複合めっき材
【課題】好適な耐摩耗性を備える複合めっき材を提供する。
【解決手段】Ｎｉ−Ｐをベース材とし、六価クロムを非含有化すると共に、炭化ホウ素の分散剤を共折率１０％以上１５％以下にして均一に分散させる。
【解決手段】Ｎｉ−Ｐをベース材とし、六価クロムを非含有化すると共に、炭化ホウ素の分散剤を共折率１０％以上１５％以下にして均一に分散させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐摩耗性を高めた複合めっき材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、耐摩耗性の高いめっき材として硬質クロムめっきが広く採用されているが、処理工程で、公害物質となる六価クロムを生じるため、成分物質を蒸発化して皮膜を形成させるＰＶＤ法（物理的蒸着法）や、溶射等により皮膜を形成させるドライコーティングを採用し、処理工程で六価クロムを生じないようにしている。
【０００３】
一方、他のめっき材としては、ニッケル（Ｎｉ）−リン（Ｐ）をベース材とし、炭化ホウ素の分散剤を２〜８％体積で均一に分散させるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−１４６５９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ＰＶＤ法（物理的蒸着法）を用いた場合には、設備費が高価であると共に処理時間が長いため、製造コストが高くなるという問題があった。又、溶射を用いた場合には、歩留まりが低く、皮膜の密着性が好ましくないという問題があった。更に、他のめっき材として炭化ホウ素の分散剤を２〜８％体積にした場合には、耐摩耗性が充分でないという問題があった。
【０００５】
本発明は、上述の実情に鑑み、好適な耐摩耗性を備える複合めっき材を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、Ｎｉ−Ｐをベース材とし、六価クロムを非含有化すると共に、炭化ホウ素の分散剤を共折率１０％以上１５％以下にして均一に分散させたことを特徴とする複合めっき材、にかかるものである。
【０００７】
本発明は、Ｐの含有量を０．３％以上１．０％未満にすることが好ましい。
【０００８】
本発明は、分散剤の粒径を０．００１μｍから３μｍにすることが好ましい。
【０００９】
このように、本発明の複合めっき材によれば、炭化ホウ素の分散剤を共折率１０％以上１５％以下にして均一に分散させるので、好適な耐摩耗性を備えることができる。又、六価クロムを非含有化して六価クロムを生じないようにすると共に、通常の設備で処理し得るため、ＰＶＤ法に比べて短時間に処理して製造コストを低減することができる。更に、溶射に比べて歩留まりが高く、ＰＶＤより容易に厚膜にすることができる。
【００１０】
Ｐの含有量を０．３％以上１．０％未満にすると、リンにより所望の硬さにすると共に、低摩擦係数を生じるニッケルの特徴を維持するので、好適な耐摩耗性を備えると共に好適な低摩擦係数を備えることができる。
【００１１】
分散剤の粒径を０．００１μｍから３μｍにすると、相手材の摩耗量を抑制するので、好適な耐摩耗性を備えると共に好適な相手攻撃性にすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明の複合めっき材によれば、好適な耐摩耗性を備えることができるという優れた効果を奏し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基いて説明する。
【００１４】
図１〜図６は本発明を実施する形態例を示すものである。
【００１５】
本発明の実施の形態例における複合めっき材は、Ｎｉ（ニッケル）−Ｐ（リン）をベース材とし、六価クロムを非含有化すると共に、炭化ホウ素の分散剤を共折率１０％以上１５％以下にして均一に分散させている。
【００１６】
