JPH06248472A - 耐食・耐摩耗多層金属被膜及びその製造方法 - Google Patents

耐食・耐摩耗多層金属被膜及びその製造方法

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JPH06248472A
JPH06248472A JP5649593A JP5649593A JPH06248472A JP H06248472 A JPH06248472 A JP H06248472A JP 5649593 A JP5649593 A JP 5649593A JP 5649593 A JP5649593 A JP 5649593A JP H06248472 A JPH06248472 A JP H06248472A
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誠 高森
Akira Takashima
顕 高島
Akitoshi Yamamoto
彰利 山本
Shozo Okazaki
章三 岡崎
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱処理によって低融点金属めっき層の耐食性
及び母材との密着性を向上させるとともに、熱処理温度
を低く保つことでクロムめっき層の硬度の低下を防い
で、耐摩耗性も備えた多層金属被膜及びその製造方法を
提供する。 【構成】 金属母材1上又は金属母材1の上面に形成し
た耐食性ニッケル系めっき層上に低融点金属めっきを施
した後、低融点金属めっき層2の上面に耐摩耗性硬質ク
ロムめっき層3を形成し、200〜400℃での熱処理
を施して、クロムめっきの硬度を低下させずに耐食性及
び密着性を向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、耐食・耐摩耗性を備え
た多層金属被膜及びその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、鉄鋼材料の耐摩耗性を向上させる
には、表面に硬度の大きな金属のめっき(例えば、硬質
クロムめっき)を行なっていた。また、鉄鋼材料の耐食
性を向上させるには、母材よりも優先的に腐食する金属
(亜鉛、アルミニウム等)、あるいは母材よりも耐食性
が良好で、かつ母材を環境から遮断する金属被膜(ニッ
ケル、スズ等)のめっきを行なっていた。また、耐食性
と耐摩耗性の両方が要求されるような場合、まず母材上
に耐食性の良好なニッケル又はニッケル−リンめっきを
施工した後、さらに、その上面に耐摩耗性を備えた硬質
クロムめっきを施工することがある。通常、めっき層に
はピンホール等の微小な欠陥が存在するが、被膜の融点
付近の温度で熱処理を行なうことによって、欠陥の減少
や母材との密着性の向上を図ることができる。また、被
膜の密着性を向上させるため、母材とめっきとの間に別
の金属のめっきを中間層として作製することもある。
【0003】特開平3−247779号公報には、金属
材料の表面にニッケル、亜鉛、アルミニウム、スズ等の
金属めっきを施したのち、さらに金属めっき表面にブラ
スト処理してから18−8ステンレス鋼、13Crステ
ンレス鋼等の金属又は酸化クロム、窒化クロム、タング
ステンカーバイド等のセラミック材の耐摩耗性溶射皮膜
を被覆するようにした耐食耐摩耗性複合皮膜の製造方法
が記載されている。特開昭60−149762号公報に
は、Ni−Cr合金からなる溶射材料を鉄基合金素材に
溶射して被覆させる耐食溶射被覆処理方法が記載されて
いる。特開平2−4950号公報には、Ni、Co、F
e等からなる2種類の合金をそれぞれ第1層、第2層と
して溶射した鋼板を、800〜1300℃の温度で加熱
して第1層を緻密層にするとともに、鋼板と緻密層の間
及び緻密層と第2層の間に拡散層を形成させて鋼板に対
する被覆層の密着性を向上させるようにした耐食性及び
耐摩耗性に優れた表面処理鋼板の製造方法が記載されて
いる。特開平4−26777号公報には、チタン又はチ
タン合金の表面を酸洗し、CuあるいはNiのストライ
クめっきを施し、さらにNiあるいはNi−P合金を電
気めっきした後、真空加熱し、表面活性化処理した後、
耐熱耐摩耗皮膜を形成させ、表面を粗面化して固定潤滑
皮膜を形成させて耐熱性、耐摩耗性、耐摺動性を向上さ
せる方法が記載されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、例えば、海水
のように腐食性の強い環境で、高い面圧が加わるような
使用条件においては、被膜自体の耐食性と耐摩耗性の
他、密着性にも優れていることが要求される。耐摩耗性
に優れるクロムめっきは、膜自体の耐食性は優れている
