JPH02104688A - Ｆｅ−Ｎｉ合金箔を製造するためのＦｅ−Ｎｉ合金電解析出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、リードフレーム材、磁性材料等に用いられる
Ｆｅ−Ｎｉ合金箔を電解によって製造するためのＦｅ−
Ｎｉ合金電解析出方法に関する。

（従来技術の問題点） ４２％Ｎｉ−Ｆｅ合金をはじめとするＦｅ−Ｎｉ合金は
それが有する物理的特性のためリードフレーム材、磁性
材料等に用いられている。最近では、従来用いてきた材
料よりさらに薄いＦｅ−Ｎｉ合金箔が望まれ、今後これ
らの合金箔の需要はさらに拡大するものと考えられる。

従来Ｆｅ−Ｎｉ合金箔の製造方法には、（１）目的の化
学組成を有する合金を圧延により板厚を減少させ目的と
する箔を得る方法、　（２）Ｆｅ−Ｎｉ合金を電解法に
より陰極面に析出させた後これを剥にする方法とがあっ
た。

圧延によりＦｅ−Ｎｉ合金箔を製造する場合、圧延によ
り材料は加工硬化し、目的とする板厚を得るためには焼
鈍により材料を軟化しなければならない。そのため箔の
製造は極めて困難となり、コスト高の原因となる。また
、圧延法による合金箔は、金属組織が圧延方向に成長す
るため磁気特性に劣る。

一方、電解法によりＦｅ−Ｎｉ合金箔を製造する場合　
ｐｅ２　＋、Ｎ　ｘ　２４ｐを含む電解液を用い目的と
する合金組成を有する電着層を得なければならない。従
来より磁性めっき、装飾めっきとして普通鋼等にＦｅ−
Ｎｉ合金をめっきする方法はあった。しかし、これらの
電解液ではＦｅ含有量１０％未満の合金しか得られず磁
気的性質に優れる４２％Ｎｉ−Ｆｅ合金は得られない。

また電解条件によって析出組成および材料の特性が異な
る。この電解液より得られる電着層は内部応力が高く合
金箔を形成しにくい。さらに従来より用いられる電解液
は酸化が起こり浴の管理が難しい。

本発明は、Ｆｅ　−Ｎｉ合金箔を上記の問題点を解決し
て製造できるＦｅ　−Ｎｉ合金電解析出方法を提供する
ことを目的とする。

（問題解決に関する知見） 発明者は、金属箔の特性を考えた場合、圧延による方法
は圧延による集合組織により磁気特性が劣るが、電解析
出による方法は、結晶粒の微細化により、磁気特性が優
れ、また電解箔の方が圧延箔に比較しより薄い材料を低
コストで製造可能であることから、Ｆｅ　−Ｎｉ合金箔
を製造するためのＦｅ−Ｎｉ合金電解析出方法を検討し
た。

その結果、電解析出層の内部応力を減少する方法として
は、電解液に応力除去剤を添加すればよく、またＦｅ−
Ｎｉ合金電解液中のＦｅ２ゝイオンの酸化を防止するた
めには酸化防止剤（還元剤）を添加すればよいこと、浴
中のＦｅ”＋イオンの酸化を防止するためには、可溶性
陽極の使用が不可欠であることを知見した。さらに電解
析出するＦｅ　−Ｎｉ合金の組成を自由に制御するため
の電解液の組成及びｐＨ１陰極電流密度（ＯＫ）、　Ｉ
！電解液温度に関しても検討し、この目的を達するため
の電解液の組成、電解条件を見出した。