又、同時に複合めっき材は、Ｐの含有量を０．３％以上１．０％未満、炭化ホウ素の分散剤の粒径を０．００１μｍから３μｍ、好ましくは０．０１μｍ以上２μｍ以下にしている。
【００１７】
更に、複合めっき材を使用する際には、従来からある通常の設備で処理することが可能である。なお、ステンレス等の難めっき材は、処理時に３μｍ以下のストライクめっきの上に施すことが好ましい。
【００１８】
ここで、複合めっきにおける炭化ホウ素（分散剤）の分散状態を図１の断面組織の写真により説明すると、Ｎｉ（ニッケル）−Ｐ（リン）をベース材（写真では白い部分）に、粒径０．０１〜２μｍの炭化ホウ素の分散剤（写真では黒い部分）が均一に分散していることが明らかである。
【００１９】
又、複合めっきの摩耗量及び摩擦係数を、図２に示す如く往復動摩耗試験により、従来のＣｒめっきと、従来のＣｒＮめっきとにより比較した。ここで、複合めっきは、炭化ホウ素の分散剤の共折率１３．３％、Ｐの含有量０．８４％、炭化ホウ素の分散剤の粒径０．１〜２μｍであり、夫々の試料片Ｓをボール形状にすると共に相手材を鋳鉄製のブロックＢにし、荷重１０Ｋｇ、速度１ｍ／ｓｅｃ．、滑り距離６０００ｍ、潤滑油を油量０．０５ｃｃの条件で測定した。この場合、図３のグラフに示す如く、複合めっきの摩耗量及び摩擦係数が最も低いことが明らかであり、耐摩耗性が好適であることを示している。
【００２０】
次に、分散粒子量（共折率）と摩耗量の関係を説明するよう、複合めっきにおける耐摩耗性を更に試験した。この時、好適な耐摩耗性の状態は摩耗量が２μｍ以下であることから、図４のグラフに示す如く、摩耗量の目標値（２μｍ以下）になるものは、分散粒子量（共折率）が１０％以上であることが明らかになった。ここで、分散粒子量（共折率）を１５％より大きくすると、分散剤の粒子同士が接しやすくなり、皮膜が脆化してめっきが割れるという問題がある。
【００２１】
更に、複合めっきにおける低摩擦係数を試験し、複合めっき（Ｎｉ−Ｐめっき）のリンの含有量（Ｐ量）と硬さ（ヴィカース硬さ（ＨＶ））の関係を説明すると、図５のグラフに示す如く、リンの含有量（Ｐ量）を徐々に増やした場合、１．０％近傍までは硬さが増加し、それ以後は徐々に低下することが明らかになった。一方で、リンの含有量（Ｐ量）が１．０％から増えていくと、Ｎｉ（ニッケル）の特徴である低摩擦の特徴が消失して摩擦係数が増加する。又、Ｐの含有量（Ｐ量）を０．３％未満にした場合には、所定の硬さを得ることができない。なお、下記の表１には、Ｐ量が０．８％の場合の摩擦係数と、８％の場合の摩擦係数の例を示す。
［表１］
摩擦係数
０．８％Ｐ−Ｎｉ ０．０４５
８％Ｐ−Ｎｉ ０．０５５
【００２２】
更に又、複合めっきの分散粒子材における相手材攻撃性すなわち相手材の摩耗量を試験し、分散粒子の粒径と相手材の摩耗量の関係を説明すると、分散粒子の粒径が大きくなる場合には、それに伴って相手材の摩耗量（相手攻撃性）が増加していることが明らかになった。図６には、分散粒子の粒径３μｍの場合と分散粒子の粒径５μｍの場合における複合めっきの皮膜の摩耗量及び相手材の摩耗量を示しており、分散粒子の粒径５μｍの場合に、相手材の摩耗量が大きいことを示している。ここで、分散粒子の粒径を０．００１％より小さくすると、製造コストが著しく大きくなる。
【００２３】
このように、本発明の実施の形態例の複合めっき材によれば、炭化ホウ素の分散剤を共折率１０％以上１５％以下にして均一に分散させるので、好適な耐摩耗性を備えることができる。又、六価クロムを非含有化して六価クロムを生じないようにすると共に、通常の設備で処理し得るため、ＰＶＤ法に比べて短時間に処理して製造コストを低減することができる。更に、溶射に比べて歩留まりが高く、めっき材の密着性を向上させることができる。
【００２４】
Ｐの含有量を０．３％以上１．０％未満にすると、リンにより所望の硬さにすると共に、低摩擦係数を生じるニッケルの特徴を維持するので、好適な耐摩耗性を備えると共に好適な低摩擦係数を備えることができる。
