JPS6196087A - ステンレス鋼製品に半田性を付与する方法 - 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） 本発明は接続や取付などの際に牛田？必要とする分野へ
のステンレス鋼製品の使用？可能ならしめる方法に関す
る。

（従来技術） ステンレス鋼は表面が強固な不動態化皮膜に覆われてい
るため、従来ステンレス鋼製品に直接半田付けｔ″′ｆ
ることは不可能視されていたが、近年そｔｌ、七可能な
らしめる方法が若干開発さ几ている。

例えば（ａｌステンノス鋼製品を弗酸単味または弗酸と
塩酸もしくは硝酸との混酸で処理して表面の不動態化反
Ｍｋ除去した後手ｌｌＩｈ態化皮膜が再生しないうちに
ＩＩちに半田付け？行う方法、（ｂ）弗酸、塩酸Ｚよび
硝酸の混酸でステンレス鋼製品を前処理した後ます銅め
つ１Ｌ次に錫めつさまたに半日めつきｔ−施し、最後に
スキンノス仕上ｒ行う方法ｇ工び（ＣＩ酸による前処理
後ニッケルめつきＩＩ−施す方法などである。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら（ａｌの方法は半田付けが辛うじてできる
程尻であるうえに、酸洗後直ちに半田付けｔ行う方法で
あるため、半田付は後も酸が残留し、水洗しないと半田
付は箇ＰｆｒＪＰその周辺が腐食されてしまうものでめ
った。このためこの（ａｌの方法は半田付は後の水洗を
必須要件とするたわ、性能面からはもとエフ作業面から
も笑用に乏しいものでめった。

一方（ｂｌの方法はこのような問題はないものの、工程
が複雑でるるため、生産コストが高く、シかも経時変化
にエフ表面に酸化物が発生し、早出注が阻害されてしま
うため、使用前に酸処理しなければならなかった。

（Ｃ１の方法は電子部品の打抜き材料などで行われてい
る方法であるが、この方法の場合も経時変化にエフニッ
ケルめっき表面に酸化物が発生してしまうため、使用前
に酸処理金しないと使用で１！ないものであった。

（問題魚業解決するための手段） 本発明者らは上述の工すな問題のない方法を開発丁べく
種々研究ｒｔｘねた結果、ステンレス鋼製品にニッケル
の薄づけめつｌ’に施し七の後金、銀、ノラジウムのう
ちの１ｍまたはその合金の極薄めつきｔ−施せば半田付
は後の水洗？必要とゼず、しかも表面は貴金属であるの
で、経時変化を受けないことを見出した。しかしこれら
のめつきｔ施すにあたっては前処理として従来の方法全
通用したのでは牛ＥＢ接合強度が弱いことが判明した。

そこで前処理についてさらに、研究？重ねた結果、無機
酸と７ｆｉｒ機酸とで主成分とする浴で浸漬処理Ｈよび
陰極電解処理を丁ｎば、よいことを見出した。丁なわ）
本発明の前処理によればステンレス鋼製品の不動態化皮
膜は完全に除去され、かつ表面も活性化されて、めっき
金属や合金が活性化２れたクロム表面に選択的にめっき
され、クロム原子が包み覆われた状態になる。その結果
クロムの活性化が抑制されて、ミクロ的に鉄地が露崩し
ていても不動態化皮膜は再生しなくなり、強固に半田付
けされる。

丁なわち本発明は１ず（イ）無機酸として塩［（３５％
溶液）１５〜３０容責％、硫酸（８５％溶液）５〜１５
容ｉ％、硝酸（６８％溶液）４〜６容量％ｔ、また有機
酸としてクエン酸粉末５〜１５重量％、酢！（９０％溶
Ｑ）０．５〜Ｌ５容量％ｔ。

さらにこれらに非イオンまたは両性界面活性剤０．１〜
０．３３ｉ％と腐食抑制剤０．０５〜０．１５重量％を
配合した酸性活性化浴にステンレス鋼製品全浸漬して化
学研摩する化学研摩工程と、（ロ）無機酸として、燐酸
（８５％溶′ｇ）５〜１５容ｉ−％。