（発明の構成） 上記目的は、不動態皮膜を有する陰極上にＦｅ−Ｎｉ合
金を電解析出させ、得られた合金箔を陰極面より剥離す
る方法によるＦｅ　−Ｎｉ合金電解箔を製造する方法に
おいて： 電解液中のＦｅ源としてＦｅの硫酸塩、Ｎｉ源としてＮ
ｉのスルファミン酸塩を用い、Ｆｅイオン濃度は１〜６
０ｇ／ｌ、Ｎｉイオン濃度は１〜６０ｇＩＱとし、目的
とするＦｅ　−Ｎｉ合金の組成によりその濃度を変化さ
せた電解液を用いて、電着応力緩和剤としてラウリル基
、スルフォンイミド基を有する化合物及び電解液酸化防
止剤としてヒドロキシル基、アミノ基を有する化合物を
目的に応じ適量（０，１〜５ｇ／ｌ）添加し、電解液の
ｐＨを１．５〜３．５に維持するため緩衝剤としてほう
酸を添加し、可溶性陽極を用いて７陰横電流密度２５〜
４０Ａ／ｄイ、電解液温度５０〜６０℃でＦａ−Ｎｉ合
金を、陰極上に電解析出する方法によって達成される。

（発明の具体的開示） 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

Ｆｅ　−Ｎｉ合金電解液のＦｅ源としてＦｅの硫酸塩を
用い、Ｎｉ源としてＮｉのスルファミン酸塩を用いる。

Ｆｅ源としては硫酸塩を使用するのがよく、Ｆｅ源とし
てスルファミン酸塩を用いると、スルファミン酸鉄の溶
解度が小さいためＦｅ源としては不適当である。またＦ
ｅ源として塩化物等その他の塩を使用した場合、電解析
出した電解析出層の内部応力は高く、脆い電解析出層し
か得られない。Ｎｉ源としてＮｉのスルファミン酸塩を
用いるのはＮｉの電着応力を緩和させるためである。ス
ルファミン酸塩が陰極で還元されて亜硫酸イオンとなり
、そのイオンがさらに還元されて、硫化物として金属中
に組み込まれて共析することにより電着応力が緩和され
るものと考えられる。Ｎｉ源として塩化物、硫酸液およ
びその他の塩を使用した場合、電解析出した電着層の内
部応力は高く、脆い電着層しか得られず、電解箔とはな
りにくい。Ｆｅ源として硫酸塩、Ｎ１源としてスルファ
ミン酸塩を使用することにより比較的内部応力の低いＦ
ｅ　−Ｎｉ合金電解析出層を得ることができる。

上記Ｆｅイオン濃度は１〜６０ｇＩｎ、　Ｎｉイオン濃
度は１〜６０ｇＩｎとし、目的とする合金の組成により
その濃度を変化させる。金属イオン濃度に対する析出金
属の組成を第１図に示す。図に示されるようにＦｅ源と
して硫酸塩、Ｎｉ源としてスルファミン酸塩を使用した
Ｆｅ　−Ｎｉ合金電解液から全組成範囲のＦｅ−Ｎｉ合
金を電解析出させることが可能である。

従って、必要な組成の合金を得るためには第１図にもと
づいて電解液の組成を決定すればよい。

本発明における電解液には応力緩和および浴酸化防止の
ために数種の添加剤を用いる。その添加剤として電着応
力を緩和し、かつ均一電着性を高めるためにラウリル基
を有するラウリル硫酸ナトリウム、スルフォンイミド基
を有するサッカリンナトリウムを用いる。また、　Ｆｅ
酸化防止剤としてヒドロキシル基およびアミノ基を有す
る硫酸ヒドロキシルアミンを用いる。これらの錯化剤は
金属イオン濃度にかかわらず目的に応し一定量（０，Ｉ
ｇ／ｌ〜５ｇＩＱ）を添加する。なお本発明においては
ラウリル基、スルフォン基、ヒドロキシル基、アミノ基
を有する錯化剤としてラウリル硫酸ナトリウム、サッカ
リンナトリウム、硫酸ヒドロキシルアミンを用いている
がその他にもそれらの基を有する錯化剤であればＦｅ　
−Ｎｉ＠解液の添加剤として有効である。その例として
パラトルエン、スルフオン酸ソーダ、アミノベンゼンス
ルフォン酸、ロッセル塩、クマリン、クエン酸アンモニ
ウム、オキシカルボン酸、グルコン酸ナトリウム、ヒド
ロキシカルボキシレート、マンニトールがある。