【００２５】
分散剤の粒径を０．００１μｍから３μｍにすると、相手材の摩耗量を抑制するので、好適な耐摩耗性を備えると共に好適な相手攻撃性にすることができる。ここで、分散剤の粒径を０．０１μｍから２μｍにした場合には、相手材の摩耗量を更に抑制して一層好適な相手攻撃性にすることができる。
【００２６】
なお、本発明は、上述の実施の形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態例における複合めっきの断面組織を示す写真である。
【図２】摩耗試験の一例の概略を示す概念図である。
【図３】本発明の実施の形態における複合めっきと、従来のＣｒめっきと、従来のＣｒＮめっきとを摩耗量で比較したグラフである。
【図４】本発明の実施の形態における複合めっきの分散粒子量（共折率）と摩耗量の関係を示すグラフである。
【図５】本発明の実施の形態における複合めっきのＰ量と硬さの関係を示すグラフである。
【図６】本発明の実施の形態における複合めっきの分散粒子の粒径と相手材の摩耗量の関係のグラフである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐摩耗性を高めた複合めっき材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、耐摩耗性の高いめっき材として硬質クロムめっきが広く採用されているが、処理工程で、公害物質となる六価クロムを生じるため、成分物質を蒸発化して皮膜を形成させるＰＶＤ法（物理的蒸着法）や、溶射等により皮膜を形成させるドライコーティングを採用し、処理工程で六価クロムを生じないようにしている。
【０００３】
一方、他のめっき材としては、ニッケル（Ｎｉ）−リン（Ｐ）をベース材とし、炭化ホウ素の分散剤を２〜８％体積で均一に分散させるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−１４６５９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ＰＶＤ法（物理的蒸着法）を用いた場合には、設備費が高価であると共に処理時間が長いため、製造コストが高くなるという問題があった。又、溶射を用いた場合には、歩留まりが低く、皮膜の密着性が好ましくないという問題があった。更に、他のめっき材として炭化ホウ素の分散剤を２〜８％体積にした場合には、耐摩耗性が充分でないという問題があった。
【０００５】
本発明は、上述の実情に鑑み、好適な耐摩耗性を備える複合めっき材を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、Ｎｉ−Ｐをベース材とし、六価クロムを非含有化すると共に、炭化ホウ素の分散剤を共折率１０％以上１５％以下にして均一に分散させたことを特徴とする複合めっき材、にかかるものである。
【０００７】
本発明は、Ｐの含有量を０．３％以上１．０％未満にすることが好ましい。
【０００８】
本発明は、分散剤の粒径を０．００１μｍから３μｍにすることが好ましい。
【０００９】
このように、本発明の複合めっき材によれば、炭化ホウ素の分散剤を共折率１０％以上１５％以下にして均一に分散させるので、好適な耐摩耗性を備えることができる。又、六価クロムを非含有化して六価クロムを生じないようにすると共に、通常の設備で処理し得るため、ＰＶＤ法に比べて短時間に処理して製造コストを低減することができる。更に、溶射に比べて歩留まりが高く、ＰＶＤより容易に厚膜にすることができる。
【００１０】
Ｐの含有量を０．３％以上１．０％未満にすると、リンにより所望の硬さにすると共に、低摩擦係数を生じるニッケルの特徴を維持するので、好適な耐摩耗性を備えると共に好適な低摩擦係数を備えることができる。
【００１１】
