JPH05222575A - 金属表面処理方法 - Google Patents
金属表面処理方法Info
- Publication number
- JPH05222575A JPH05222575A JP5648392A JP5648392A JPH05222575A JP H05222575 A JPH05222575 A JP H05222575A JP 5648392 A JP5648392 A JP 5648392A JP 5648392 A JP5648392 A JP 5648392A JP H05222575 A JPH05222575 A JP H05222575A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plating
- pores
- metal
- treatment
- hard
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims abstract description 83
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 59
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims abstract description 57
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 54
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 54
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 25
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 58
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 32
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 32
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 claims description 24
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 claims description 17
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 16
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 claims description 5
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 7
- 229940107218 chromium Drugs 0.000 abstract 4
- 235000012721 chromium Nutrition 0.000 abstract 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 51
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 31
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 28
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 28
- 239000000463 material Substances 0.000 description 27
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 18
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 9
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 9
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- 239000011135 tin Substances 0.000 description 8
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 7
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000007772 electroless plating Methods 0.000 description 5
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 5
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 229910000677 High-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 3
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 3
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 3
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 3
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000978 Pb alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 2
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 1
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910020674 Co—B Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000760 Hardened steel Inorganic materials 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001209 Low-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017709 Ni Co Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003267 Ni-Co Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003271 Ni-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003286 Ni-Mn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018104 Ni-P Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910005569 NiB Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003262 Ni‐Co Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018536 Ni—P Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M Sodium acetate Chemical compound [Na+].CC([O-])=O VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- QCCDYNYSHILRDG-UHFFFAOYSA-K cerium(3+);trifluoride Chemical compound [F-].[F-].[F-].[Ce+3] QCCDYNYSHILRDG-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- UFGZSIPAQKLCGR-UHFFFAOYSA-N chromium carbide Chemical compound [Cr]#C[Cr]C#[Cr] UFGZSIPAQKLCGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001430 chromium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910052878 cordierite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000004512 die casting Methods 0.000 description 1
- JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N dimagnesium dioxido-bis[(1-oxido-3-oxo-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3-disila-5,7-dialuminabicyclo[3.3.1]nonan-7-yl)oxy]silane Chemical compound [Mg++].[Mg++].[O-][Si]([O-])(O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2)O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2 JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TVQLLNFANZSCGY-UHFFFAOYSA-N disodium;dioxido(oxo)tin Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Sn]([O-])=O TVQLLNFANZSCGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000002848 electrochemical method Methods 0.000 description 1
- 238000000866 electrolytic etching Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 229910000464 lead oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- ZQKXQUJXLSSJCH-UHFFFAOYSA-N melamine cyanurate Chemical compound NC1=NC(N)=NC(N)=N1.O=C1NC(=O)NC(=O)N1 ZQKXQUJXLSSJCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- 238000005555 metalworking Methods 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N molybdenum disulfide Chemical compound S=[Mo]=S CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052982 molybdenum disulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N oxolead Chemical compound [Pb]=O YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229920006122 polyamide resin Polymers 0.000 description 1
- 229920013716 polyethylene resin Polymers 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 239000009719 polyimide resin Substances 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 238000005480 shot peening Methods 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000001632 sodium acetate Substances 0.000 description 1
- 235000017281 sodium acetate Nutrition 0.000 description 1
- 229940079864 sodium stannate Drugs 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- NYPFJVOIAWPAAV-UHFFFAOYSA-N sulfanylideneniobium Chemical compound [Nb]=S NYPFJVOIAWPAAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003470 tongbaite Inorganic materials 0.000 description 1
- ITRNXVSDJBHYNJ-UHFFFAOYSA-N tungsten disulfide Chemical compound S=[W]=S ITRNXVSDJBHYNJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
- LRXTYHSAJDENHV-UHFFFAOYSA-H zinc phosphate Chemical compound [Zn+2].[Zn+2].[Zn+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O LRXTYHSAJDENHV-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 229910000165 zinc phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
- Chemically Coating (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 硬質クロム皮膜を設けた素材の表面に、軟質
金属メッキ層または分散メッキ層を形成することによ
り、成形型や摺動部品の摺動面の潤滑性や耐摩耗性等を
高める。 【構成】 金属素材の表面に設けた硬質クロム皮膜を多
孔質化処理して、この硬質クロム皮膜の表面に多数の細
孔を形成した後、この細孔内に軟質金属のメッキ液を浸
透させた状態でメッキ処理を施すことにより、硬質クロ
ム皮膜の表面に軟質金属のメッキ層を強固に付着させ、
金属表面の潤滑性や耐摩耗性を高める。軟質金属のメッ
キ層の代わりに固体潤滑剤および/または耐摩耗剤を分
散させた分散メッキ層を形成しても同様の効果を奏す
る。
金属メッキ層または分散メッキ層を形成することによ
り、成形型や摺動部品の摺動面の潤滑性や耐摩耗性等を
高める。 【構成】 金属素材の表面に設けた硬質クロム皮膜を多
孔質化処理して、この硬質クロム皮膜の表面に多数の細
孔を形成した後、この細孔内に軟質金属のメッキ液を浸
透させた状態でメッキ処理を施すことにより、硬質クロ
ム皮膜の表面に軟質金属のメッキ層を強固に付着させ、
金属表面の潤滑性や耐摩耗性を高める。軟質金属のメッ
キ層の代わりに固体潤滑剤および/または耐摩耗剤を分
散させた分散メッキ層を形成しても同様の効果を奏す