また本発明における電解液のｐＨを１．５〜３．５に維
持す°るため緩衝剤としてほう酸を添加する。電解液の
ｐＨが１，５より低い場合電流効率の低下を招き陰極（
ステンレス鋼等）と電着金属との密着性が増し、電解箔
として剥離し難くなる。一方、電解液のｐＨが３．５よ
り高い場合水酸化第二鉄の沈澱を生じやすくなる。この
理由より電解液のｐＨを１．５〜３．５に維持する必要
がある。

陰極電流密度ば２５〜４０Ａ／ｄ　ｒｒｆ好ましくは３
０Ａ／ｄイとする。陰極電流密度が２５Ａ／ｄ　ｎ（よ
りも低い場合電解析出した合金の組成が変動し易く、ま
た電流効率も低下する。陰極電流密度が４０Ａ／ｄ　ｒ
ｌより高い場合電解析出した合金は脆くなり、電解箔と
しては不適当である。陰極電流密度が２５〜４０Ａ／ｄ
　ｒｆの場合のみ電解箔の製造に適した電着層を得るこ
とができる。

電解温度は５０〜６０℃に保つ必要がある。電解温度が
５０℃より低い場合電解液の電導性が悪くなり、電解電
圧は上昇する。電解温度が６０℃より高い場合電解液の
蒸散が速くなり、またＦｅ”＋の酸化速度も速くなる。

本発明においてはＦｅ−Ｎｉ合金の析出組成の経時変化
をなくし、組成を安定させるために陽極にＦｅ板とＮｉ
板の可溶性陽極を用いる。ｐｔ板のような不溶性陽極を
用いて電解を行なった場合は浴の変化にともない定期的
に金属イオンを補給しなければならない。また１作業上
でもガスが発生することや浴が酸化しやすいという問題
が生じる。従って。

Ｆｅ　−Ｎｉ合金電解箔の製造、には可溶性陽極が適し
ている。

以上説明してきたように本発明によれば、ＦｅとＮｉと
の組成を自由に調整でき、任意の組成を有するＦｅ　−
Ｎｉ合金電解箔を製造できる。また本発明によるＦｅ−
Ｎｉ合金電解箔は表面の光沢に優れており。

液側面、母材側面とも光沢面であるＦｅ−Ｎｉ合金電解
箔の製造が可能である。

（実施例１） 母材に市販の５ＵＳ４３０光輝焼鈍仕上げステンレス鋼
を使用して電解法によるＦｅ−Ｎｉ合金箔の製造実験を
行なった。本発明法と比較法として一般的なＦｅ−Ｎｉ
合金電解液を用いて実験を行なった。電解条件としては
ｐＨ＝１．５〜３．５浴温＝５０〜６０℃に保ち、陰極
電流密度（ＯＫ）　２５〜４０Ａ／ｄ　ｒｒｆで実験を
行なった。

表１に各電解浴による箔試作結果を示す。その結果、本
発明方法でしか目的とする合金組成をもつ箔は得られな
かった。

表１゜ （実施例２） 実施例１と同じ実験条件で浴中の金属イオン濃度を変え
てＦｅ−Ｎｉ合金電解箔の製造実験を行なった。第１図
に本発明方法における浴中の金属イオン濃度に対する析
出組成を示す。この実験結果より、本発明方法では表２
に示す金属イオン濃度の浴組成で目的の合金組成をもっ
Ｆｅ−Ｎｉ合金電解箔が得られた。

