無電解Ｎｉ-Ｐめっき層にピットが発生した状態を示す概略断面図である。
【図１０】基材の表面に欠陥が存在した状態を示す概略断面図である。
【図１１】基材の表面に汚れが存在した状態を示す概略断面図である。
【図１２】揺動法を用いて無電解めっきを行う様子を示す図である。
【図１３】めっき液を流動させて無電解めっきを行う様子を示す図である。
【図１４】空気でめっき液を攪拌させて無電解めっきを行う様子を示す図である。
【図１５】超音波振動法を用いて無電解めっきを行う様子を示す図である。
【図１６】圧縮機の入口に設けられるガイド部材の構成の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００６９】
１０Ａ、１０Ｂ めっき装置
１１Ａ、１１Ｂ 被めっき体
１２ 無電解めっき液
１３ めっき槽
１４ 振動モータ（振動発生装置）
１５ 振動伝達部材
１６ コイルバネ（振幅調整手段）
１７ 土台
１８ プレート
２１ 加速度センサ
２２ アンプ
２３ 記録装置
３１ 基材
３２ 無電解Ｎｉ−Ｐめっき層
３３ フェロキシル液
３４ ろ紙
３５ ピンホール欠陥
３６ 青色斑点
Ｇ 水素ガス
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＯ2圧縮機部品など腐食環境で使用される機械部品の表面に形成する無電解めっき層のめっき方法及びめっき装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、腐食環境で使用される機械部品として、例えば気体を圧縮する圧縮機のインペラやダイヤフラム、ケーシング等の圧縮機の部材は、流通するガスに接触するため、それら気体の成分、例えばＣＯ2、Ｈ2Ｓ、Ｈ2Ｏのほか、ガス中に含まれるＣｌ、ＮａＣｌ、ＮａＯＨ等の腐食性成分による腐食環境に曝され、気体に接触する部材が腐食作用を受ける。
【０００３】
このため、従来では、無電解メッキ液に被メッキ物を浸漬させて、該被メッキ物の表面に無電解めっき層を形成する無電解メッキ方法が知られており、例えば、ＣＯ2圧縮機内部品など腐食環境で使用される機械部品などの表面の防食コーティング用に採用されている。
【０００４】
ＣＯ2圧縮機内部品などの腐食性成分を含んだガス等に接する部材の製造時施工する防食コーティングの無電解めっき層として、例えば無電解Ｎｉ−Ｐめっき、無電解Ｎｉ−Ｂめっきを例えば１０〜７５μｍ程度施し、防食するようにしている。また、無電解めっきにおいては、その性質上Ｎｉ単体めっきではなく、Ｎｉ−Ｐめっきまたは無電解Ｎｉ−Ｂめっきとすることで、Ｎｉの防食性に加えＰやＢの作用により非晶質めっきとなって耐食性を向上させている。
【０００５】
ここで、無電解Ｎｉ-Ｐめっき層を施した場合、基材の汚れや基材の欠陥等の影響で、無電解Ｎｉ-Ｐめっき層を貫通し基材まで到達した穴であって、直径１０〜１００μｍ程度のピンホール欠陥や、ピットが発生する。無電解Ｎｉ-Ｐめっき層にピンホール欠陥、又はピットが発生した状態を示す概略断面図を図８、９に示す。図８に示すように、基材１０１に設けた無電解Ｎｉ-Ｐめっき層１０２にピンホール欠陥１０３が発生し、ピンホール欠陥１０３のある基材１０１の表面１０１ａでは腐食１０４が起きる。また、図９に示すように、無電解Ｎｉ-Ｐめっき層１０２にピット１０５が発生する。
【０００６】
ピンホール欠陥１０３は、無電解Ｎｉ-Ｐめっき開始の初期段階（例えばめっき開始から１０分間）で、めっき反応により発生する水素ガスが、被めっき体（ワーク）である基材１０１の表面１０１ａに吸着する。そして、この水素ガスが基材１０１から離脱しないことで水素ガスの吸着している基材１０１の表面１０１ａは不活性状態となり、めっき析出が妨害されることにより、ピンホール欠陥１０３が発生するものである。
【０００７】
この水素ガスは、めっき析出過程で必ず発生し、通常の基材状態（機械加工状態）であれば、吸着した水素ガスが成長し、浮力により離脱するが、例えば図１０に示すような基材１０１の表面１０１ａに欠陥１０６が存在したり、図１１に示すような基材１０１の表面１０１ａに汚れ１０７が存在していると、その欠陥１０６や汚れ１０７に吸着した水素ガス１０８は離脱できず、図８に示すような無電解Ｎｉ-Ｐめっき層１０２にピンホール欠陥１０３を発生することなる。
【０００８】
こうしたピンホール欠陥１０３の発生を防止する方法として種々検討されており、例えば以下のような方法がある。