る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、金属表面処理方法、特
に、金属加工機またはプラスチック加工機等に用いられ
る成形型や摺動部品の摺動面の潤滑性や耐摩耗性等を高
めるための金属表面処理方法に関するものである。
に、金属加工機またはプラスチック加工機等に用いられ
る成形型や摺動部品の摺動面の潤滑性や耐摩耗性等を高
めるための金属表面処理方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の金属表面処理方法、特に機械的な
潤滑性や耐摩耗性を高めるための金属表面処理方法とし
ては、古くから固体膜潤滑法が知られている。固体膜潤
滑法の最も簡単な方法としては、素材の表面に固体潤滑
剤を摺り込んで付着させる方法があるが、素材と固体潤
滑剤との密着性が不十分なため剥がれやすく十分な摩擦
寿命や耐荷重性が得られないという欠点がある。素材と
固体潤滑剤との密着性を高めるために固体潤滑剤をバイ
ンダーと混合して焼き付ける方法があるが、素材に高い
熱履歴が残って素材の強度を低下させることがある。こ
れら従来法の欠点を改善するために、最近、金属表面に
設けたコーテングに形成した細孔内にポリテトラフルオ
ロエチレン(以下PTFEと称す)等の微粒子を充填し
て、金属表面の潤滑性、耐摩耗性を向上させる方法が提
案されている(特公昭60−11108号公報参照)。
潤滑性や耐摩耗性を高めるための金属表面処理方法とし
ては、古くから固体膜潤滑法が知られている。固体膜潤
滑法の最も簡単な方法としては、素材の表面に固体潤滑
剤を摺り込んで付着させる方法があるが、素材と固体潤
滑剤との密着性が不十分なため剥がれやすく十分な摩擦
寿命や耐荷重性が得られないという欠点がある。素材と
固体潤滑剤との密着性を高めるために固体潤滑剤をバイ
ンダーと混合して焼き付ける方法があるが、素材に高い
熱履歴が残って素材の強度を低下させることがある。こ
れら従来法の欠点を改善するために、最近、金属表面に
設けたコーテングに形成した細孔内にポリテトラフルオ
ロエチレン(以下PTFEと称す)等の微粒子を充填し
て、金属表面の潤滑性、耐摩耗性を向上させる方法が提
案されている(特公昭60−11108号公報参照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記特公昭60−11
108号公報記載の発明は、図4に示すように金属素材
7表面に設けたリン酸亜鉛コーテング層、ニッケルメッ
キ層、硬質クロムメッキ層8等の表面に機械的、化学的
方法で多数の細孔9を開け、この開孔部分を加熱して膨
張拡大させ、その孔の中に冷却して収縮させた5〜30
μm程度の微粒子状のPTFE等の固体潤滑剤20を導
入して固定化するものである。しかしながらこの方法に
おいて、固体潤滑剤の微粒子を細孔内に導入するには、
1.5〜8.5kg/平方cm程度の流体流で押込む
か、ブラシ等で摺り込む等の方法を用いているので、細
孔内に押込まれた微粒子は、細孔の膨張収縮現象によっ
て強く締付けられているとはいえ、物理的、機械的な圧
縮力または凝集力によって保持されているに過ぎないの
で、素材固有の強度が確保できず、潤滑寿命が短く、し
かも耐摩耗性に劣るという問題がある。
108号公報記載の発明は、図4に示すように金属素材
7表面に設けたリン酸亜鉛コーテング層、ニッケルメッ
キ層、硬質クロムメッキ層8等の表面に機械的、化学的
方法で多数の細孔9を開け、この開孔部分を加熱して膨
張拡大させ、その孔の中に冷却して収縮させた5〜30
μm程度の微粒子状のPTFE等の固体潤滑剤20を導
入して固定化するものである。しかしながらこの方法に
おいて、固体潤滑剤の微粒子を細孔内に導入するには、
1.5〜8.5kg/平方cm程度の流体流で押込む
か、ブラシ等で摺り込む等の方法を用いているので、細
孔内に押込まれた微粒子は、細孔の膨張収縮現象によっ
て強く締付けられているとはいえ、物理的、機械的な圧
縮力または凝集力によって保持されているに過ぎないの
で、素材固有の強度が確保できず、潤滑寿命が短く、し
かも耐摩耗性に劣るという問題がある。
【0004】また、硬質クロムメッキ層の場合は、細孔
を膨張させるために約200℃の加熱処理を行なってい
るので、熱履歴のために表面硬度が低下して耐摩耗性が
低下するという欠点もある。さらに。細孔内に導入され
る固体潤滑剤の微粒子は機械的に押込まれるので、万遍
無く導入することがむつかしく、図4の細孔(a)また
は(b)に示すように細孔部分11を完全に満たすこと
ができない、細孔(b)のように細孔部分の表面より突
出していない、細孔によって充填密度が異なる等の原因
で、ノッチ効果により加工物の疲労強度を低下させた
り、細孔(c)のように細孔内で微粒子が矢印dのよう
に移動することに起因して潤滑寿命の低下を招くという
欠点がある。
を膨張させるために約200℃の加熱処理を行なってい
るので、熱履歴のために表面硬度が低下して耐摩耗性が
低下するという欠点もある。さらに。細孔内に導入され
る固体潤滑剤の微粒子は機械的に押込まれるので、万遍
無く導入することがむつかしく、図4の細孔(a)また
は(b)に示すように細孔部分11を完全に満たすこと
ができない、細孔(b)のように細孔部分の表面より突
出していない、細孔によって充填密度が異なる等の原因
で、ノッチ効果により加工物の疲労強度を低下させた
り、細孔(c)のように細孔内で微粒子が矢印dのよう
に移動することに起因して潤滑寿命の低下を招くという
欠点がある。
【0005】さらに、固体潤滑剤としてPTFEを使用
した場合は、PTFEの放熱性の悪さから焼付きを起こ
しやすいことや、PTFEの難粘着性により潤滑成分が
被加工材に移行しにくいために起る初期なじみ性が悪い
といった欠点もある。そのために、緻密な潤滑層を形成
するためには、必然的に多量の潤滑成分を使用し、ま
た、それを維持するための特殊な機械的処理が要求され
ている。さらにまた、潤滑層の硬さが潤滑素材によって
決定され、そのために相手方を傷つけることがあるとい
う問題や、潤滑成分を細孔内に押込むために素材の加熱
−潤滑成分の冷却−潤滑成分の細孔内への摺り込みとい
った煩雑な機械的な作業が要求され、またその処理時間
が長くかかるという欠点もある。
した場合は、PTFEの放熱性の悪さから焼付きを起こ
しやすいことや、PTFEの難粘着性により潤滑成分が
被加工材に移行しにくいために起る初期なじみ性が悪い
といった欠点もある。そのために、緻密な潤滑層を形成
するためには、必然的に多量の潤滑成分を使用し、ま
た、それを維持するための特殊な機械的処理が要求され
ている。さらにまた、潤滑層の硬さが潤滑素材によって
決定され、そのために相手方を傷つけることがあるとい
う問題や、潤滑成分を細孔内に押込むために素材の加熱
−潤滑成分の冷却−潤滑成分の細孔内への摺り込みとい
った煩雑な機械的な作業が要求され、またその処理時間
が長くかかるという欠点もある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明者等は鋭意研究した結果、金属表面に設け
た硬質クロム皮膜に多孔質化処理を施して形成された細
孔は、メッキ液を容易に浸透させる特質を有するとの知
見を得、この細孔内に固体潤滑剤となり得る材料を含む
メッキ液を浸透させた状態でメッキ処理を施すことによ
り、硬質クロム皮膜の表面に強固に潤滑メッキ層を形成
することに成功したものである。即ち、請求項1の金属
表面処理方法は、金属素材の表面に設けた硬質クロム皮
膜を多孔質化処理して該硬質クロム皮膜の表面に多数の
細孔を形成した後、該細孔内に軟質金属のメッキ液を浸
透させた状態でメッキ処理を施すことを特徴とするもの
である。
めに、本発明者等は鋭意研究した結果、金属表面に設け
た硬質クロム皮膜に多孔質化処理を施して形成された細
孔は、メッキ液を容易に浸透させる特質を有するとの知
見を得、この細孔内に固体潤滑剤となり得る材料を含む
メッキ液を浸透させた状態でメッキ処理を施すことによ
り、硬質クロム皮膜の表面に強固に潤滑メッキ層を形成
することに成功したものである。即ち、請求項1の金属
表面処理方法は、金属素材の表面に設けた硬質クロム皮
