JP2003268596A - 部分クロムめっき装置とその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 クロムエッチング処理を行うことなく、被め
っき面と電極との密着性を高めて平滑性の高いめっき補
修を可能にするとともに、部分めっきの補修工程を短縮
化して労力、時間、そしてコストを低減することを可能
とする部分クロムめっき装置とその方法を提供すること
である。 【解決手段】 電解液１４を貯留する電解液槽５と、こ
の電解液槽５から電解液１４を配管８を介して送出する
ポンプ６と、電解液１４の供給を受ける陽極２と、この
陽極２の下面に付設される含液保持部材９と、被めっき
物１に接続される陰極７ｂと、電気エネルギーを供給す
る電源４を有し、陽極２は上面から下面へ貫設される孔
２ａを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、部分的に剥離した
クロムめっきを補修する装置とその方法に係り、特には
めっき後の被めっき面の平滑性の向上を促す部分クロム
めっき装置とその方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、金属製品に施されるめっきが部
分的に剥離した際には、被めっき物をめっき槽と呼ばれ
る大きな槽に浸漬するのではなく、筆めっきと呼ばれる
電気めっきによってめっき層を生成することが多い。し
かしながら、めっきが亜鉛やニッケルの場合には電流効
率が高くめっき層の析出が容易であるものの、クロムの
めっきの場合には、電流効率が低くめっき層が析出し難
いため電解液を流しながらめっき浴でめっき補修を行う
ことが困難であった。従ってクロムめっきの補修の際に
は、めっき槽で行うことが多いものの、特に大型の被め
っき物の場合など運搬に手間取り、人手による労力や多
大な時間とコストが費やされていた。さらに大型の場合
には、分解してめっき槽でめっき処理し、さらにそれを
乾燥させて組み立てるなど処理効率や設備の利用効率も
悪化していた。

【０００３】そこで、クロムめっきであっても、めっき
槽に浸漬させることなく電解液を連続的に供給しながら
めっきを補修できるような技術が開発されている。例え
ば、特開平２００１−１５２３８４号公報（以下、イ号
公報という。）には、「クロムメッキ局部補修用電解液
及びこれを用いたクロムメッキ補修方法」が開示されて
いる。このイ号公報には、「局部的に剥離したクロムメ
ッキを電気メッキで補修するために用いる電解液であっ
て、無水クロム酸２３０〜３００ｇ／ｌと、硫酸１．２
ｇ／ｌと、ケイフッ化ナトリウム４．０〜８．０ｇ／ｌ
と、シュウ酸二水和物４．８〜１８．０ｇ／ｌと、ヒド
ロノン０．４〜１．０ｇ／ｌとを配合した水溶液と成し
たことを特徴とするクロムメッキ局部補修用電解液」
や、「局部的に剥離したクロムメッキを電気メッキで補
修する方法であって、被メッキ面の対向位置に電極材を
近接配置すると共に、前記被メッキ面と前記電極材間に
先のクロムメッキ局部補修用電解液を供給し、次に被メ
ッキ物をプラス極に、電極材をマイナス極にしてクロム
エッチング処理し、最後にプラス極とマイナス極を反転
させてクロムメッキ処理する様にしたことを特徴とする
クロムメッキ補修方法」などが開示されている。

【０００４】このクロムメッキ補修方法においては、上
述のような電解液を供給しながら、まず被めっき面を陽
極、電極材を陰極してクロムエッチング処理を施して、
被めっき面を粗面化させて後工程でのめっきの付着を容
易にする工夫がなされている。そして、クロムエッチン
グ処理後に今度は被めっき面を陰極、電極材を陽極とし
てクロムめっきするものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来の技術においては、クロムエッチング処理という前
工程を含めるため、やはり多大な時間や労力、コストが
生じてしまうという問題点があった。また、被めっき物
が金型などの高炭素鋼である場合には、陽極処理はデリ
ケートな一面を有しており、この処理が過度になるとセ
メンタイトが溶解されて遊離炭素が表面に残り、その結
果クロムの密着性を阻害するというような問題点もあっ
た。

