JPH05125584A - 水栓金具及びその内蔵部品の表面処理方法 - Google Patents

水栓金具及びその内蔵部品の表面処理方法

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JPH05125584A
JPH05125584A JP29346891A JP29346891A JPH05125584A JP H05125584 A JPH05125584 A JP H05125584A JP 29346891 A JP29346891 A JP 29346891A JP 29346891 A JP29346891 A JP 29346891A JP H05125584 A JPH05125584 A JP H05125584A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 水栓金具及びその内蔵部品の腐食を防ぎ、特
に摺動部材についても摩耗や腐食を抑えて機能障害の発
生もないようにすること。 【構成】 銅または銅合金を素材とする水栓具の本体及
びその内蔵部品に対して、素材生地の表面に0.5〜2
ミクロンの厚さのSn−Ni合金めっき層を施し、この
Sn−Ni合金めっき層の表面に電解クロメート被膜を
形成し、Sn−Ni合金めっき層に現れるピンホールを
電解クロメート被膜によって封孔することによって腐食
を防ぐ。 【効果】 生地表面の腐食を比較的薄いめっき層によっ
て防止でき、摺動部材等をめっきする場合でもその寸法
精度が高く維持できるので摺動不良等の機能障害も防止
できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、各種の水栓具において
内部流路に臨む表面の腐食を効果的に防げるようにした
表面処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】単水栓や湯水混合栓等の各種の水栓具
は、金具製品としたものが一般的であり、その本体は主
に銅や銅合金又はステンレス材が従来から広く利用され
ている。これらの素材の中で、ステンレス材は銅や銅合
金に比べると、加工性に劣るほか価格的にも高いので、
素材としては銅や銅合金が好ましいとされている。
【0003】ステンレス材では腐食防止のための処理は
さほど重要ではないが、銅や銅合金の場合では、耐食性
を向上させるためにめっきを施すことが必要である。た
とえば、銅または銅合金の場合では、NiやCr等によ
るめっき処理が行われる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】単水栓や湯水混合栓等
はその据付け条件によって様々な水質の水や湯に内部流
路が曝される。たとえば、上水よりも腐食性が遙に高い
中水等の水質条件の場合であれば、銅や銅合金は腐食を
生じやすい。このため、内部の弁等を移動させるための
部材が水栓具の本体の内壁に沿って摺動するような構造
の場合では、本体側の摺動面の腐食によって摺動抵抗が
増大し、機能障害を招くことになる。
【0005】また、銅や銅合金を素材としたときにその
生地にNiめっきを施す場合では、このNiめっきの層
が薄ければ、十分な耐食性は得られない。これに対し、
めっき層を厚くして耐食性を上げることはできるが、水
栓の内部で動く部材とこれを摺動面で受ける本体との壁
との間の寸法公差を超えかねない。このため、めっき層
を厚くする場合では、摺動部材が動き難くなる等の機能
上の問題を生じてしまう。
【0006】更に、銅や銅合金の生地にCrめっき或い
は生地上に他のめっきを施してその上にCrめっきを施
した場合では、高電流密度部分にクラックが発生しやす
い。このため、中水等の腐食性の高い水質条件下では、
クラック部分から生地または下地のめっきの腐食が進行
していくことになり、耐食性の面で十分でない。
【0007】このように、銅や銅合金を素材としたと
き、NiやCrめっきでは、十分な耐食性が得られると
は限らず、また摺動部品のようにその表面が摩耗しやす
い部材について腐食を防ぐためのめっき層を厚くするよ
うな処理をすれば、機能障害を招くという問題がある。