図１２に示すような、めっき槽１１０内のめっき液１１１中にプレート１１２から吊り下げた被めっき体１１３を浸漬させた後、図示しない揺動装置で上下方向又は左右方向に被めっき体１１３を揺動させ、発生した水素ガス１０８を被めっき体１１３から離脱させる方法がある。このとき、例えば被めっき体１１３を０．０５〜０．２Ｈｚで揺動させ、１００〜２００ｍｍの振幅で行っている。
【０００９】
また、図１３に示すような、めっき槽１１０内のめっき液１１１中に被めっき体１１３を浸漬させた後、攪拌子１１４によりめっき液１１１を攪拌させてめっき液１１１を流動させ、発生した水素ガス１０８を被めっき体１１３から離脱させる方法がある。
【００１０】
また、図１４に示すような、めっき槽１１０内のめっき液１１１中に浸漬させた被めっき体１１３の下側に気泡発生装置１１５を設け、めっき液１１１中に供給された空気１１６によりめっき液１１１を攪拌させて、発生した水素ガス１０８を被めっき体１１３から離脱させる方法がある。
【００１１】
更には、図１５に示すような、めっき槽１１０の側面に超音波振動発生装置１１８を設け、超音波によりめっき液１１を振動させ、発生した水素ガス１０８を被めっき体１１３から離脱させる方法がある。このとき、例えば２０〜５０ｋＨｚの超音波でめっき液１１を振動させるようにしている（特許文献１）。
【００１２】
【特許文献１】特開平６−２１２４４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、例えば図１６に示すような圧縮機の入口に設けられるガイド部材１１７のように大型で複雑な形状のものをめっきするような場合においては、上述のような発生した水素ガス１０８を離脱させる種々の方法を用いても、発生した水素ガス１０８をガイド部材１１７から十分に離脱できない、という問題がある。
【００１４】
そのため、大型で複雑な形状のものでは、図８に示すような無電解Ｎｉ-Ｐめっき層１０２のピンホール欠陥１０３が減少しないため、防食性が低下する、という問題がある。
【００１５】
本発明は、前記問題に鑑み、ピンホール欠陥を減少し、防食性を向上させるめっき方法及びめっき装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、被めっき体を無電解めっき液に浸漬させて、前記被めっき体の表面に無電解めっき層を形成するめっき方法であって、めっきを開始し、前記被めっき体に前記無電解めっき層が形成される際に発生するガス量が一定状態になるまで前記被めっき体に振動を与え、前記被めっき体に吸着されたガスの離脱を促進することを特徴とするめっき方法にある。
【００１７】
第２の発明は、第１の発明において、前記被めっき体を５〜２０Ｈｚの周波数で振動させることを特徴とするめっき方法にある。
【００１８】
第３の発明は、第１又は２の発明において、前記被めっき体を１〜３ｍｍの振幅で振動させることを特徴とするめっき方法にある。
【００１９】
第４の発明は、第１乃至３の発明の何れか一つにおいて、前記被めっき体を連続的又は間欠的に振動させることを特徴とするめっき方法にある。
【００２０】
第５の発明は、第４の発明において、前記被めっき体を間欠的に振動させる際、前記被めっき体の振動時間が２〜５秒であることを特徴とするめっき方法にある。
【００２１】
第６の発明は、被めっき体を無電解めっき液に浸漬させて、前記被めっき体の表面に無電解めっき層を形成するめっき装置であって、無電解めっき液を収容するめっき槽と、めっきを開始し、前記被めっき体に無電解めっき層が形成される際に発生するガスが発生しなくなる定常状態になるまで前記被めっき体を振動させる振動発生装置と、前記被めっき体と前記振動発生装置とを連結する振動伝達手段と、該振動発生装置が発生する振動の振幅を調整する振幅調整手段と、を有することを特徴とするめっき装置にある。
【００２２】
第７の発明は、第６の発明において、前記被めっき体を５〜２０Ｈｚの周波数で振動させることを特徴とするめっき装置にある。
【００２３】
第８の発明は、第６又は７の発明において、前記被めっき体を１〜３ｍｍの振幅で振動させることを特徴とするめっき装置にある。
【００２４】
第９の発明は、第６乃至８の発明の何れか一つにおいて、前記被めっき体を連続的又は間欠的に振動させることを特徴とするめっき装置にある。
【００２５】