膜を多孔質化処理して該硬質クロム皮膜の表面に多数の
細孔を形成した後、該細孔内に軟質金属のメッキ液を浸
透させた状態でメッキ処理を施すことを特徴とするもの
である。
【0007】さらに、具体的な方法を図1によって説明
する。まず、素材形状加工工程1において、旋盤、熱処
理、研削等によって金属素材を所定の形状に加工する。
素材の表面浄化処理工程2において、溶剤脱脂を行なっ
た後に、アルカリ電解研磨を行なう。硬質クロム皮膜の
形成工程3において、金属素材の表面に硬質クロム皮膜
を電気メッキまたは無電解メッキによって形成する。多
孔質化処理工程4において、電気化学エッチング、化学
エッチングまたはシッヨトピーニング等の機械的方法に
よって硬質クロム皮膜の表面に多数の細孔を開けポーラ
ス化する。潤滑層の形成工程5において、潤滑層を電気
メッキまたは無電解メッキによって形成する。潤滑層は
軟質金属によるメッキ層の他に、後述の固体潤滑剤や耐
摩耗剤の微粒子を分散させた分散メッキ層によって構成
することもできる。後処理工程6において、洗浄、乾
燥、更に、必要に応じて水素脆性防止を目的とした熱処
理や仕上げ研磨等の処理を行なう。
する。まず、素材形状加工工程1において、旋盤、熱処
理、研削等によって金属素材を所定の形状に加工する。
素材の表面浄化処理工程2において、溶剤脱脂を行なっ
た後に、アルカリ電解研磨を行なう。硬質クロム皮膜の
形成工程3において、金属素材の表面に硬質クロム皮膜
を電気メッキまたは無電解メッキによって形成する。多
孔質化処理工程4において、電気化学エッチング、化学
エッチングまたはシッヨトピーニング等の機械的方法に
よって硬質クロム皮膜の表面に多数の細孔を開けポーラ
ス化する。潤滑層の形成工程5において、潤滑層を電気
メッキまたは無電解メッキによって形成する。潤滑層は
軟質金属によるメッキ層の他に、後述の固体潤滑剤や耐
摩耗剤の微粒子を分散させた分散メッキ層によって構成
することもできる。後処理工程6において、洗浄、乾
燥、更に、必要に応じて水素脆性防止を目的とした熱処
理や仕上げ研磨等の処理を行なう。
【0008】本発明の対象となり得る金属素材として
は、低炭素鋼、高炭素鋼、合金鋼、はだ焼鋼、鋳鉄、ス
テンレス鋼、亜鉛ダイカスト、アルミニウムおよびアル
ミニウム合金、チタンおよびチタン合金、鉛および鉛合
金、銅および銅合金等を例示することができる。硬質ク
ロム皮膜は常法によって形成することができる。最も普
通の方法としては、無水クロム酸をクロムイオン源とし
た電気メッキ法をあげることができる。このメッキ浴と
しては、無水クロム酸に硫酸、フッ化物、ギ酸などを添
加したものが使用されている。硬質クロムの電気メッキ
を施すためには、常法に従って、金属素材の表面を溶剤
等により脱脂処理した後、電解研磨を行なって、その表
面を平滑にした後、上記のメッキ浴に入れ、通電して金
属素材表面にクロム金属の皮膜を形成させる。硬質クロ
ム皮膜の膜厚は特に限定する必要はないが、5μm〜2
00μm 程度にするのが、耐久性および経済上の点で
好ましい。
は、低炭素鋼、高炭素鋼、合金鋼、はだ焼鋼、鋳鉄、ス
テンレス鋼、亜鉛ダイカスト、アルミニウムおよびアル
ミニウム合金、チタンおよびチタン合金、鉛および鉛合
金、銅および銅合金等を例示することができる。硬質ク
ロム皮膜は常法によって形成することができる。最も普
通の方法としては、無水クロム酸をクロムイオン源とし
た電気メッキ法をあげることができる。このメッキ浴と
しては、無水クロム酸に硫酸、フッ化物、ギ酸などを添
加したものが使用されている。硬質クロムの電気メッキ
を施すためには、常法に従って、金属素材の表面を溶剤
等により脱脂処理した後、電解研磨を行なって、その表
面を平滑にした後、上記のメッキ浴に入れ、通電して金
属素材表面にクロム金属の皮膜を形成させる。硬質クロ
ム皮膜の膜厚は特に限定する必要はないが、5μm〜2
00μm 程度にするのが、耐久性および経済上の点で
好ましい。
【0009】硬質クロム皮膜の多孔質化処理はクロムメ
ッキ時に発生した微細な亀裂を電気化学的、化学的また
は機械的方法で拡大して彫りの深い細孔を形成するため
の処理であって、例えば、電気化学的な方法としては電
解エッチング法が、化学的方法としては鉱酸やそれらの
混酸を使用する化学エッチング法が、また、機械的方法
としては、サンドプラスト、ショットピーニング等が用
いられる。この多孔質化処理の結果、図2に示すように
硬質クロム皮膜8の表面には不規則な無数の細孔9が開
けられる。この細孔9はひび割れ状の溝形をしており、
溝幅に対して約2倍程の深さを有している。
ッキ時に発生した微細な亀裂を電気化学的、化学的また
は機械的方法で拡大して彫りの深い細孔を形成するため
の処理であって、例えば、電気化学的な方法としては電
解エッチング法が、化学的方法としては鉱酸やそれらの
混酸を使用する化学エッチング法が、また、機械的方法
としては、サンドプラスト、ショットピーニング等が用
いられる。この多孔質化処理の結果、図2に示すように
硬質クロム皮膜8の表面には不規則な無数の細孔9が開
けられる。この細孔9はひび割れ状の溝形をしており、
溝幅に対して約2倍程の深さを有している。
【0010】メッキ液に使用する軟質金属としては、請
求項2に記載したように、Sn(錫)、Zn(亜鉛)、
Pb(鉛)、Cu(銅)、Ag(銀)、Au(金)の1
種または2種以上の組合せを使用することができる。こ
れらの金属のうち潤滑性能や経済性の上から見るとS
n、Zn、Pbの金属単独、またはこれら金属の組合せ
による合金が好ましい。
求項2に記載したように、Sn(錫)、Zn(亜鉛)、
Pb(鉛)、Cu(銅)、Ag(銀)、Au(金)の1
種または2種以上の組合せを使用することができる。こ
れらの金属のうち潤滑性能や経済性の上から見るとS
n、Zn、Pbの金属単独、またはこれら金属の組合せ
による合金が好ましい。
【0011】メッキ処理の方法としては、上記の軟質金
属を使用する通常の電気メッキ法が用いられる。なお、
電気メッキの他に無電解メッキを使用することができ
る。このメッキ処理によって潤滑メッキ層10は、硬質
クロム皮膜8の表面に均一に形成されると共に、クロム
皮膜8の表面に深く形成された細孔9内にも図3に示す
ように万遍なく、しかも空隙が形成されないように被着
する。
属を使用する通常の電気メッキ法が用いられる。なお、
電気メッキの他に無電解メッキを使用することができ
る。このメッキ処理によって潤滑メッキ層10は、硬質
クロム皮膜8の表面に均一に形成されると共に、クロム
皮膜8の表面に深く形成された細孔9内にも図3に示す
ように万遍なく、しかも空隙が形成されないように被着
する。
【0012】本発明においては、上記のようにそれ自体
潤滑性能を有する軟質金属のメッキ層を設けることによ
って、金属素材の潤滑性、耐摩耗性を向上させるもので
あるが、固体潤滑剤や耐摩耗剤の微粒子を分散させた分
散メッキ層を設けることによっても、同様な効果をもた
らすことができる。即ち、請求項3の金属表面処理方法
は、金属素材の表面に設けた硬質クロム皮膜を多孔質化
処理して該硬質クロム皮膜の表面に多数の細孔を形成し
た後、該細孔内に固体潤滑剤および/または耐摩耗剤の
微粒子を分散させた分散メッキ液を浸透させた状態で、
分散メッキ処理を施すことを特徴とするものである。
潤滑性能を有する軟質金属のメッキ層を設けることによ
って、金属素材の潤滑性、耐摩耗性を向上させるもので
あるが、固体潤滑剤や耐摩耗剤の微粒子を分散させた分
散メッキ層を設けることによっても、同様な効果をもた
らすことができる。即ち、請求項3の金属表面処理方法
は、金属素材の表面に設けた硬質クロム皮膜を多孔質化
処理して該硬質クロム皮膜の表面に多数の細孔を形成し
た後、該細孔内に固体潤滑剤および/または耐摩耗剤の
微粒子を分散させた分散メッキ液を浸透させた状態で、
分散メッキ処理を施すことを特徴とするものである。
【0013】分散メッキは、電気メッキ浴または無電解
メッキ浴中に、難溶性の微粒子を分散させた状態でメッ
キを行なうものであって、金属と共に微粒子が共析し、
金属マトリックスの中に微粒子が分散された複合皮膜が
形成されるものである。したがって、この微粒子とし