【0008】本発明において解決すべき課題は、水栓金
具及びその内蔵部品の腐食を比較的薄くかつ均一な厚み
のめっき層で防げるようにし、特に摺動部材の摩耗や腐
食を抑えて機能障害の発生もないようにすることにあ
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、銅または銅合
金を素材とする水栓具の本体及びその内蔵部品に対し
て、素材生地の表面に0.5〜2ミクロンの厚さのSn
−Ni合金めっき層を施し、このSn−Ni合金めっき
層の表面に電解クロメート被膜を形成することを特徴と
する。
【0010】更に、本発明においては、上記のように素
材生地上にSn−Ni合金めっき層を施すのみではな
く、素材表面が粗かったりピンホールがある恐れのある
場合は、素材上にまずNiめっきを施し、素材表面を平
滑化し且つ耐久性を持たせることもできる。
【0011】
【作用】従来から広く知られているNiめっきを施して
から無水クロム酸,クロム酸塩または重クロム酸塩を含
む水溶液中で陰極電解処理を施したNiめっき層とクロ
メート被膜では、Niめっき層からピンホールを完全に
消滅させることは不可能である。これに対して、Sn−
Ni合金めっきでは、めっき皮膜がSn−Niの微細な
結晶粒から成り、ピンホールが少なくまた不動態化皮膜
を作りやすいため、生地の腐食を抑えることができる。
更に、Sn−Ni合金めっきは、Crめっき等に比べる
とクラックが発生し難く、めっき層の厚みが比較的均一
にできるという特性を備えている。
【0012】このようなSn−Ni合金めっき層の表面
に対して電解クロメート被膜を施すと、Sn−NiとC
rとの薄い化合物がめっき表面に形成されるため、耐食
性の向上が図られる。
【0013】図1は表面処理後の表面の組成を示す説明
図であり、銅または銅合金の生地1の表面にSn−Ni
合金めっき層2が形成され、更にその表面にクロメート
被膜3を形成している。Sn−Ni合金めっき層2の厚
さは、0.5〜2ミクロンであり、好ましくは1〜1.
5ミクロンである。なお、この組成のほかに、生地1の
表面に厚さが2〜5ミクロン程度のNiめっき層を形成
するようにし、このNiめっき層の上にSn−Ni合金
めっき層2及びクロメート被膜3をそれぞれ形成するよ
うにしてもよい。
【0014】このような組成に対し、Sn−Ni合金め
っき層2の厚さが0.5ミクロンよりも薄いと、摺動面
の摩耗によって生地が露出し、腐食の原因となる。ま
た、Sn−Ni合金めっき層2の厚さが2ミクロンより
も大きいと、めっき薬液の消費量が増えるため経済的で
なく同時に部品の寸法公差に適合し得なくなる。
【0015】
【実施例】本発明の方法を図2に示す湯水混合栓の部品
のめっきに適用した例について説明する。
【0016】図において、湯水混合栓の本体10は銅合
金を素材として形成したものであり、自動温度調整機能
のための部品を摺動部材として組み込んでいる。自動温
度調整機能は、ハンドル11によって温度設定可能とし
たもので、水側と湯側の流路に連通した弁体12,この
弁体12を温度変化に応じて軸線方向に移動させる感温
体13aを備えた駆動筒13,この駆動筒13を保持す
ると共に軸線方向に移動可能として弁体12側を向く面
を水側の弁座とした保持筒14及び弁体12を受ける湯
側の弁座環15を主な部材として備えている。そして、
これらの弁体12,保持筒14及び弁座環15は本体1
0の内周壁を摺動面としてそれぞれの軸線方向に移動可
能に組み込まれ、駆動筒13は保持筒14の内周壁に同
様に摺動可能に収納されている。
【0017】これらの弁体12やその他の摺動部材はい
ずれも銅または銅合金を素材とし、次の要領によってめ
っき処理を施した。
【0018】(1)NaOH等の水溶液中に部材を10
分間浸漬してアルカリ洗浄を行い、生地表面の油や汚れ
を除去する。
【0019】(2)めっきの密着性を向上させるため、
アルカリ洗浄の後、H2 SO4 溶液中で30秒間酸洗浄
して生地表面を活性化させる。
【0020】(3)以下の条件で生地表面にSn−Ni
の合金めっき層を形成した。なお、処理時間を適切にす
ることによって、Sn−Ni合金めっき層の厚さが0.