第１０の発明は、第９の発明において、前記被めっき体を間欠的に振動させる際、前記被めっき体の振動時間が２〜５秒であることを特徴とするめっき装置にある。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、被めっき体を無電解めっき液に浸漬させて、無電解めっきを開始し、前記被めっき体に前記無電解めっき層が形成される際に発生するガスが発生しなくなる定常状態になるまで前記被めっき体に振動を与え、前記被めっき体に吸着されたガスの離脱を促進することで、前記無電解めっき層にピンホール欠陥が発生するのを防止することができるため、前記無電解めっき層の防食性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例】
【００２８】
本発明による実施例に係るめっき装置について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明による実施例に係るめっき装置の構成を示す概念図である。
図１に示すように、本発明による実施例に係るめっき装置１０Ａは、被めっき体１１Ａを無電解めっき液１２に浸漬させて、被めっき体１１Ａの表面に無電解Ｎｉ−Ｐめっき層を形成するめっき装置であって、無電解めっき液１２を収容するめっき槽１３と、めっきを開始し、被めっき体１１Ａに前記無電解Ｎｉ−Ｐめっき層が形成される際に発生する水素ガスＧが発生しなくなる定常状態になるまで被めっき体１１Ａを振動させる振動発生装置である例えば振動モータ１４と、被めっき体１１Ａと振動モータ１４とを連結する振動伝達部材１５と、振動モータ１４が発生する振動の振幅を調整する振幅調整手段である例えばコイルバネ１６と、を有するものである。
【００２９】
また、本実施例では、定常状態は、無電解めっき反応により生じた水素ガスの発生量が一定となる状態を指し、ガスの発生量を目視で判断する。無電解めっき反応により、無電解Ｎｉ−Ｐめっき層を形成する際、めっき開始時は水素ガスが多く発生するが、ある程度めっきすると面全体に無電解Ｎｉ−Ｐめっき層が形成され、反応が落ち着くことで、水素の発生量が減少するためである。
【００３０】
本実施例に係るめっき装置１０Ａにおいては、無電解めっき層として前記無電解Ｎｉ−Ｐめっき層を形成するため、無電解めっき液１２として無電解Ｎｉ−Ｐめっき層を形成する無電解Ｎｉ−Ｐめっき液を用いている。
【００３１】
また、本実施例においては、被めっき体１１Ａに前記無電解Ｎｉ−Ｐめっき層を形成するため、無電解Ｎｉ−Ｐめっき液を無電解めっき液１２として用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、Ｎｉ−Ｂ無電解めっき層など形成する無電解めっき層に応じて無電解めっき液１２を調整するようにすればよい。
【００３２】
また、本実施例に係るめっき装置１０Ａにおいては、振動モータ１４により被めっき体１１Ａを５〜２０Ｈｚの周波数で振動させるのが好ましく、更には１０Ｈｚの周波数で振動させるのがより好ましい。これは、後述するように、被めっき体１１Ａを５Ｈｚ以下の周波数で振動させても、無電解めっきを行ったときに発生した水素ガスＧが被めっき体１１Ａから離脱しないためである。また、２０Ｈｚ以上の周波数で振動させる場合では、発生する水素ガスＧの離脱は可能であるが、例えば１ｔｏｎを超える被処理物では振動装置が大型し、現実的ではないためである。
【００３３】
また、本実施例に係るめっき装置１０Ａにおいては、振動モータ１４により被めっき体１１Ａを１〜３ｍｍの振幅で振動させるのが好ましく、１〜２ｍｍの振幅で振動させるのがより好ましく、更には１ｍｍ程度の振幅で振動させるのが好ましい。これは、後述するように、被めっき体１１Ａを１ｍｍ以下の振幅で振動させても、無電解めっきを行ったときに発生した水素ガスＧが被めっき体１１Ａから離脱しないためである。また、１０Ｈｚの周波数の場合、２ｍｍの振幅で振動させれば水素ガスＧを被めっき体１１Ａから離脱するのに十分だからである。
【００３４】
また、本実施例に係るめっき装置１０Ａにおいては、振動モータ１４により被めっき体１１Ａを連続的に振動させることに限定されることなく、間欠的に振動させるようにしてもよい。
【００３５】
また、被めっき体１１Ａを間欠的に振動させる際には、被めっき体１１Ａの振動時間は２〜５秒とするのが好ましい。これは、被めっき体１１Ａの大きさや形状等により異なるが、無電解めっき反応により発生し、被めっき体１１Ａに付着した水素ガスが脱離するのに十分な時間だからである。