分散剤の粒径を０．００１μｍから３μｍにすると、相手材の摩耗量を抑制するので、好適な耐摩耗性を備えると共に好適な相手攻撃性にすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明の複合めっき材によれば、好適な耐摩耗性を備えることができるという優れた効果を奏し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基いて説明する。
【００１４】
図１〜図６は本発明を実施する形態例を示すものである。
【００１５】
本発明の実施の形態例における複合めっき材は、Ｎｉ（ニッケル）−Ｐ（リン）をベース材とし、六価クロムを非含有化すると共に、炭化ホウ素の分散剤を共折率１０％以上１５％以下にして均一に分散させている。
【００１６】
又、同時に複合めっき材は、Ｐの含有量を０．３％以上１．０％未満、炭化ホウ素の分散剤の粒径を０．００１μｍから３μｍ、好ましくは０．０１μｍ以上２μｍ以下にしている。
【００１７】
更に、複合めっき材を使用する際には、従来からある通常の設備で処理することが可能である。なお、ステンレス等の難めっき材は、処理時に３μｍ以下のストライクめっきの上に施すことが好ましい。
【００１８】
ここで、複合めっきにおける炭化ホウ素（分散剤）の分散状態を図１の断面組織の写真により説明すると、Ｎｉ（ニッケル）−Ｐ（リン）をベース材（写真では白い部分）に、粒径０．０１〜２μｍの炭化ホウ素の分散剤（写真では黒い部分）が均一に分散していることが明らかである。
【００１９】
又、複合めっきの摩耗量及び摩擦係数を、図２に示す如く往復動摩耗試験により、従来のＣｒめっきと、従来のＣｒＮめっきとにより比較した。ここで、複合めっきは、炭化ホウ素の分散剤の共折率１３．３％、Ｐの含有量０．８４％、炭化ホウ素の分散剤の粒径０．１〜２μｍであり、夫々の試料片Ｓをボール形状にすると共に相手材を鋳鉄製のブロックＢにし、荷重１０Ｋｇ、速度１ｍ／ｓｅｃ．、滑り距離６０００ｍ、潤滑油を油量０．０５ｃｃの条件で測定した。この場合、図３のグラフに示す如く、複合めっきの摩耗量及び摩擦係数が最も低いことが明らかであり、耐摩耗性が好適であることを示している。
【００２０】
次に、分散粒子量（共折率）と摩耗量の関係を説明するよう、複合めっきにおける耐摩耗性を更に試験した。この時、好適な耐摩耗性の状態は摩耗量が２μｍ以下であることから、図４のグラフに示す如く、摩耗量の目標値（２μｍ以下）になるものは、分散粒子量（共折率）が１０％以上であることが明らかになった。ここで、分散粒子量（共折率）を１５％より大きくすると、分散剤の粒子同士が接しやすくなり、皮膜が脆化してめっきが割れるという問題がある。
【００２１】
更に、複合めっきにおける低摩擦係数を試験し、複合めっき（Ｎｉ−Ｐめっき）のリンの含有量（Ｐ量）と硬さ（ヴィカース硬さ（ＨＶ））の関係を説明すると、図５のグラフに示す如く、リンの含有量（Ｐ量）を徐々に増やした場合、１．０％近傍までは硬さが増加し、それ以後は徐々に低下することが明らかになった。一方で、リンの含有量（Ｐ量）が１．０％から増えていくと、Ｎｉ（ニッケル）の特徴である低摩擦の特徴が消失して摩擦係数が増加する。又、Ｐの含有量（Ｐ量）を０．３％未満にした場合には、所定の硬さを得ることができない。なお、下記の表１には、Ｐ量が０．８％の場合の摩擦係数と、８％の場合の摩擦係数の例を示す。
［表１］
摩擦係数
０．８％Ｐ−Ｎｉ ０．０４５
８％Ｐ−Ｎｉ ０．０５５
【００２２】
更に又、複合めっきの分散粒子材における相手材攻撃性すなわち相手材の摩耗量を試験し、分散粒子の粒径と相手材の摩耗量の関係を説明すると、分散粒子の粒径が大きくなる場合には、それに伴って相手材の摩耗量（相手攻撃性）が増加していることが明らかになった。図６には、分散粒子の粒径３μｍの場合と分散粒子の粒径５μｍの場合における複合めっきの皮膜の摩耗量及び相手材の摩耗量を示しており、分散粒子の粒径５μｍの場合に、相手材の摩耗量が大きいことを示している。ここで、分散粒子の粒径を０．００１％より小さくすると、製造コストが著しく大きくなる。