が、膜中に欠陥が存在するため母材に腐食が生じやす
い。しかし、クロムめっきは高温に加熱すると硬度が低
下するため、熱処理による膜の緻密化が行なえない。し
たがって、クロムめっきと母材との間に耐食性めっき層
を形成する必要があるが、代表的な耐食性めっきである
ニッケル又はニッケル−リンめっき層は、一般にクロム
めっき層との密着性が不足するため、摩擦によるクロム
めっき層の剥離を生じやすい。また、シールド掘削機ジ
ャッキに利用する場合、その大型化に伴って、めっきの
損傷事故が発生しやすくなっており、これを防止する必
要もある。
【0005】特開平3−247779号公報記載の方法
は、熱処理を行なうものではないので、めっき層の密着
力が不足し、耐食性も十分でなかった。特開昭60−1
49762号公報、特開平2−4950号公報記載の方
法は、高温での熱処理を行なうものであるが、クロムめ
っきは高温に加熱すると硬度が低下するので、耐摩耗性
が十分でなかった。特開平4−26777号公報記載の
方法は、チタン又はチタン合金の表面にめっきを施すも
のであり、本発明で用いる多層金属被膜にそのまま適用
できるものではない。本発明は上記の点に鑑みなされた
もので、中間層として耐食性が比較的良好で、かつ融点
が低い金属のめっきを用いることにより、薄い被膜であ
っても熱処理によって耐食性及び母材との密着性を向上
させるとともに、熱処理温度を低く保つことでクロムめ
っき層の硬度の低下を防いで、耐摩耗性も備えた多層金
属被膜及びその製造方法を提供することを目的としてい
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の耐食・耐摩耗多層金属被膜は、図1及び
図2に示すように、金属母材1の表面に密着性及び耐食
性を備えた低融点金属めっき層2を形成し、この低融点
金属めっき層2の上面に耐摩耗性硬質クロムめっき層3
を形成してなることを特徴としている。本発明の耐食・
耐摩耗多層金属被膜は、図3及び図4に示すように、金
属母材1の表面に耐食性ニッケルめっき層又は耐食性ニ
ッケル−リンめっき層からなる耐食性ニッケル系めっき
層6を形成し、この耐食性ニッケル系めっき層6の上面
に密着性及び耐食性を備えた低融点金属めっき層2を形
成し、さらに、この低融点金属めっき層2の上面に耐摩
耗性硬質クロムめっき層3を形成してなることを特徴と
している。
【0007】また、本発明の耐食・耐摩耗多層金属被膜
の製造方法は、図1及び図2に示すように、金属母材1
上に低融点金属めっきを施した後、低融点金属めっき層
2の上面に耐摩耗性硬質クロムめっき層3を形成し、2
00〜400℃での熱処理を施して、クロムめっきの硬
度を低下させずに耐食性及び密着性を向上させることを
特徴としている。本発明の耐食・耐摩耗多層金属被膜の
製造方法は、図3及び図4に示すように、金属母材1上
に耐食性ニッケルめっき層又は耐食性ニッケル−リンめ
っき層からなる耐食性ニッケル系めっき層6を施した
後、この耐食性ニッケル系めっき層6の上面に低融点金
属めっき層2を形成し、さらに、この低融点金属めっき
層2の上面に耐摩耗性硬質クロムめっき層3を形成した
後、200〜400℃での熱処理を施して、クロムめっ
きの硬度を低下させずに耐食性及び密着性を向上させる
ことを特徴としている。
【0008】なお、熱処理温度が200℃未満の場合
は、低融点金属が融解せず、したがってクラック4の内
部を埋めることができないという不具合がある。一方、
熱処理温度が400℃を超える場合は、クロムめっき層
の硬度が低下するという不具合がある。低融点金属とし
ては、スズ(融点:232℃)、鉛(融点:327℃)
等が用いられる。
【0009】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳細
に説明するが、本発明は下記実施例に何ら限定されるも
のではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変
更して実施することが可能なものである。 実施例1 図1及び図2は、本発明の耐食・耐摩耗多層金属被膜の
一実施例を示している。本実施例は、金属母材として鉄
系母材を用い、低融点金属としてスズを用いた場合を示
している。鉄系母材1の表面に、電解めっきによりスズ
めっき層2を、約5μmの厚さで形成した。ついで、ス
ズめっき層2の上に、硬質クロムめっき層3を、約50
μmの厚さで形成した(図1参照)。これを電気炉内
で、スズの融点(232℃)付近の温度に一定時間保
ち、スズめっき層2中にあるピンホール等の微小な欠陥
を減少させるとともに、硬質クロムめっき層3中のクラ
ック4も溶融スズで塞ぐようにした。なお、クロムめっ