【００３６】
また、本実施例に係るめっき装置１０Ａにおいては、めっきを開始してから約１０〜２０分程度、被めっき体１１Ａに振動を与えるのが好ましい。これは、めっきを開始した後、前記定常状態となるまで振動モータ１４により被めっき体１１Ａに振動を与えるようにしているが、被めっき体１１Ａの形状、大きさ等に応じ、めっきを開始してから約１０〜２０分程度で定常状態に落ちつくからである。
【００３７】
また、本実施例に係るめっき装置１０Ａにおいては、コイルバネ１６は土台１７に設置し、プレート１８を支持するようにしている。これにより、振動モータ１４から被めっき体１１Ａに振動を伝達すると同時に、被めっき体１１Ａを振幅することができる。
【００３８】
また、本実施例に係るめっき装置１０Ａにおいては、振動モータ１４により被めっき体１１Ａに与える振動は、振動伝達部材１５に設けた加速度センサ２１で振動を検知するようにしている。そして、加速度センサ２１で検知した振動の出力信号はアンプ２２で電圧信号に変換し、例えば計測器のような記録装置２３に記録する。そして、記録装置２３で記録された被めっき体１１Ａの振動の値に基づいて水素ガスが被めっき体１１Ａから脱離しているかを確認し、振動モータ１４から被めっき体１１Ａに与える振動量を調整するようにする。例えば、記録装置２３で記録された振動、振幅の量では、被めっき体１１Ａから発生した水素ガスが離脱していない場合には、振動モータ１４で発生する振動量、コイルバネ１６による振幅量を調整し、被めっき体１１Ａから水素ガスを離脱させるようにする。
【００３９】
よって、本実施例に係るめっき装置１０Ａを用いれば、被めっき体１１Ａに前記定常状態になるまで被めっき体１１Ａを振動させる振動モータ１４と、被めっき体１１Ａと振動モータ１４とを連結する振動伝達部材１５と、振動モータ１４が発生する振動の振幅を調整するコイルバネ１６とを有しているため、被めっき体１１Ａを無電解めっき液１２に浸漬させ、無電解めっきを開始し、前記定常状態になるまで被めっき体１１Ａに振動を与え、被めっき体１１Ａに吸着された水素ガスの離脱を促進することで、前記無電解めっき層にピンホール欠陥が発生するのを防止することができ、前記無電解めっき層の防食性を向上させることができる。
【００４０】
また、本実施例に係るめっき装置１０Ａにおいては、振動モータ１４を振動発生装置として用い、モーターに偏芯したマス（おもり）をつけて回転し、その遠心力によって振動を発生させるアンバランスマス型を用いているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ピストンを油圧によって駆動し、振動を発生させる油圧型、磁界中でコイルに電流を流すことにより起きる力を利用し、振動を発生させる動電型、ピストンを空気圧によって駆動し、振動を発生させる空気圧型などを用いるようにしてもよい。
【００４１】
また、本実施例に係るめっき装置１０Ａにおいては、被めっき体１１Ａの形状、大きさ等に応じて図２に示すようなめっき装置１０Ｂを用い、被めっき体１１Ｂに無電解Ｎｉ−Ｐめっき層を形成するようにしてもよい。
【００４２】
以下、本実施例に係るめっき方法について具体的に説明する。
＜めっき方法＞
図３は、本発明による実施例に係るめっき方法の工程を示す工程図である。
また、本実施例では、無電解めっき層として無電解Ｎｉ−Ｐめっき層を用いて説明する。
図３に示すように、本実施の形態に係るめっき方法は、被めっき体を無電解めっき液に浸漬させて、前記被めっき体の表面に無電解めっき層を形成するめっき方法であって、前記定常状態になるまで前記被めっき体に振動を与え、前記被めっき体に吸着されたガスの離脱を促進するものである。
【００４３】
即ち、本実施の形態に係るめっき方法は、以下の前処理工程と無電解Ｎｉ−Ｐめっき層形成工程とからなり、以下の（ａ）〜（ｍ）工程からなる。
＜Ａ．前処理工程＞
（ａ）被めっき体１１Ａをトリクロロエチレン（トリクレン）を用いて洗浄を行う蒸気洗浄工程（Ｓ１１）。
（ｂ）蒸気洗浄工程Ｓ１１後、被めっき体１１Ａに残っているトリクロロエチレンを除去する第一の水洗工程（Ｓ１２）。
（ｃ）第一の水洗工程Ｓ１２後、アルカリ溶液中に被めっき体１１Ａを浸漬し、アルカリ洗浄を行うアルカリ洗浄工程（Ｓ１３）。
（ｄ）アルカリ洗浄工程Ｓ１３後、被めっき体１１Ａに残っているアルカリ溶液を除去する第二の水洗工程（Ｓ１４）。