て、固体潤滑剤および/または耐摩耗剤を用いれば、硬
質クロム皮膜の表面にが固体潤滑剤および/または耐摩
耗剤を含む金属メッキ層が形成され、金属素材の潤滑性
および/または耐摩耗性を向上させることができる。し
かも、この分散メッキ層は硬質クロム皮膜の表面に形成
された多数の細孔の中深くまで形成されているので、耐
剥離性が極めて高く潤滑寿命の長い表面潤滑層を形成す
ることができる。
メッキ浴中に、難溶性の微粒子を分散させた状態でメッ
キを行なうものであって、金属と共に微粒子が共析し、
金属マトリックスの中に微粒子が分散された複合皮膜が
形成されるものである。したがって、この微粒子とし
て、固体潤滑剤および/または耐摩耗剤を用いれば、硬
質クロム皮膜の表面にが固体潤滑剤および/または耐摩
耗剤を含む金属メッキ層が形成され、金属素材の潤滑性
および/または耐摩耗性を向上させることができる。し
かも、この分散メッキ層は硬質クロム皮膜の表面に形成
された多数の細孔の中深くまで形成されているので、耐
剥離性が極めて高く潤滑寿命の長い表面潤滑層を形成す
ることができる。
【0014】固体潤滑剤としては、黒鉛、二硫化モリブ
デン、フッソ樹脂、窒化ホウ素、二硫化タングステン、
酸化鉛、フッ化黒鉛、メラミンシアヌレート、フッ化セ
リウム、合成硫化ニオブ、ポリエチレン樹脂、ポリアミ
ド樹脂、ポリイミド樹脂等を用いることができる。固体
潤滑剤の好ましい粒度は0.5μm〜5μm、添加量は
メッキ浴に対して2%〜80%が好ましい。
デン、フッソ樹脂、窒化ホウ素、二硫化タングステン、
酸化鉛、フッ化黒鉛、メラミンシアヌレート、フッ化セ
リウム、合成硫化ニオブ、ポリエチレン樹脂、ポリアミ
ド樹脂、ポリイミド樹脂等を用いることができる。固体
潤滑剤の好ましい粒度は0.5μm〜5μm、添加量は
メッキ浴に対して2%〜80%が好ましい。
【0015】耐摩耗剤としては、炭化珪素、酸化アルミ
ニウム、窒化珪素、ムライト、コージライト、ジルコニ
ア、サイアロン、二酸化珪素、炭化クロム等が用いられ
る。耐摩耗剤の好ましい粒度は0.5μm〜5μm、添
加量はメッキ浴に対して2%〜80%が好ましい。マト
リックス金属としては、Sn、Zn、Pb、Cu、A
g、Au等の軟質金属またはそれらの合金の他に、N
i、Co、Fe、Cr、Cd等の金属や、Ni−Co、
Ni−Fe、Ni−Mn、Ni−P、NiB、Co−B
等の硬質材料も用いられる。
ニウム、窒化珪素、ムライト、コージライト、ジルコニ
ア、サイアロン、二酸化珪素、炭化クロム等が用いられ
る。耐摩耗剤の好ましい粒度は0.5μm〜5μm、添
加量はメッキ浴に対して2%〜80%が好ましい。マト
リックス金属としては、Sn、Zn、Pb、Cu、A
g、Au等の軟質金属またはそれらの合金の他に、N
i、Co、Fe、Cr、Cd等の金属や、Ni−Co、
Ni−Fe、Ni−Mn、Ni−P、NiB、Co−B
等の硬質材料も用いられる。
【0016】
【作用】本発明の金属表面処理方法は、金属素材の表面
に設けた硬質クロム皮膜に多孔質化処理により多数の細
孔を形成した後、該細孔内に軟質金属のメッキ液を浸透
させた状態で、メッキ処理を施すので、メッキ液は細孔
の深部まで浸透し、その状態でメッキ処理が行なわれる
ため、析出した金属は硬質クロム皮膜の表面はもとよ
り、細孔の深部まで万遍なく被着して強固なメッキ層が
形成される。また、分散メッキにおいても、固体潤滑剤
および/または耐摩耗剤の微粒子を分散させた分散メッ
キ液を硬質クロム皮膜の細孔内に浸透させた状態で、分
散メッキ処理を施すので、固体潤滑剤および/または耐
摩耗剤の微粒子を分散した金属メッキ層が硬質クロム皮
膜の表面はもとより、細孔の深部まで均一に形成され
る。
に設けた硬質クロム皮膜に多孔質化処理により多数の細
孔を形成した後、該細孔内に軟質金属のメッキ液を浸透
させた状態で、メッキ処理を施すので、メッキ液は細孔
の深部まで浸透し、その状態でメッキ処理が行なわれる
ため、析出した金属は硬質クロム皮膜の表面はもとよ
り、細孔の深部まで万遍なく被着して強固なメッキ層が
形成される。また、分散メッキにおいても、固体潤滑剤
および/または耐摩耗剤の微粒子を分散させた分散メッ
キ液を硬質クロム皮膜の細孔内に浸透させた状態で、分
散メッキ処理を施すので、固体潤滑剤および/または耐
摩耗剤の微粒子を分散した金属メッキ層が硬質クロム皮
膜の表面はもとより、細孔の深部まで均一に形成され
る。
【0017】
実施例 1 (軟質金属の電気メッキを適用した例) (1)素材:高炭素鋼 (2)硬質クロムメッキ メッキ浴組成 無水クロム酸 250〜350g/l 硫酸 0〜10g/l 珪フツ酸 5〜10g/l 電解条件 陽極 鉛合金 陰極 加工物 浴温 35〜55℃ 電流密度 10〜60A/平方dm 生成された硬質クロムメッキの膜厚 10〜15μm (3)多孔質化処理 硬質クロム電着後、そのままの状態で電極のみ正負反転
させる。そして、電流密度20〜80A/平方dm、逆
電流時間20〜120秒通電する。 (4)軟質金属の電気メッキ方法(アルカリ性錫メッ
キ) メッキ浴の組成 錫酸ナトリウム 90〜100g/l 水酸化ナトリウム 8〜10g/l 酢酸化ナトリウム 0〜15g/l 電解条件 陽極に金属錫、陰極に加工物を装着し、浴温を60〜8
0℃に保ちながら陰極電流密度1〜2.5A/平方dm
の電流を流して電着させる。 (5)得られた製品について耐摩耗試験を行なった結果
は図5のA線で示してある。
させる。そして、電流密度20〜80A/平方dm、逆
電流時間20〜120秒通電する。 (4)軟質金属の電気メッキ方法(アルカリ性錫メッ
キ) メッキ浴の組成 錫酸ナトリウム 90〜100g/l 水酸化ナトリウム 8〜10g/l 酢酸化ナトリウム 0〜15g/l 電解条件 陽極に金属錫、陰極に加工物を装着し、浴温を60〜8
0℃に保ちながら陰極電流密度1〜2.5A/平方dm
の電流を流して電着させる。 (5)得られた製品について耐摩耗試験を行なった結果
は図5のA線で示してある。
【0018】実施例 2 (分散無電解メッキを適用した例)実施例1と同じ条件
で素材の高炭素鋼の表面に硬質クロムメッキを施し、実
施例1と同じ方法で、硬質クロムメッキの表面に多孔質
化処理を施して表面をポ−ラスにした。この表面上に次
の条件で無電解法によって分散メッキを施した。 メッキ浴の組成 PTFE含有、無電解Ni複合メッキ浴(上村工業
(株)製「ニムフロン」) 電解条件 浴温を30〜100℃に保った無電解Ni複合メッキ浴
にPTFE微粒子を物理的または化学的方法で分散維持
した状態で加工物を浸漬して電着させる。得られた製品
について耐摩耗試験を行なった結果は、図5のB線で示
してある。
で素材の高炭素鋼の表面に硬質クロムメッキを施し、実
施例1と同じ方法で、硬質クロムメッキの表面に多孔質
化処理を施して表面をポ−ラスにした。この表面上に次
の条件で無電解法によって分散メッキを施した。 メッキ浴の組成 PTFE含有、無電解Ni複合メッキ浴(上村工業
(株)製「ニムフロン」) 電解条件 浴温を30〜100℃に保った無電解Ni複合メッキ浴
にPTFE微粒子を物理的または化学的方法で分散維持
した状態で加工物を浸漬して電着させる。得られた製品
について耐摩耗試験を行なった結果は、図5のB線で示
してある。
【0019】本発明の金属表面処理方法による製品と従
来法による製品の耐摩耗性についての比較試験を行なっ
た結果を図5に示す。耐摩耗試験にはピン/円盤型試験
機を使用した。図5において、横軸に許容すべり速度
V:(m/s)、縦軸に許容荷重P:(MPa)を取
り、実施例1による軟質金属メッキ層を設けた製品の試
験結果をA線で、実施例2による分散金属メッキ層を設
けた製品の試験結果をB線で示してある。なお、対照と
してのPTFE法による製品の試験結果をC線で示して
ある。この図はPとVの占有面積が大きいほど耐摩耗性
が大きいことを示している。結果は、本発明によるもの
が、対照としてのPTFE法によるものより、遥かに耐
摩耗性に優れていることを示している。これは、本発明
による潤滑成分(軟質金属メッキ層や分散メッキ層)が
相手材に移着して境界潤滑層を形成しやすい点と放熱性
に優れている点によって発現したものと思考される。