【０００６】さらに、被めっき面に対向させた電極材と
被めっき面との間にはめっき処理中に大量の水素などの
ガスが発生してガスポケットを生じさせるため、密着性
が低下するとともに電極材と被めっき面間の電流密度の
低下を招くため平滑性のあるめっき補修ができないとい
う問題があった。本発明はかかる従来の事情に対処して
なされたものであり、クロムエッチング処理を行うこと
なく、被めっき面と電極との密着性を高めて平滑性の高
いめっき補修を可能にするとともに、部分めっきの補修
工程を短縮化して労力、時間、そしてコストを低減する
ことを可能とする部分クロムめっき装置とその方法を提
供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明である部分クロムめっき装置
は、被めっき物に対し部分的に剥離したクロムめっきを
補修するための装置であって、電解液を貯留する電解液
槽と、この電解液槽から電解液を配管を介して送出する
ポンプとを有し、このポンプによって電解液の供給を受
ける陽極と、この陽極の下面に付設され電解液に対して
不溶性でかつ通気性を有する含液保持部材と、被めっき
物に接続される陰極と、この陰極と陽極に接続され電気
エネルギーを供給する電源とを有するとともに、先の陽
極が陽極の上面から下面へ貫設される孔を有するもので
ある。

【０００８】上記構成の部分クロムめっき装置において
は、陽極の下面に付設された電解液に対して不溶性の含
液保持部材が、供給される電解液を保持しながら被めっ
き面を摺動するためめっき面の補修が効率よく行われ
る。さらに、通気性を有する含液保持部材及び陽極に穿
設された孔から、部分めっき処理の最中に発生する水素
などのガスが素早く抜けガスポケットを生じることがな
いため、被めっき面と陽極との密着性がよく平滑性のあ
るめっき補修が可能となる。しかも、陽極と含液保持部
材はともに摺動するため、被めっき面から発生するガス
は、含液保持部材と陽極に穿設された孔を通じて抜け易
くなる。すなわち、摺動動作とガス抜きは相乗的な作用
を有する。

【０００９】また、請求項２に記載の発明である部分ク
ロムめっき装置は、請求項１に記載の部分クロムめっき
装置において、陽極を、孔を開けない状態の下面面積と
孔面積が１０：１から１０：８となるようにするもので
ある。上記構成の部分クロムめっき装置においても請求
項１と同様の作用を有する。

【００１０】さらに、請求項３に記載の発明である部分
クロムめっき方法は、被めっき物に対し部分的に剥離し
たクロムめっきを補修するための方法であって、陰極を
被めっき物に接続して、陽極に上面から下面へ貫通する
孔を穿設しておき被めっき面と対向させ、この陽極の下
面に通気性のある含液保持部材を付設して、電解液を連
続的に供給しながら所定の速度で陽極と含液保持部材を
摺動させて、部分的に剥離したクロムめっきを補修する
ものである。

【００１１】上記構成の部分クロムめっき方法において
も請求項１に記載の発明と同様に、陽極の下面に付設さ
れた含液保持部材が供給される電解液を保持しながら被
めっき面を摺動するため、めっき面の補修が効率よく行
われると同時に通気性を有する含液保持部材及び陽極に
穿設された孔から、部分めっき処理の最中に発生する水
素などのガスが素早く抜けガスポケットを生じることが
ないため、被めっき面と陽極との密着性がよく平滑性の
あるめっき補修が可能となる。

【００１２】請求項４に記載の発明である部分クロムめ
っき方法は、請求項３に記載の部分クロムめっき方法に
おいて、所定の速度を３〜１０００ｍｍ／秒とするもの
である。このように構成された部分クロムめっき方法に
おいても、請求項３に記載の発明と同様の作用を有す
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る部分クロム
めっき装置とその方法の実施の形態を図１乃至図３に基
づき説明する。（請求項１及び請求項３に対応） 図１は第１の実施の形態に係る部分クロムめっき装置の
概念図であり、図２は第１の実施の形態に係る部分クロ
ムめっき装置の構成図である。図１において、被めっき
物１の下部には、電解液を貯留しながら温度調整機能付
きヒーター１０によって電解液を所望の温度に設定する
トレー５を設けておく。このトレー５から電解液循環用
配管８を介して電解液循環用ポンプ６によって電解液を
電極材２の上面に連続的に供給する。