（ｅ）第二の水洗工程Ｓ１４後、硫酸とフッ酸との混合溶液に被めっき体１１Ａを浸漬し、酸洗浄する酸洗工程（Ｓ１５）。
（ｆ）酸洗工程Ｓ１５後、被めっき体１１Ａに残っている前記混合溶液を除去する第三の水洗工程（Ｓ１６）。
（ｇ）第三の水洗工程Ｓ１６後、５％硫酸溶液中に被めっき体１１Ａを浸漬し、酸洗浄する希硫酸酸洗工程（Ｓ１７）。
（ｈ）希硫酸酸洗工程Ｓ１７後、被めっき体１１Ａに残っている５％硫酸溶液を除去する第四の水洗工程（Ｓ１８）。
【００４４】
＜Ｂ．無電解Ｎｉ−Ｐめっき層形成工程＞
（ｉ）第四の水洗工程Ｓ１８後、被めっき体１１Ａの表面に無電解Ｎｉ−Ｐめっき層を形成する無電解Ｎｉ−Ｐめっき工程（Ｓ１９）。
（ｊ）無電解Ｎｉ−Ｐめっき工程Ｓ１９後、無電解Ｎｉ−Ｐめっき層を形成した被めっき体１１Ａに残っている無電解Ｎｉ−Ｐめっき液を除去する第五の水洗工程（Ｓ２０）。
（ｋ）第五の水洗工程Ｓ２０後、無電解Ｎｉ−Ｐめっき層を形成した被めっき体１１Ａをエッチングするエッチング工程（Ｓ２１）。
（ｌ）エッチング工程Ｓ２１後、シャワー洗浄し、上述のエッチング工程Ｓ２１において５％硫酸溶液中に浸漬し、引上げる操作を３回繰返し、無電解Ｎｉ−Ｐめっき層を形成した被めっき体１１Ａに残っている５％硫酸溶液を除去する第六の水洗工程（Ｓ２２）。
（ｍ）第六の水洗工程Ｓ２２後、無電解Ｎｉ−Ｐめっき層を形成した被めっき体１１Ａを乾燥させる乾燥工程（Ｓ２３）。
を含む工程。
【００４５】
「Ａ．前処理工程」の被めっき体１１Ａの洗浄方法について説明する。
蒸気洗浄工程Ｓ１１では、被めっき体１１Ａをトリクロロエチレンを用いて脱脂し洗浄する。
そして、第一の水洗工程Ｓ１２では、被めっき体１１Ａをシャワー洗浄、又はスコッチブライト等を用いて被めっき体１１Ａをこすりながら洗浄する。これにより、被めっき体１１Ａに塗布したトリクロロエチレンを除去し、被めっき体１１Ａを洗浄する。
【００４６】
そして、アルカリ洗浄工程Ｓ１３では、一般的には５０〜６０℃のアルカリ溶液に被めっき体１１Ａを例えば２０分程度、浸漬し、被めっき体１１Ａを洗浄する。また、アルカリ溶液中で超音波を付与することで、更に洗浄効果を高めることができる。また、アルカリ溶液は市販の薬剤を水に溶解させた液を用いることができ、例えばアサヒクリーナーＮｏ．８００を使用することができる。
【００４７】
そして、第二の水洗工程Ｓ１４では、アルカリ洗浄工程Ｓ１３後、再度被めっき体１１Ａをシャワー洗浄、又はスコッチブライト等を用いて被めっき体１１Ａをこすりながら洗浄し、アルカリ溶液を除去し、被めっき体１１Ａを洗浄する。
【００４８】
そして、酸洗工程Ｓ１５では、第二の水洗工程Ｓ１４後、硫酸とフッ酸との混合溶液に被めっき体１１Ａを３分程度、浸漬し、被めっき体１１Ａを洗浄する。
【００４９】
そして、第３の水洗工程Ｓ１６では、酸洗工程Ｓ１５後、再度被めっき体１１Ａをシャワー洗浄、又はスコッチブライト等を用いて被めっき体１１Ａをこすりながら洗浄し、硫酸とフッ酸との混合溶液を除去し、被めっき体１１Ａを洗浄する。
【００５０】
そして、希硫酸酸洗工程Ｓ１７では、第三の水洗工程Ｓ１６後、５％硫酸溶液に被めっき体１１Ａを１分程度、浸漬し、被めっき体１１Ａを洗浄する。
【００５１】
そして、第四の水洗工程Ｓ１８では、希硫酸酸洗工程Ｓ１７後、再度被めっき体１１Ａをシャワー洗浄し、硫酸溶液を除去し、被めっき体１１Ａを洗浄する。
【００５２】
「Ｂ．無電解Ｎｉ−Ｐめっき層形成工程」の無電解Ｎｉ−Ｐめっき層の形成方法について説明する。
無電解Ｎｉ−Ｐめっき工程Ｓ１９では、第四の水洗工程Ｓ１８後、被めっき体１１Ａを無電解Ｎｉ−Ｐめっき浴に浸漬し、被めっき体１１Ａの表面に例えば膜厚が２５μｍ程度の無電解Ｎｉ−Ｐめっき層を形成する。このとき、無電解Ｎｉ−Ｐめっき浴の温度は９０℃程度とする。
また、無電解Ｎｉ−Ｐめっきは市販の無電解Ｎｉ−Ｐめっき液を用いることができ、例えばニムデンＳＸ（製品名；上村工業社製）の無電解Ｎｉ−Ｐめっき液を使用することができる。
【００５３】
また、被めっき体１１Ａを無電解めっきを開始した時から１０分間振動を加える。この時の周波数は１０Ｈｚ以上とし、振動を与える時間は約１分間隔とし、振動時間は約５秒とする。
【００５４】
そして、第五の水洗工程Ｓ２０では、無電解Ｎｉ−Ｐめっき工程Ｓ１９後、再度被めっき体１１Ａをシャワー洗浄し、無電解Ｎｉ−Ｐめっき液を除去し、被めっき体１１Ａを洗浄する。
【００５５】