来法による製品の耐摩耗性についての比較試験を行なっ
た結果を図5に示す。耐摩耗試験にはピン/円盤型試験
機を使用した。図5において、横軸に許容すべり速度
V:(m/s)、縦軸に許容荷重P:(MPa)を取
り、実施例1による軟質金属メッキ層を設けた製品の試
験結果をA線で、実施例2による分散金属メッキ層を設
けた製品の試験結果をB線で示してある。なお、対照と
してのPTFE法による製品の試験結果をC線で示して
ある。この図はPとVの占有面積が大きいほど耐摩耗性
が大きいことを示している。結果は、本発明によるもの
が、対照としてのPTFE法によるものより、遥かに耐
摩耗性に優れていることを示している。これは、本発明
による潤滑成分(軟質金属メッキ層や分散メッキ層)が
相手材に移着して境界潤滑層を形成しやすい点と放熱性
に優れている点によって発現したものと思考される。
【0020】
【発明の効果】本発明の金属表面処理方法は、金属素材
の表面に設けた硬質クロム皮膜に多孔質化処理により多
数の細孔を形成した後、該細孔内に軟質金属のメッキ液
または固体潤滑剤および/または耐摩耗剤の微粒子を分
散させた分散メッキ液を浸透させた状態で、メッキ処理
を施すので次のような効果がある。これを、PTFE微
粒子を硬質クロム皮膜の細孔に機械的方法で押込む従来
例(特公昭60−11108号記載の方法、ここではP
TFE法と略称する)と比較しながら、説明する。 1.耐摩耗寿命が向上する。 (1)メッキ液は低粘度溶液であるので、硬質クロム皮
膜の細孔の深部まで浸透し、その状態でメッキ処理が行
なわれるため、軟質金属のメッキ層よりなる潤滑層は硬
質クロム皮膜に強固に結合され、潤滑層の外力に対する
抵抗力が向上する。外力に対する抵抗力を表す引張り強
さは次の通りで、特に、本発明のZnメッキを使用する
場合は、PTFE法の略10倍の強度を得ることができ
る。 引張り強さ 本発明 Snメッキ 220kg/平方cm Znメッキ 1352kg/平方cm Pbメッキ 143kg/平方cm Ni複合メッキ(潤滑剤15wt%を含む)4200k
g/平方cm 従来法 PTFE法 140kg/平方cm
の表面に設けた硬質クロム皮膜に多孔質化処理により多
数の細孔を形成した後、該細孔内に軟質金属のメッキ液
または固体潤滑剤および/または耐摩耗剤の微粒子を分
散させた分散メッキ液を浸透させた状態で、メッキ処理
を施すので次のような効果がある。これを、PTFE微
粒子を硬質クロム皮膜の細孔に機械的方法で押込む従来
例(特公昭60−11108号記載の方法、ここではP
TFE法と略称する)と比較しながら、説明する。 1.耐摩耗寿命が向上する。 (1)メッキ液は低粘度溶液であるので、硬質クロム皮
膜の細孔の深部まで浸透し、その状態でメッキ処理が行
なわれるため、軟質金属のメッキ層よりなる潤滑層は硬
質クロム皮膜に強固に結合され、潤滑層の外力に対する
抵抗力が向上する。外力に対する抵抗力を表す引張り強
さは次の通りで、特に、本発明のZnメッキを使用する
場合は、PTFE法の略10倍の強度を得ることができ
る。 引張り強さ 本発明 Snメッキ 220kg/平方cm Znメッキ 1352kg/平方cm Pbメッキ 143kg/平方cm Ni複合メッキ(潤滑剤15wt%を含む)4200k
g/平方cm 従来法 PTFE法 140kg/平方cm
【0021】(2)潤滑層を構成しているメッキ層の金
属の線膨張係数は、硬質クロム皮膜の線膨張係数と近似
しているので、線膨張係数の差異により細孔内からメッ
キ層が押出されることが少なくなり、メッキ層の剥離抵
抗が高くなる。一方、PTFE法ではPTFEの線膨張
係数が硬質クロム皮膜の線膨張係数の略10倍以上も離
れているので、表面温度が高くなるとPTFE微粒子が
膨張して硬質クロム皮膜の細孔から飛び出して、耐摩耗
寿命が短くなる原因になっていた。 線膨張係数 Sn 0.000020/℃ Zn 0.000033/℃ Pb 0.000029/℃ Ni 0.000011/℃ クロム 0.0000082/℃ PTFE 0.000119/℃ (3)硬質クロム皮膜の表面硬度が低下しない。従来の
PTFE法ではPTFE微粒子を硬質クロム皮膜の細孔
に導入する際、硬質クロム皮膜を約200℃以上に加熱
するので、熱履歴のためクロム皮膜の表面硬度(ビッカ
ース)は950から750に低下する。本発明では、メ
ッキにより軟質合金層または固体潤滑剤および/または
耐摩耗剤の微粒子を分散させた分散メッキ層を細孔内に
形成するので、硬質クロム皮膜に熱履歴による表面硬度
の低下は起こらない。
属の線膨張係数は、硬質クロム皮膜の線膨張係数と近似
しているので、線膨張係数の差異により細孔内からメッ
キ層が押出されることが少なくなり、メッキ層の剥離抵
抗が高くなる。一方、PTFE法ではPTFEの線膨張
係数が硬質クロム皮膜の線膨張係数の略10倍以上も離
れているので、表面温度が高くなるとPTFE微粒子が
膨張して硬質クロム皮膜の細孔から飛び出して、耐摩耗
寿命が短くなる原因になっていた。 線膨張係数 Sn 0.000020/℃ Zn 0.000033/℃ Pb 0.000029/℃ Ni 0.000011/℃ クロム 0.0000082/℃ PTFE 0.000119/℃ (3)硬質クロム皮膜の表面硬度が低下しない。従来の
PTFE法ではPTFE微粒子を硬質クロム皮膜の細孔
に導入する際、硬質クロム皮膜を約200℃以上に加熱
するので、熱履歴のためクロム皮膜の表面硬度(ビッカ
ース)は950から750に低下する。本発明では、メ
ッキにより軟質合金層または固体潤滑剤および/または
耐摩耗剤の微粒子を分散させた分散メッキ層を細孔内に
形成するので、硬質クロム皮膜に熱履歴による表面硬度
の低下は起こらない。
【0022】2.潤滑寿命が向上する。本発明の金属表
面処理方法では、硬質クロム皮膜の細孔にメッキ液を浸
透した後、電析を行なっているので、析出した金属粒子
は細孔内に三次元的構造を形成し強固に結着し、そのく
さび効果によって潤滑成分の離脱を防止することができ
る。 3.疲労強度の低下が防止される。従来のPTFE法で
はPTFE微粒子が細孔内に緻密に充填されていないの
で圧縮力以外の力が加わるとPTFE微粒子が細孔内で
移動し(逃げの発生)、潤滑寿命を短くすると共に、ノ
ッチ効果によって疲労強度の低下を招いている。本発明
の金属表面処理方法では、硬質クロム皮膜の細孔内に緻
密な潤滑層(メッキ層)が十分に埋没されて強固に結合
されているので、ノッチ効果の発生を低減させることが
できる。
面処理方法では、硬質クロム皮膜の細孔にメッキ液を浸
透した後、電析を行なっているので、析出した金属粒子
は細孔内に三次元的構造を形成し強固に結着し、そのく
さび効果によって潤滑成分の離脱を防止することができ
る。 3.疲労強度の低下が防止される。従来のPTFE法で
はPTFE微粒子が細孔内に緻密に充填されていないの
で圧縮力以外の力が加わるとPTFE微粒子が細孔内で
移動し(逃げの発生)、潤滑寿命を短くすると共に、ノ
ッチ効果によって疲労強度の低下を招いている。本発明
の金属表面処理方法では、硬質クロム皮膜の細孔内に緻
密な潤滑層(メッキ層)が十分に埋没されて強固に結合
されているので、ノッチ効果の発生を低減させることが
できる。
【0023】4.焼付きがなくなる。本発明による潤滑
層は金属を主体ないしは母材としているので、従来法の
PTFE微粒子に比べて熱伝導率が高く、放熱効果に優
れている。したがって、被加工物に対する焼付きの発生
がほとんどなくなる。 熱伝導率 Sn 0.15 cal/cmS.℃ Zn 0.27 cal/cmS.℃ Pb 0.083 cal/cmS.℃ Ni 0.19 cal/cmS.℃ クロム 0.16 cal/cmS.℃ PTFE 0.0006cal/cmS.℃ 5.初期なじみ性が向上する。従来のPTFE法におけ
るPTFE微粒子は溶融粘度が高いので、加工面におけ
る温度が比較的低い加工初期においては、なじみが悪い
という欠点がある。本発明において、潤滑層に軟質金属
を母材として使用する時は、温度の低い加工初期におい
ても加工時の摺動熱によってメタルフローを起こし、相
手材に移着するので、初期なじに性が極めて高くなる。
層は金属を主体ないしは母材としているので、従来法の