【００１４】電極材２は支持棒３とリード線７ａを介し
て電源装置４の陽極に接続されており、この電源装置４
の陰極側はリード線７ｂを介して被めっき物１に接続さ
れている。電極材２は、例えば鉛合金のものが使用さ
れ、その上面から下面にかけて孔２ａが穿設されてい
る。電極材２の下面には樹脂製たわし９が付設されてい
るが、この樹脂製たわし９は、電解液には溶けないよう
な樹脂で製造されており含液部材として機能するもので
あるが、通気性に富むものでもある。たわしのようなも
のでなくとも、電解液に溶けず含液性あるいは多孔質な
どの性質を備えるものであれば、例えばスポンジのよう
なものであってもよい。部分めっきを行う際には、支持
棒３を手動によって図１中矢印で示される方向に動かす
ことによって、電極材２と樹脂製たわし９を被めっき物
１に対して摺動させる。

【００１５】次に、図２においてさらに本実施の形態に
係る部分クロムめっき装置について説明するが、図１に
示される部分と同一部分には同一符号を付し、その構成
の説明については省略する。図１では、手動で支持棒３
を動かしながら行う部分めっきの装置について概念図を
示したが、図２においては、摺動装置１１を用いて支持
板３ａを作動させるものを示す。部分めっきを行う際に
は、トレー５に貯留された電解液１４を電解液循環用ポ
ンプ６によって送出して電解液循環用配管８を介して電
極材２の上面に供給する。電解液１４は、電極材２の孔
２ａを通過して樹脂製たわし９に吸収され、残存めっき
皮膜１３の隙間に形成されるめっき剥離部１３ａに供給
される。摺動装置１１は図２中矢印で示される方向へ支
持板３ａを介して電極材２と樹脂製たわし９を摺動させ
る。めっき剥離部１３ａに供給された電解液１４は、被
めっき物１からトレー５へ流れ落ちて再びトレー５に貯
留される。

【００１６】ここで、詳細に本実施の形態におけるめっ
き補修の処理について説明する。鋼板を処理する場合に
は、前処理として研磨工程を行い、さらに溶剤脱脂工程
後、水洗しクロムめっき処理を行う。前述の電源装置
４、電解液循環用配管８、電解液循環用ポンプ６、トレ
ー５などをセットし、めっき剥離部１３ａ形状に対応す
るように加工した鉛材質の電極材２及び樹脂製たわし９
をしようする。被めっき物１を陰極に、電極材２を陽極
にして所定の速度でめっき剥離部１３ａ面上を手動ある
いは摺動装置１１用いて自動で摺動させながら研磨クロ
ムめっき処理を行い、被めっき物１のめっき剥離部１３
ａ表面にめっきを付着させて補修をする。

【００１７】クロムめっき処理液としては、無水クロム
酸 ２００〜３００ｇ／ｌ、硫酸１．５〜３．０ｇ／ｌ
とした、いわゆるサージェント浴を用いるとよい。そし
て市販の高効率浴用添加剤を加えてもよい。クロムめっ
き処理条件としては、電流密度を３０〜１００Ａ・ｄｍ
２、処理液温度を５０〜６５℃、摺動速度を２０ｍｍ／
秒、摺動圧力を０．１２ｇ／ｍｍ２、移動距離を１０ｍ
ｍ、電解液の流量を１．５リットル／分などとすればよ
い。

【００１８】このような条件でめっき補修の処理を行っ
たところ、４０〜８０μｍ／時の電着速度で、硬度８０
０〜１０００Ｈｖのめっき層が得られ、またピットと呼
ばれるめっき表面の微小凹孔の発生も見られなかった。
さらに耐食性、耐磨耗性については、従来の槽めっきの
場合とほぼ同じであった。被めっき物の母材材質として
は、鉄のみならず、鋳物や銅、ステンレスなどでも上記
と同様な結果が確認された。