そして、エッチング工程Ｓ２１では、第五の水洗工程Ｓ２０後、５％硫酸溶液に被めっき体１１Ａを５分程度、浸漬し、エッチングする。
【００５６】
そして、第六の水洗工程Ｓ２２では、エッチング工程Ｓ２１後、被めっき体１１Ａをシャワー洗浄し、５％硫酸溶液を洗い落とす。そして、５％硫酸溶液に被めっき体１１Ａを浸漬し引上げた後、シャワー洗浄する工程を３回繰返し行なう。また、本実施例では、５％硫酸溶液に被めっき体１１Ａを浸漬し引上げた後、シャワー洗浄する工程を３回繰返し行なうようにしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、被めっき体１１Ａの洗浄具合に応じて何回行なうようにしてもよい。
【００５７】
そして、乾燥工程Ｓ２３では、第六の水洗工程Ｓ２２後、シャワー洗浄した被めっき体１１Ａをエアブローにより乾燥させた。
【００５８】
＜水素ガス脱離範囲＞
また、発生した水素ガスが脱離するために適正な振動条件について検討した結果について説明する。
図４は、周波数と振幅とその時に水素ガスが離脱する関係を表す図である。
また、この試験結果は、上述のめっき方法に基づいて行ったものであり、振動時間は５秒として行った。
図４に示すように、周波数が６Ｈｚ程度の時には、振幅が３．２程度で発生した水素ガスが離脱され（図４中、黒丸）、周波数が増加するに従って水素ガスを離脱するために要する振幅は減少していった。そして、図４中、破線Ａで示すように、周波数が８〜１０Ｈｚで、振幅が１．０〜２．０の範囲では発生した水素ガスが離脱されるのが確認された。
一方、周波数が６Ｈｚ程度の時、振幅が２以下の場合や、周波数が８〜１０Ｈｚ程度の時、振幅が１以下では、水素ガスが離脱されなかったのが確認された（図４中、×印）。
【００５９】
よって、周波数が１０Ｈｚ前後では、振幅が１．０〜２．０で発生した水素ガスを離脱することができる。
【００６０】
＜ピンホール欠陥の数の比較＞
また、無電解Ｎｉ−Ｐめっき層に発生したピンホール欠陥の数を従来と比較して検討した結果について説明する。
このピンホール欠陥の数を測定する際、ピンホール欠陥検査法はフェロキシル試験により行った。
また、フェロキシル試験は、「ＪＩＳ Ｈ ８６１７」に準じて試験を行い、基材として鉄素材からなるものを用いて行った。
フェロキシル試験は、図５に示すように、基材３１に施した無電解Ｎｉ−Ｐめっき層３２の上に指示液としても用いられるフェロキシル液３３を染み込ませたろ紙３４を無電解Ｎｉ−Ｐめっき層３２の上面にのせた。そして、無電解Ｎｉ−Ｐめっき層３２にピンホール欠陥３５があると、ピンホール欠陥３５を介してＦｅ系素材の基材３１とフェロキシル液３３が反応し、図６に示すように、フェロシアンブルーの青色斑点３６がろ紙３４に沈着する。この青色斑点３６の数を数えることにより、無電解Ｎｉ−Ｐめっき層３２上のピンホール欠陥３５の数を確認することができる。
【００６１】
図７は、本発明のめっき方法と従来のめっき方法とで発生するピンホール欠陥の数を比較した図である。
また、このとき、本発明のめっき方法の条件は、周波数を１０Ｈｚとし、振幅を１ｍｍとし、振動時間を５秒とし、振動を与える振動間隔を３０秒ごととした。
また、従来のめっき方法として、図１５に示すような超音波によりめっき液を振動させ、発生した水素ガスを被めっき体から離脱させる超音波法と、図１２に示すような上下方向に被めっき体を揺動させ、発生した水素ガスを被めっき体から離脱させる上下搖動法を用いた。
図７に示すように、本発明のめっき方法を用いた場合の方が、図１５に示すような超音波法や図１２に示すような搖動法を用いた従来のめっき法よりもピンホール欠陥の数が減少したのが確認された。
【００６２】
よって、本実施例に係るめっき方法を用いれば、図１５に示すような超音波法や図１２に示すような搖動法のように従来のめっき法を用いて無電解めっきをする場合よりも水素ガスが基材３１から離脱するのを促進することができるため、ピンホール欠陥３５の数を減らし、無電解Ｎｉ−Ｐめっき層３２の防食性を向上させることができる。
【００６３】
このように、本実施例によれば、被めっき体１１Ａを無電解めっき液１２に浸漬させて、無電解めっきを開始し、前記定常状態になるまで被めっき体１１Ａに振動を与え、被めっき体１１Ａに吸着された水素ガスの離脱を促進することで、前記無電解めっき層にピンホール欠陥が発生するのを防止することができるため、前記無電解めっき層の防食性を向上させることができる。
【００６４】