PTFE微粒子に比べて熱伝導率が高く、放熱効果に優
れている。したがって、被加工物に対する焼付きの発生
がほとんどなくなる。 熱伝導率 Sn 0.15 cal/cmS.℃ Zn 0.27 cal/cmS.℃ Pb 0.083 cal/cmS.℃ Ni 0.19 cal/cmS.℃ クロム 0.16 cal/cmS.℃ PTFE 0.0006cal/cmS.℃ 5.初期なじみ性が向上する。従来のPTFE法におけ
るPTFE微粒子は溶融粘度が高いので、加工面におけ
る温度が比較的低い加工初期においては、なじみが悪い
という欠点がある。本発明において、潤滑層に軟質金属
を母材として使用する時は、温度の低い加工初期におい
ても加工時の摺動熱によってメタルフローを起こし、相
手材に移着するので、初期なじに性が極めて高くなる。
【0024】6.表面処理仕上がりの不均一性を低減さ
せる。本発明では、細孔内へ潤滑成分を形成する手段と
して、メッキ液の毛管現象を利用しているので、容易に
くまなく全細孔内に緻密な潤滑層が形成でき、全体とし
て均一な潤滑層が形成できる。 7.加工処理において被加工材に傷の発生が少なくな
る。本発明では、メッキ法によって潤滑層を形成してい
るため、メッキ浴の浴温、PH、濃度等を変化させるこ
とにより同一の組成の潤滑層の場合でも、被加工材の条
件に応じて、その硬さを容易に制御することができるの
で、加工処理の際に被加工材を傷つけることがなくな
る。
せる。本発明では、細孔内へ潤滑成分を形成する手段と
して、メッキ液の毛管現象を利用しているので、容易に
くまなく全細孔内に緻密な潤滑層が形成でき、全体とし
て均一な潤滑層が形成できる。 7.加工処理において被加工材に傷の発生が少なくな
る。本発明では、メッキ法によって潤滑層を形成してい
るため、メッキ浴の浴温、PH、濃度等を変化させるこ
とにより同一の組成の潤滑層の場合でも、被加工材の条
件に応じて、その硬さを容易に制御することができるの
で、加工処理の際に被加工材を傷つけることがなくな
る。
【0025】8.固体潤滑剤や耐摩耗剤の付与効率が向
上する。従来のPTFE法ではPTFE微粒子を機械的
に硬質クロム皮膜の細孔内に押込んでいるので、付与効
率が悪く、潤滑剤の回収工程を必要とすが、本発明の方
法によれば、分散メッキ法によって固体潤滑剤や耐摩耗
剤を細孔内に導入するので、その付与効率が向上する。 9.表面処理工程を単純化することができる。本発明で
は、潤滑層を形成するためにメッキ法を採用しているの
で、従来のPTFE法のように機械的外力を加えるため
の複雑な加工装置を必要としない。 10.任意の形状の金属素材に対して潤滑層を形成する
ことができる。本発明では、潤滑層を形成するためにメ
ッキ法を採用しているので、複雑な形状をした潤滑面に
対しても、潤滑層を形成することができる。
上する。従来のPTFE法ではPTFE微粒子を機械的
に硬質クロム皮膜の細孔内に押込んでいるので、付与効
率が悪く、潤滑剤の回収工程を必要とすが、本発明の方
法によれば、分散メッキ法によって固体潤滑剤や耐摩耗
剤を細孔内に導入するので、その付与効率が向上する。 9.表面処理工程を単純化することができる。本発明で
は、潤滑層を形成するためにメッキ法を採用しているの
で、従来のPTFE法のように機械的外力を加えるため
の複雑な加工装置を必要としない。 10.任意の形状の金属素材に対して潤滑層を形成する
ことができる。本発明では、潤滑層を形成するためにメ
ッキ法を採用しているので、複雑な形状をした潤滑面に
対しても、潤滑層を形成することができる。
【図1】本発明の金属表面処理方法を示す工程図。
【図2】多孔質化処理を行なった硬質クロム皮膜の表面
を示す平面図。
を示す平面図。
【図3】本発明の金属表面処理方法によって得られた製
品の断面図。
品の断面図。
【図4】従来法による製品の断面説明図。
【図5】本発明の金属表面処理方法による製品と従来法
による製品の耐摩耗性についての比較試験の結果を示す
図。
による製品の耐摩耗性についての比較試験の結果を示す
図。
1.素材形状加工工程 2.素材の表面浄化工程 3.硬質クロム皮膜形成工程 4.多孔質化処理工程 5.潤滑層形成工程 6.後処理工程 7.金属素材 8.硬質クロム皮膜 9.細孔 10.潤滑メッキ層
【手続補正書】
【提出日】平成4年4月14日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0024
【補正方法】変更
【補正内容】
【0024】6.表面処理仕上がりの不均一性を低減さ
せる。本発明では、細孔内へ潤滑成分を形成する手段と
して、メッキ液の毛管現象を利用しているので、容易に
くまなく全細孔内に緻密な潤滑層が形成でき、全体とし
て均一な潤滑層が形成できる。 7.摺動さす相手材を傷つけなくなった。本発明では、
メッキ法によって潤滑層を形成しているため、メッキ浴
の浴温、PH、濃度等を変化させることにより同一の組
成の潤滑層の場合でも、その硬さを容易に制御すること
ができるので、摺動さす相手材を傷つけることがなくな
る。
せる。本発明では、細孔内へ潤滑成分を形成する手段と
して、メッキ液の毛管現象を利用しているので、容易に
くまなく全細孔内に緻密な潤滑層が形成でき、全体とし
て均一な潤滑層が形成できる。 7.摺動さす相手材を傷つけなくなった。本発明では、
メッキ法によって潤滑層を形成しているため、メッキ浴
の浴温、PH、濃度等を変化させることにより同一の組
成の潤滑層の場合でも、その硬さを容易に制御すること
ができるので、摺動さす相手材を傷つけることがなくな
る。
Claims (3)
- 【請求項1】 金属素材の表面に設けた硬質クロム皮膜
を多孔質化処理して該硬質クロム皮膜の表面に多数の細
孔を形成した後、該細孔内に軟質金属のメッキ液を浸透
させた状態で、メッキ処理を施すことを特徴とする金属
表面処理方法。 - 【請求項2】 上記軟質金属としてSn、Zn、Pb、
Cu、Ag、Auの1種または2種以上の組合せを使用
する請求項1の金属表面処理方法。 - 【請求項3】 金属素材の表面に設けた硬質クロム皮膜
を多孔質化処理して該硬質クロム皮膜の表面に多数の細
孔を形成した後、該細孔内に固体潤滑剤および/または
耐摩耗剤の微粒子を分散させた分散メッキ液を浸透させ
た状態で、分散メッキ処理を施すことを特徴とする金属
表面処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5648392A JPH05222575A (ja) | 1992-02-10 | 1992-02-10 | 金属表面処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5648392A JPH05222575A (ja) | 1992-02-10 | 1992-02-10 | 金属表面処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05222575A true JPH05222575A (ja) | 1993-08-31 |
Family
ID=13028351
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5648392A Pending JPH05222575A (ja) | 1992-02-10 | 1992-02-10 | 金属表面処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05222575A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09104995A (ja) * | 1995-08-12 | 1997-04-22 | Marco Santini | 電解クロムめっき法 |
| JPH1129892A (ja) * | 1997-07-09 | 1999-02-02 | Nippon Pureetec Kk | 耐摩耗性の鉄メッキアルミニウム材料 |
| JPH11225826A (ja) * | 1998-02-19 | 1999-08-24 | Shiseido Co Ltd | 棒状化粧料容器 |