【００１９】本実施の形態のように、サージェント浴を
用いることによれば、クロム酸イオンが電極で還元され
ることにより、３価のクロムを主成分とするクロミック
クロメート皮膜が電極上に形成され、この皮膜を介して
クロムめっきは成長する。本実施の形態において、電極
材２を支持棒３や支持板３ａで摺動させることによっ
て、このクロミッククロメート皮膜が一時的に機械的に
除去されることになる。そして、樹脂製たわし９はめっ
き剥離部１３ａの全面を覆って接触しているわけではな
く、摺動によって接触部は移動し、非接触部でクロミッ
ククロメート皮膜はすぐに生成されることになる。この
繰り返しによって、通常のクロミッククロメート皮膜よ
りも薄い状態で安定化する。このような現象によって、
電流効率が向上するとともに、高電流密度でもめっきが
可能となる。しかも、このような状態ではめっき皮膜は
光沢を有さないが、連続的に摺動させることによって局
部的な結晶の異常成長を機械的に防止することにより仕
上がり面が平滑することになる。

【００２０】以上のようなことから、このように構成さ
れた本実施の形態に係る部分クロムめっき装置および部
分クロムめっき方法においては、クロムエッチング処理
という前工程を実施する必要がなく、多大な時間や労
力、コストをかけることがない。従って、過度なクロム
エッチング処理に伴うセメンタイト溶解とクロムの密着
性阻害という問題もない。また、部分めっきを行う場合
にめっき剥離部１３ａに供給される電解液１４と被めっ
き物１相互間の化学反応によって発生する水素などのガ
スは、通気性のある樹脂製たわし９内を通過して樹脂製
たわし９の側面あるいは電極材２に穿設された孔２ａか
ら抜けていく。従って、ガスポケットが生じることもな
く、樹脂製たわし９とめっき剥離部１３ａの高い密着性
が維持され、平滑性の高いめっきが施されることにな
る。

【００２１】ここで、孔２ａの電極材２に対する占有面
積について説明する。（特に請求項２に対応） 電極材２に貫設された孔２ａは、これを通じてめっき処
理に伴い発生する水素などのガスが放出されるため、こ
の孔２ａが多数貫設されていることがガス放出機能上は
好ましい。しかしながら、あまりに孔２ａの占有面積が
大きい場合には、めっき補修作業時に支持棒３によって
電極材２を保持することが困難になったり、電極材２自
体の強度にも問題が生じる。従って、電極材２の孔を開
けない状態の下面面積と孔面積が１０：１から１０：８
程度の範囲であることが好適である。

【００２２】さらに、摺動装置１１における摺動速度の
条件について説明する。（特に請求項４に対応） 図２に示される部分クロムめっき装置の場合には、摺動
装置１１によって、摺動する速度の設定が可能である。
この速度は、あまり遅いとめっき剥離部１３ａの表面の
白濁、密着不良やいわゆる焼けが発生して均一なめっき
層を得ることができなかった。また、あまりに速度が速
いと表面に傷が発生しやすくなり、また摺動装置１１の
仕様にも限界がある。本願出願人の実験では、３〜１０
００ｍｍ／秒において良好な補修めっき面を得ることが
できた。

【００２３】次に、本発明の第２の実施の形態に係る部
分クロムめっき装置の摺動装置の摺動部について図３を
参照しながら説明する。図３は、第２の実施の形態に係
る部分クロムめっき装置の摺動装置に接続される摺動部
を示す概念図である。図３において、電解液循環用配管
８は、図１や図２において説明した支持棒ではなく支持
板３ａの上部から貫設されている。支持板３ａの下部に
は、溝部１２ａを備える液均一散布治具１２が設けられ
ており電解液循環用配管８から供給される電解液を均一
化させるようにする。液均一散布治具１２の下部には電
極材２が設けられており、その下部にさらに樹脂製たわ
し９が設けられている。電極材２には凸部１６が備えら
れており、リード線７はこの凸部１６に接続される。