きの硬度の低下を防ぐため、加熱保持温度は最大でも4
00℃以下とした。この結果、図2に示すように、クラ
ック4内に溶融したスズ5が流入して、クラック4を塞
いでいた。
【0010】実施例2 図3及び図4は、本発明の耐食・耐摩耗多層金属被膜の
他の実施例を示している。本実施例は、金属母材として
鉄系母材の上面に形成した耐食性ニッケルめっき層を用
い、低融点金属としてスズを用いた場合を示している。
鉄系母材1の表面に、耐食性ニッケルめっき層6を約3
0μmの厚さで形成し、この耐食性ニッケルめっき層6
の上面に電解めっきによりスズめっき層2を、約5μm
の厚さで形成した。ついで、スズめっき層2の上に、硬
質クロムめっき層3を、約50μmの厚さで形成した
(図3参照)。これを電気炉内で、スズの融点(232
℃)付近の温度に一定時間保ち、スズめっき層2中にあ
るピンホール等の微小な欠陥を減少させるとともに、硬
質クロムめっき層3中のクラック4も溶融スズで塞ぐよ
うにした。なお、クロムめっきの硬度の低下を防ぐた
め、加熱保持温度は最大でも400℃以下とした。この
結果、図4に示すように、クラック4内に溶融したスズ
5が流入して、クラック4を塞いでいた。
【0011】
【発明の効果】本発明は上記のように構成されているの
で、つぎのような効果を奏する。 (1) 低融点で、かつ耐食性の良好な金属膜とクロム
めっきを併用し、低温での熱処理を行なうことにより、
クロムめっきの硬度を保ったまま耐食性と密着性を向上
させることができ、耐摩耗性も向上する。 (2) めっきの損傷が起こらないので、トンネル掘削
機用スラストジャッキ等に利用すれば、その耐久性を向
上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の耐食・耐摩耗多層金属被膜の一実施例
を示す断面説明図である。
【図2】図1において、クラック内に低融点金属が流入
した状態を示す断面説明図である。
【図3】本発明の耐食・耐摩耗多層金属被膜の他の実施
例を示す断面説明図である。
【図4】図3において、クラック内に低融点金属が流入
した状態を示す断面説明図である。
【符号の説明】 1 金属母材 2 低融点金属めっき層 3 硬質クロムめっき層 4 ひび割れ部(クラック) 5 クラック内に流入した融解した低融点金属 6 耐食性ニッケル系めっき層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 彰利 兵庫県明石市川崎町1番1号 川崎重工業 株式会社明石工場内 (72)発明者 岡崎 章三 兵庫県明石市川崎町1番1号 川崎重工業 株式会社明石工場内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属母材(1)の表面に密着性及び耐食
    性を備えた低融点金属めっき層(2)を形成し、この低
    融点金属めっき層(2)の上面に耐摩耗性硬質クロムめ
    っき層(3)を形成してなることを特徴とする耐食・耐
    摩耗多層金属被膜。
  2. 【請求項2】 金属母材(1)の表面に耐食性ニッケル
    めっき層又は耐食性ニッケル−リンめっき層からなる耐
    食性ニッケル系めっき層(6)を形成し、この耐食性ニ
    ッケル系めっき層(6)の上面に密着性及び耐食性を備
    えた低融点金属めっき層(2)を形成し、さらに、この
    低融点金属めっき層(2)の上面に耐摩耗性硬質クロム
    めっき層(3)を形成してなることを特徴とする耐食・
    耐摩耗多層金属被膜。
  3. 【請求項3】 金属母材(1)上に低融点金属めっきを
    施した後、低融点金属めっき層(2)の上面に耐摩耗性
    硬質クロムめっき層(3)を形成し、200〜400℃
    での熱処理を施して、クロムめっきの硬度を低下させず
    に耐食性及び密着性を向上させることを特徴とする耐食
    ・耐摩耗多層金属被膜の製造方法。
  4. 【請求項4】 金属母材(1)上に耐食性ニッケルめっ
    き層又は耐食性ニッケル−リンめっき層からなる耐食性
    ニッケル系めっき層(6)を施した後、この耐食性ニッ
    ケル系めっき層(6)の上面に低融点金属めっき層
    (2)を形成し、さらに、この低融点金属めっき層
    (2)の上面に耐摩耗性硬質クロムめっき層(3)を形
    成した後、200〜400℃での熱処理を施して、クロ
    ムめっきの硬度を低下させずに耐食性及び密着性を向上
    させることを特徴とする耐食・耐摩耗多層金属被膜の製
    造方法。
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