硫酸（８５％溶Ｑ）５〜１５容ｉ％’２．’ｌた有機酸
としてクエン酸粉末５〜１５虚量％、酢酸（９０％溶ｆ
ｉ）０．５〜Ｌ５容量％、さらにこれに非イオンまたは
両性界面活性剤０９１〜０．３重１％、ピロリドンｉ１
４体２〜２０容量％、アセチ７ングリコール０．５〜７
重量％、腐食抑制剤０．０５〜０．１５重量％會配合し
た電解浴に化学研摩後のステンレス鋼製品を浸漬して陰
極電解し、表面活性化を行う電解活性化工程とによ？）
まずステンレス鋼製品の不動態化皮膜除去ｇよび活性化
を行うのでるる。

ここで上記６浴に非イオンまたは両性界面活性剤全配合
するのは各工程後水洗した場合にステンレス鋼製品嵌置
が水はね現象を起さず、表面が水分により被覆されて、
次工程まで活性状態？維持するためでめり、七の好まし
いものとしてはポリエチレンクリコールアルキルエーテ
ル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステルなどがめる
。また腐食抑制剤を配合するのは無機酸による酸洗過多
を防止し、不動６膜のみｔ除去するためで、それは吸着
型（Ｎｌ２基、ＳＨ基、ＯＨ基など肩するもの）、皮膜
型（重炭酸系、燐酸系など）または不動態型のいずれで
もよい。さらに電解浴にピロリドン誘導体とアセチレン
グリコールとｔ配合するのはピロリドン誘導体の場合無
機酸とｖＦＩＡ酸とにエフ溶解された不動態化皮膜全確
実に取除くためでろり、アセチレングリコールの場合は
肌荒れ防止と水切れ防止のためである。

上記６浴にどいて無機酸が上限より高いと腐食抑制剤の
配合にもかかわらす酸洗過多になり、また下限エフ低い
と活性化が不十分となフ、好１しくない。１だ有機酸は
上限より高（しても高（した割には活性化せず、下限よ
り低いと活性化が不十分となる。さらに界面活性剤、腐
食抑制剤、ピロリドン誘導体８工びアセチレングリコー
ルはいずれも上限エフ高くしてもそれほど効果が得られ
ず不経済でめ９、下限エフ低（すると効果が不十分とな
る。

次に←・ｊ酸性ニッケルめっき浴にて表面活性化後のス
テンレス鋼製品にニッケルの薄づけめつき全施丁ニッケ
ルめっき工程と、←Ｊ金、銀、］ぐラジウムのうちの１
種またはその合金の他薄めつ′ｆ！にニッケルの薄づけ
めつき後のステンレス鋼製品に旋す貴金属めっき工程と
にエフニッケルめつきど工び貴金属めっきｔ施してステ
ンレス鋼製品に不動態化皮膜が再生しないようにすると
ともに、経時変化により牛田性が低下しないようにする
のである。

上記各工程ＫＭげるめつ′＠は電気めつ＠によるが、浴
組成、めつキ東件は公知の組成１条件でよい。めっき厚
みは単位面積当りのめつき付Ｎｆｔ比重で除して算出し
ためつき厚みでニッケルの場合に０．０１〜０．２μｍ
、貴金属の場合は合金の場合も１ｅ）”Ｃ０，００３〜
０．１μｍにするのが好ましい。

めっき厚み？このような厚みにした場合のステンレス鋼
製品外観はステンレス鋼単体の色調と貴金属めっき工程
でめつきするめつき金属または合金単体の色調との中間
の色ｆｌｉｃｋ呈するので、めっき厚みは色調で判断て
ることもできる。

貴金属めっき工程にどいては貴金属単体ばかりでなく、
その合金？めっきしても均等の効果が得られる。ここで
合金とはＡｕ”基合金、Ａｇ基合金Ｈ工びＰｄ基合金で
あって、好ましいもりｔ挙げれば、Ａｕ基合金としては
Ａｕ　−Ｎｉ　、　Ａｕ　−Ｃｕ　％Ａｕ　−Ｃｏ　。

Ａｕ　−Ｐｄが、またＡｇ基合金としてはＡｇ−Ｃｕ、
Ａｇ−Ｎｉが、さらにＰｄ基合金としてはＰｄ　−Ｎｉ
なとがめる。

本発明は以上のようにして千日性全付与するのであるが
、早出性を付与したものはステンレス鋼特有の不動態化
皮膜が再生せず、かつ経時変化も受けないので早出性は
低下しない。