従って、本発明のめっき装置を用いることで、基材の信頼性と保守性が向上し、この基材を用いた圧縮機の運転の安定性、安全性、効率を向上させることができる。
【００６５】
本発明のめっき装置及びめっき方法は、圧縮機に限定されるものではなく、蒸気タービン等の回転機械、基板や封止材等の電子部品、絶縁ワニス、耐食構造材料、耐食コーティング膜等にも用いるのにも有用なものである。
【００６６】
また、化学プラント等の腐食性環境で使用される圧縮機等の回転機械の流通する気体中の腐食性成分に直接接する部位等にも用いることができ、回転機械の信頼性と効率を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
以上のように、本発明に係るめっき装置及びめっき方法は、被めっき体の表面に無電解Ｎｉ−Ｐめっき層を形成する無電解めっきを開始し、前記被めっき体に前記無電解めっき層が形成される際に発生する水素ガス量が一定状態になるまで前記被めっき体に振動を与え、前記被めっき体に吸着された水素ガスの離脱を促進することで、前記無電解めっき層にピンホール欠陥が発生するのを防止することができるため、従来より防食性を向上させためっきを行うのに好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明による実施例に係るめっき装置の構成を示す概念図である。
【図２】本発明による実施例に係るめっき装置の他の構成を示す概念図である。
【図３】本発明による実施例に係るめっき方法の工程を示す工程図である。
【図４】周波数と振幅とその時に水素ガスが離脱する関係を表す図である。
【図５】本実施例に係るめっき装置を用いてめっきした無電解Ｎｉ−Ｐめっき層と基材の断面概略図である。
【図６】ろ紙上に青色斑点が着色した状態を表す図である。
【図７】本発明のめっき方法と従来のめっき方法とで発生するピンホール欠陥の数を比較した図である。
【図８】無電解Ｎｉ-Ｐめっき層にピンホール欠陥が発生した状態を示す概略断面図である。
【図９】無電解Ｎｉ-Ｐめっき層にピットが発生した状態を示す概略断面図である。
【図１０】基材の表面に欠陥が存在した状態を示す概略断面図である。
【図１１】基材の表面に汚れが存在した状態を示す概略断面図である。
【図１２】揺動法を用いて無電解めっきを行う様子を示す図である。
【図１３】めっき液を流動させて無電解めっきを行う様子を示す図である。
【図１４】空気でめっき液を攪拌させて無電解めっきを行う様子を示す図である。
【図１５】超音波振動法を用いて無電解めっきを行う様子を示す図である。
【図１６】圧縮機の入口に設けられるガイド部材の構成の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００６９】
１０Ａ、１０Ｂ めっき装置
１１Ａ、１１Ｂ 被めっき体
１２ 無電解めっき液
１３ めっき槽
１４ 振動モータ（振動発生装置）
１５ 振動伝達部材
１６ コイルバネ（振幅調整手段）
１７ 土台
１８ プレート
２１ 加速度センサ
２２ アンプ
２３ 記録装置
３１ 基材
３２ 無電解Ｎｉ−Ｐめっき層
３３ フェロキシル液
３４ ろ紙
３５ ピンホール欠陥
３６ 青色斑点
Ｇ 水素ガス
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被めっき体を無電解めっき液に浸漬させて、前記被めっき体の表面に無電解めっき層を形成するめっき方法であって、
めっきを開始し、前記被めっき体に前記無電解めっき層が形成される際に発生するガス量が一定状態になるまで前記被めっき体に振動を与え、前記被めっき体に吸着されたガスの離脱を促進することを特徴とするめっき方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記被めっき体を５〜２０Ｈｚの周波数で振動させることを特徴とするめっき方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記被めっき体を１〜３ｍｍの振幅で振動させることを特徴とするめっき方法。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか一つにおいて、
前記被めっき体を連続的又は間欠的に振動させることを特徴とするめっき方法。
【請求項５】
請求項４において、
前記被めっき体を間欠的に振動させる際、