【００２３】
このように、本発明の実施の形態例の複合めっき材によれば、炭化ホウ素の分散剤を共折率１０％以上１５％以下にして均一に分散させるので、好適な耐摩耗性を備えることができる。又、六価クロムを非含有化して六価クロムを生じないようにすると共に、通常の設備で処理し得るため、ＰＶＤ法に比べて短時間に処理して製造コストを低減することができる。更に、溶射に比べて歩留まりが高く、めっき材の密着性を向上させることができる。
【００２４】
Ｐの含有量を０．３％以上１．０％未満にすると、リンにより所望の硬さにすると共に、低摩擦係数を生じるニッケルの特徴を維持するので、好適な耐摩耗性を備えると共に好適な低摩擦係数を備えることができる。
【００２５】
分散剤の粒径を０．００１μｍから３μｍにすると、相手材の摩耗量を抑制するので、好適な耐摩耗性を備えると共に好適な相手攻撃性にすることができる。ここで、分散剤の粒径を０．０１μｍから２μｍにした場合には、相手材の摩耗量を更に抑制して一層好適な相手攻撃性にすることができる。
【００２６】
なお、本発明は、上述の実施の形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態例における複合めっきの断面組織を示す写真である。
【図２】摩耗試験の一例の概略を示す概念図である。
【図３】本発明の実施の形態における複合めっきと、従来のＣｒめっきと、従来のＣｒＮめっきとを摩耗量で比較したグラフである。
【図４】本発明の実施の形態における複合めっきの分散粒子量（共折率）と摩耗量の関係を示すグラフである。
【図５】本発明の実施の形態における複合めっきのＰ量と硬さの関係を示すグラフである。
【図６】本発明の実施の形態における複合めっきの分散粒子の粒径と相手材の摩耗量の関係のグラフである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎｉ−Ｐをベース材とし、六価クロムを非含有化すると共に、炭化ホウ素の分散剤を共折率１０％以上１５％以下にして均一に分散させたことを特徴とする複合めっき材。
【請求項２】
Ｐの含有量を０．３％以上１．０％未満にしたことを特徴とする請求項１記載の複合めっき材。
【請求項３】
分散剤の粒径を０．００１μｍから３μｍにしたことを特徴とする請求項１記載の複合めっき材。
【請求項１】
Ｎｉ−Ｐをベース材とし、六価クロムを非含有化すると共に、炭化ホウ素の分散剤を共折率１０％以上１５％以下にして均一に分散させたことを特徴とする複合めっき材。
【請求項２】
Ｐの含有量を０．３％以上１．０％未満にしたことを特徴とする請求項１記載の複合めっき材。
【請求項３】
分散剤の粒径を０．００１μｍから３μｍにしたことを特徴とする請求項１記載の複合めっき材。
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図１】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図１】
【公開番号】特開２００６−２４９４５３（Ｐ２００６−２４９４５３Ａ）
【公開日】平成１８年９月２１日（２００６．９．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−６３５５８（Ｐ２００５−６３５５８）
【出願日】平成１７年３月８日（２００５．３．８）
【出願人】（０００００５４６３）日野自動車株式会社 (1,484)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年９月２１日（２００６．９．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月８日（２００５．３．８）
【出願人】（０００００５４６３）日野自動車株式会社 (1,484)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]