【００２４】液均一散布治具１２の溝部１２ａで均一化
された電解液は、電極材２に穿設された複数の孔２ａを
通過して樹脂製たわし９に染み込み、図３には図示され
ないめっき剥離部に供給される。また、支持板３ａ、液
均一散布治具１２、電極材２及び樹脂製たわし９の４つ
の部材はボルト１５によって固定される。このように構
成された部分クロムめっき装置の摺動装置においては電
解液を均一に供給することができる。

【００２５】本実施の形態の場合には発生する水素など
のガスを電極材２の孔２ａから抜くことができないた
め、高速に摺動させて樹脂製たわし９の側面などからガ
スを抜き、被めっき面と対向させた電極材との間にガス
ポケットを生じさせないようにすることが重要である。
但し、液均一散布治具１２の溝部１２ａに相当する支持
板３ａの位置に、上下面を貫通するようなガス抜き用の
孔を設けることによれば、ガスポケットを生じさせない
ようにすることも可能である。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の部分クロ
ムめっき装置とその方法においては、クロムエッチング
処理という前工程が不要なため、時間、労力及びコスト
を大幅に削減することができる。また、過度なクロムエ
ッチング処理に伴うセメンタイト溶解とクロムの密着性
阻害という問題もない。さらに、めっき処理中に電極材
と被めっき面の間に発生する大量のガスによるガスポケ
ットも生じることがないため、密着性の向上とそれに伴
う電極材と被めっき面間の電流密度の向上が可能であ
る。よって、平滑性のあるめっき補修が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る部分クロムめ
っき装置の概念図である。

【図２】本第１の実施の形態に係る部分クロムめっき装
置の構成図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態に係る部分クロムめ
っき装置の摺動装置に接続される摺動部を示す概念図で
ある。

【符号の説明】

１…被めっき物 ２…電極材 ２ａ…孔 ３…支持棒
３ａ…支持板 ４…電源装置 ５…トレー ６…電解液
循環用ポンプ ７ａ，７ｂ…リード線 ８…電解液循環
用配管 ９…樹脂製たわし １０…温度調整機能付きヒ
ーター １１…摺動装置 １２…液均一散布治具 １２
ａ…溝部 １３…残存めっき皮膜 １３ａ…めっき剥離
部 １４…電解液 １５…ボルト １６…凸部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 東 佳範 山口県防府市清水町20番51号 Ｆターム(参考） 4K024 AA02 AB01 AB02 AB08 BA01 BA02 BA04 BA09 BC09 CA04 CA06 CA10 CB15 CB16 DA01 DA04 FA02 GA03 GA16

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被めっき物に対し部分的に剥離したクロ
   ムめっきを補修するための装置であって、電解液を貯留
   する電解液槽と、この電解液槽から電解液を配管を介し
   て送出するポンプと、このポンプによって前記電解液の
   供給を受ける陽極と、この陽極の下面に付設され前記電
   解液に対して不溶性でかつ通気性を有する含液保持部材
   と、前記被めっき物に接続される陰極と、この陰極と前
   記陽極に接続され電気エネルギーを供給する電源とを有
   するとともに、前記陽極は、陽極の上面から下面へ貫設
   される孔を有することを特徴とする部分クロムめっき装
   置。
2. 【請求項２】 前記陽極は、孔を開けない状態の下面面
   積と孔面積が１０：１から１０：８であることを特徴と
   する請求項１記載の部分クロムめっき装置。
3. 【請求項３】 被めっき物に対し部分的に剥離したクロ
   ムめっきを補修するための方法であって、陰極を前記被
   めっき物に接続して、陽極に上面から下面へ貫通する孔
   を穿設しておき被めっき面と対向させ、この陽極の下面
   に通気性を有する含液保持部材を付設して、電解液を連
   続的に供給しながら所定の速度で前記陽極と含液保持部
   材を摺動させて、前記部分的に剥離したクロムめっきを
   補修することを特徴とする部分クロムめっき方法。
4. 【請求項４】 前記所定の速度は、３〜１０００ｍｍ／
   秒であることを特徴とする請求項３記載の部分クロムめ
   っき方法。