前記被めっき体の振動時間が２〜５秒であることを特徴とするめっき方法。
【請求項６】
被めっき体を無電解めっき液に浸漬させて、前記被めっき体の表面に無電解めっき層を形成するめっき装置であって、
無電解めっき液を収容するめっき槽と、
めっきを開始し、前記被めっき体に無電解めっき層が形成される際に発生するガスが発生しなくなる定常状態になるまで前記被めっき体を振動させる振動発生装置と、
前記被めっき体と前記振動発生装置とを連結する振動伝達手段と、
該振動発生装置が発生する振動の振幅を調整する振幅調整手段と、
を有することを特徴とするめっき装置。
【請求項７】
請求項６において、
前記被めっき体を５〜２０Ｈｚの周波数で振動させることを特徴とするめっき装置。
【請求項８】
請求項６又は７において、
前記被めっき体を１〜３ｍｍの振幅で振動させることを特徴とするめっき装置。
【請求項９】
請求項６乃至８の何れか一つにおいて、
前記被めっき体を連続的又は間欠的に振動させることを特徴とするめっき装置。
【請求項１０】
請求項９において、
前記被めっき体を間欠的に振動させる際、
前記被めっき体の振動時間が２〜５秒であることを特徴とするめっき装置。
【請求項１】
被めっき体を無電解めっき液に浸漬させて、前記被めっき体の表面に無電解めっき層を形成するめっき方法であって、
めっきを開始し、前記被めっき体に前記無電解めっき層が形成される際に発生するガス量が一定状態になるまで前記被めっき体に振動を与え、前記被めっき体に吸着されたガスの離脱を促進することを特徴とするめっき方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記被めっき体を５〜２０Ｈｚの周波数で振動させることを特徴とするめっき方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記被めっき体を１〜３ｍｍの振幅で振動させることを特徴とするめっき方法。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか一つにおいて、
前記被めっき体を連続的又は間欠的に振動させることを特徴とするめっき方法。
【請求項５】
請求項４において、
前記被めっき体を間欠的に振動させる際、
前記被めっき体の振動時間が２〜５秒であることを特徴とするめっき方法。
【請求項６】
被めっき体を無電解めっき液に浸漬させて、前記被めっき体の表面に無電解めっき層を形成するめっき装置であって、
無電解めっき液を収容するめっき槽と、
めっきを開始し、前記被めっき体に無電解めっき層が形成される際に発生するガスが発生しなくなる定常状態になるまで前記被めっき体を振動させる振動発生装置と、
前記被めっき体と前記振動発生装置とを連結する振動伝達手段と、
該振動発生装置が発生する振動の振幅を調整する振幅調整手段と、
を有することを特徴とするめっき装置。
【請求項７】
請求項６において、
前記被めっき体を５〜２０Ｈｚの周波数で振動させることを特徴とするめっき装置。
【請求項８】
請求項６又は７において、
前記被めっき体を１〜３ｍｍの振幅で振動させることを特徴とするめっき装置。
【請求項９】
請求項６乃至８の何れか一つにおいて、
前記被めっき体を連続的又は間欠的に振動させることを特徴とするめっき装置。
【請求項１０】
請求項９において、
前記被めっき体を間欠的に振動させる際、
前記被めっき体の振動時間が２〜５秒であることを特徴とするめっき装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００９−１３８２２１（Ｐ２００９−１３８２２１Ａ）
【公開日】平成２１年６月２５日（２００９．６．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３１４６８０（Ｐ２００７−３１４６８０）
【出願日】平成１９年１２月５日（２００７．１２．５）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月２５日（２００９．６．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月５日（２００７．１２．５）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
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