表２゜ （実施例３） 実施例１と同じ実験条件で添加剤の影響を調査した。本
発明法と、比較法として一般的な応力緩和剤を添加した
場合と無添加の場合についてＦｅ−Ｎｉ合金電解箔の製
造実験を行なった。表３に本発明方法における添加剤の
影響を示す。その結果、本発明で挙げている基を有する
錯化剤を用いないとＦｅ−Ｎｉ合金電解箔の製造は不可
能であった。

（実施例４） 実施例１と同じ実験条件で陰極電流密度を変えてＦｅ　
−Ｎｉ合金電解箔の製造実験を行なった。第２図に本発
明方法における陰極電流密度に対する析出組成および電
流効率の関係を示す。図より電流効率が高く安定する２
５〜４０Ａ／ｄ　ｄ、好ましくは３０Ａ／ｄｄ以上の電
解電流密度が適しているが、４０Ａ／ｄｒｒｌ’より高
い場合電解析出した合金は脆くなり電解箔として不適当
である。

（実施例５） 実施例１と同じ実験条件で浴温を変えてＦｅ−Ｎｉ合金
電解箔の製造実験を行なった。表４に本発明方法におけ
る浴温の影響を示す。その結果浴温は析出組成にはほと
んど影響はないが、箔の表面状態に影響を及ぼし光沢、
レベリング性の優れた箔を得るためには５０〜６０℃が
適していた。

表４゜ （実施例６） 実施例１と同じ実験条件で陽極を変えてＦｅ−Ｎｉ合金
電解箔の製造実験を行なった。本発明法では可溶性陽極
であるＦｅ板とＮｉ板を用いているが、比較法として不
溶性陽極のｐｔ板を用いて実験を行なった。表５に本発
明方法における陽極の影響を示した。その結果、析出組
成や浴組成を安定させるためには可溶性陽極の方が適し
ていた。

表５゜ （発明の効果） 本発明によればＦｅ−Ｎｉ合金電解箔の工業的製造が可
能となる。従って、圧延法で製造している４　２Ｎｉ、
４６ＮｉなどのＦｅ−Ｎｉ合金を電解析出法で製造でき
る。電解析出法の場合は圧延法と比較して結晶粒が微細
化するために磁気特性において優位に立ち、また圧延で
は得られない薄さの箔を低コストで製造可能である。従
って、その特性をいかしてハイテク材や磁性材料として
用途が広がるものと思われる。また本発明法による電解
析出方法は表面状態が非常に美しいために、装飾材用の
めっき法としても適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明電解液Ｆｅ”＋およびＮ　ｘ　２　＋イ
オン中のＦｅ２＋イオン濃度に対するＦｅ電解析出量と
陰極電流効率との関係す示す図。 第２図は２本発明電解液における陰極電流密度に対する
Ｆｅ電解析出量と陰極電流効率との関係を示す図である
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 不動態皮膜を有する陰極上にＦｅ−Ｎｉ合金を電着し、
   得られた合金箔を陰極面より剥離することによりＦｅ−
   Ｎｉ合金箔を製造する方法において：電解液中のＦｅ源
   としてＦｅの硫酸塩、Ｎｉ源としてＮｉのスルファミン
   酸塩を用い、Ｆｅイオン濃度は１〜６０ｇ／ｌ、Ｎｉイ
   オン濃度は１〜６０ｇ／ｌとし、目的とするＦｅ−Ｎｉ
   電解析出合金の組成によりその濃度を変化させた電解液
   を用い、電着応力緩和剤としてラウリル基、スルフォン
   イミド基を有する化合物及び電解液酸化防止剤としてヒ
   ドロキシル基、アミノ基を有する化合物を目的に応じて
   一定量（０．１〜５ｇ／ｌ）添加し、電解液のｐＨを１
   ．５〜３．５に維持するため緩衝剤としてほう酸を添加
   し、 可溶性陽極を用い、 陰極電流密度２５〜４０Ａ／ｄｍ＾２、 電解液温度５０〜６０℃ で電解析出を行うことを特徴とする方法。