| JP2001193686A (ja) * | 2000-01-14 | 2001-07-17 | Shimadzu Corp | 真空ポンプ |
| US6818313B2 (en) | 2002-07-24 | 2004-11-16 | University Of Dayton | Corrosion-inhibiting coating |
| JP2006202569A (ja) * | 2005-01-19 | 2006-08-03 | Japan Aviation Electronics Industry Ltd | コンタクト及びそれを用いたコネクタ、並びにコンタクトの製造方法 |
| JP2007203526A (ja) * | 2006-01-31 | 2007-08-16 | Miraial Kk | 射出成形用金型 |
| CN103178370A (zh) * | 2011-12-22 | 2013-06-26 | 日本压着端子制造株式会社 | 部件 |
| CN103178371A (zh) * | 2011-12-22 | 2013-06-26 | 日本压着端子制造株式会社 | 部件 |
| JP2018145482A (ja) * | 2017-03-06 | 2018-09-20 | 帝国イオン株式会社 | 耐摩耗性皮膜及びその形成方法、並びに耐摩耗性部材 |
-
1992
- 1992-02-10 JP JP5648392A patent/JPH05222575A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09104995A (ja) * | 1995-08-12 | 1997-04-22 | Marco Santini | 電解クロムめっき法 |
| JPH1129892A (ja) * | 1997-07-09 | 1999-02-02 | Nippon Pureetec Kk | 耐摩耗性の鉄メッキアルミニウム材料 |
| JPH11225826A (ja) * | 1998-02-19 | 1999-08-24 | Shiseido Co Ltd | 棒状化粧料容器 |
| JP2001193686A (ja) * | 2000-01-14 | 2001-07-17 | Shimadzu Corp | 真空ポンプ |
| US7537663B2 (en) | 2002-07-24 | 2009-05-26 | University Of Dayton | Corrosion-inhibiting coating |
| US6818313B2 (en) | 2002-07-24 | 2004-11-16 | University Of Dayton | Corrosion-inhibiting coating |
| JP2006202569A (ja) * | 2005-01-19 | 2006-08-03 | Japan Aviation Electronics Industry Ltd | コンタクト及びそれを用いたコネクタ、並びにコンタクトの製造方法 |
| JP2007203526A (ja) * | 2006-01-31 | 2007-08-16 | Miraial Kk | 射出成形用金型 |
| CN103178370A (zh) * | 2011-12-22 | 2013-06-26 | 日本压着端子制造株式会社 | 部件 |
| CN103178371A (zh) * | 2011-12-22 | 2013-06-26 | 日本压着端子制造株式会社 | 部件 |
| JP2013129882A (ja) * | 2011-12-22 | 2013-07-04 | Jst Mfg Co Ltd | 部品 |
| JP2013129881A (ja) * | 2011-12-22 | 2013-07-04 | Jst Mfg Co Ltd | 部品 |
| CN103178370B (zh) * | 2011-12-22 | 2016-09-07 | 日本压着端子制造株式会社 | 部件 |
| JP2018145482A (ja) * | 2017-03-06 | 2018-09-20 | 帝国イオン株式会社 | 耐摩耗性皮膜及びその形成方法、並びに耐摩耗性部材 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Kerr et al. | The electrodeposition of composite coatings based on metal matrix-included particle deposits | |
| EP1231299B1 (en) | Light alloy-based composite protective multifunction coating | |
| US4197902A (en) | Molds for continuous casting of metals | |
| US5884600A (en) | Aluminum bore engine having wear and scuff-resistant aluminum piston | |
| ATE221584T1 (de) | Schichtverbundwerkstoff für gleitelemente und verfahren zu seiner herstellung | |
| JPH05222575A (ja) | 金属表面処理方法 | |
| SE447072B (sv) | Sintrat kompositmaterialforemal med metallskal, forfarande for framstellning av foremalet samt anvendning av detsamma | |
| US3141744A (en) | Wear-resistant nickel-aluminum coatings | |
| JPS6234985B2 (ja) | ||
| US3970527A (en) | Electroformation of the running track of a rotary internal combustion engine | |
| US4094749A (en) | Surface treatment with durable low-friction material | |
| Kedward et al. | The development of electrodeposited composites for use as wear control coatings on aero engines | |
| US3365777A (en) | Method for producing a multi-layer bearing | |
| JP2008144281A (ja) | 軽量合金を基礎とする保護用多機能複合被膜 | |
| JPH09104995A (ja) | 電解クロムめっき法 | |
| JPH05222576A (ja) | 金属表面処理方法 | |
| JPH07207496A (ja) | 摺動性および耐摩耗性に優れた複合めっき金属材料の製造方法 | |
| US2551413A (en) | Method of producing silverthallium-indium alloys | |
| JPS58212840A (ja) | 連続鋳造用鋳型 | |
| JP5123628B2 (ja) | 電着工具の製造方法 | |
| JP2000046083A (ja) | 自己潤滑性摩擦材料とその製造方法 | |
| Shapiro et al. | Lubrication of titanium surfaces modified by metallic diffusion | |
| JPS5838507B2 (ja) | 摺動部材ならびにその製造方法 | |
| Vanden Berg | Electroplating Aluminium Alloys | |
| JP2026503838A (ja) | 表面コーティングを含む金型およびダイ |