5〜2ミクロンのものが得られた。
【0021】浴組成: K4 2 7 ・3H2 O(2リン酸カリウム):275
グラム/リットル SnCl2 ・2H2 O(塩化第一錫) : 20
グラム/リットル NiCl2 ・6H2 O(塩化ニッケル) : 33
グラム/リットル グリシン : 20
グラム/リットル 浴温:摂氏50度 電流密度:0.3A/dm2 処理時間:6〜24分 (4)以下の条件で電解クロメート処理を行いSn−N
i合金めっき層の表面に厚さが約500オングストロー
ムのクロメート被膜を形成した。
【0022】浴組成:Na2 Cr2 7 (重クロム酸ナ
トリウム):30グラム/リットルCrO3 (無水クロ
ム酸):0.6グラム/リットル 浴温:摂氏20〜25度 電流密度:0.3A/dm2 pH:2〜3 このようにしてめっき処理を施した製品に対して、IS
O(6509−1981)に基づく脱亜鉛腐食試験を実
施して、腐食についての試験評価を行った。なお、腐食
試験は、図2における弁体12をテストピースとし、1
2.8グラムのCuCl2 ・2H2 Oを蒸留水に加えて
全体を1リットルにし、液温を摂氏75±3度に維持し
てテストピースを24±0.25時間浸漬するという条
件で行った。
【0023】この試験による結果では、弁体12にSn
−Ni合金めっきを施さない場合、弁体12が保持筒1
4と接触する部分(水用の弁座に相当する)の腐食の進
行が速く、全体的に緑青が生じた。また、Sn−Ni合
金めっきの厚さが0.25ミクロンのものでは、非めっ
きの場合の腐食部分すなわち保持筒14と接触する部分
のみが腐食し、生地まで腐食が到達していた。これに対
し、Sn−Ni合金めっき層の厚さが0.50,0.7
5,1.00,1.25ミクロンの4種については、い
ずれも腐食が認められなかった。
【0024】また、テストピースのビッカース表面硬度
試験では、Niめっきのみの場合では456Hvである
のに対して、Sn−Ni合金めっきを施したものでは6
15Hvにまで向上したことが確認された。
【0025】以上のように、生地表面にSn−Ni合金
めっき層を0.5ミクロンよりも大きな厚さとなるよう
にめっき処理しておき、その表面にクロメート被膜を施
せば、腐食の発生を抑えることができる。そして、Sn
−Ni合金めっき層の厚さの上限を2ミクロン程度とす
れば、水栓金具の部品としての寸法公差を超えない範囲
に維持できる。したがって、図2で示した摺動部品に対
して、腐食がなくしかもその摺動にも支障のない水栓具
用の部品を得ることができる。また、表面硬度も向上す
ることから、摺動面の摩耗も抑えられ、腐食の発生が更
に効果的に防止される。
【0026】
【発明の効果】本発明の表面処理方法によれば、銅また
は銅合金の生地表面の腐食を比較的に薄いめっき層によ
って防止することができる。このため、水栓具の中に内
蔵する摺動部材に施すめっき層の厚さも薄くなり、その
寸法精度も高く維持できる。したがって、部材の腐食の
防止だけでなく、摺動面の摩耗による腐食や摺動不良を
生じることもなくなり、内蔵部材のそれぞれの機能にも
障害を与えることがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の表面処理方法によって形成した生地表
面の断面組織を示す概略図である。
【図2】水栓具の例であって、内部に複数の摺動部材を
持つ湯水混合栓の正面縦断面図である。
【符号の説明】 1 生地 2 Sn−Ni合金めっき層 3 クロメート被膜

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 銅または銅合金を素材とする水栓具の本
    体及びその内蔵部品に対して、素材生地の表面に0.5
    〜2ミクロンの厚さのSn−Ni合金めっき層を施し、
    このSn−Ni合金めっき層の表面に電解クロメート被
    膜を形成することを特徴とする水栓金具及びその内蔵部
    品の表面処理方法。
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