本発明はステンレス鋼製品の不動態化皮膜を除去した後
活性化して、活性化したクロムの上に選択的にＮｉと貴
金属筐たはその合金ｔめっきして不動態化皮膜が再生し
ないようにする方法であるので、一般Ｋ　Ｆｅ　−Ｃｒ
系トヨびＦｅ−Ｎｉ−Ｃｒ系基台金に適用でき、オース
テナイト系、フェライト系ｊｄＬびマルテンサイト系ス
テンレス鋼などの鋼種に適用できる。

（実施例） 種々のステンレスｍ製品を次の（ａｌ〜（ＣＪの工程で
前処理した後（ｄ）の工程ｊｄ工び（ｅｌの工程でそれ
ぞれニッケルの薄づけめつき３よび貴金属もしくはその
合金の極薄めつ１Ａ’に２１！ＩｉＬ、千日？１’に付
与した〇（ａｌアルカリ脱脂工程 市販されているアルカリ脱脂１’１！’１１−ステンレ
ス鋼中で７０〜８０℃に加温し、ステンレスｍ製品を遂
次この槽中を通過させて一次脱脂會行ない、次に４０〜
６０℃のアルカリ浴中でステンレス鋼板業陽極とし該ス
テンレス鋼製品全陰極として、６メルトの電圧を印加し
て直流電解脱脂７行なった。

（ｂｌ化学研摩工程 続い工このステンレス鋼製品ｔ、塩酸（３５％溶液）２
０容量％、硫酸（８５％溶液）１０容量％、クエン酸（
粉末）１０重量％、酢酸（９０％溶液）１容量％ど工び
硝酸（６８％溶ｇ）５容量％エクなる混酸に、ボリエテ
Ｖングリコールアルキルエーテル、ポリエチＶングリコ
ール脂肪酸エステルなどの非イオンまたはアミノ酸類の
両性界面活性剤０．２重ｉｔ％及びアミン系腐食抑制剤
（例えばライオンアーマ社製アーモビプー２８　）　０
．１重ｉ′％を側えた浴中を通過させ、ステンレスｍ製
品表面の酸化物及び不純物を除去した。

（ｃｌｌ電解活化化工 程＠（８５％溶液）１０容量％、硫酸（８５％溶液）１
０容量％、クエン酸（粉末）５重量％、酢酸（９０％溶
液）１客１％、Ｎ−メチル−２−ピロリドン５容量％、
２−ブチン−Ｌ４−ジオール２重ｉ％に、上記と同様の
非イオンまたは両性界面活性剤０，２重量％３工び腐食
抑制剤０．１重量％を加えた浴ｔ−６０℃に加温し、ス
テンレス鋼製品に（−）電流で、チタン白金メツキ板に
（＋）電流を通じ４ゴルトにセットして浴中全通過させ
てステンレス鋼製品の表面の活性化を行った。

（ｄ）ニッケルめっき工程 スル７アミンニツケル１０１１／−＃５ｖＬｒＲニッケ
ル４０９／４３．硼酸３０．９々のめつき浴で、浴温５
０℃にセットし、ステンレス鋼製品に（−）電流上、ニ
ッケル板に（＋）電流？通じ、６Ａ／Ｄｍ２の電流密度
で１５秒間ニッケルの薄づけめつき？施した。

ｔｅｌ貴金属めっき工程 （イ１Ａｕ−Ｎｉ合金めっき クエンＲＬ２０ｊｉ／−ｅ、　　ｌ：ｒ−：／ｅ７−１
”１２０ｊ！／４３、スルファミン酸ニッケル３０　ｊ
ｉ／−ｅ、シアン化金カリ８Ｉ／ぶめつき浴中で電流密
度１２Ａ／Ｄｒｎ２〜５Ａ／Ｄｍ２の範囲で、浴温３５
℃で、ステンレス鋼製品に（−）を流ｔ、チタン白金め
つき板に（＋）電流を通じ、２秒間Ａｕ　−Ｎｉ合金め
つきｔ施した。

（ロ）純Ａｕめつき メタル分１０　ｇ／Ｊの純金めつき浴で液温６５℃、電
流密度ＩＡ／Ｄ７Ｘ２にセットし、１秒間約８０オング
ストロームの電着量を基準とし、実施例６のめつき厚に
適合するめつき時間で純金めつきした。

ヒう銀めつき シアン化銀カリラム３ｘ量 し、ステンレス鋼製品に（−）電流會，銀陽極板に（＋
）電流を通じ、ｌ　２　Ａ／Ｄｍ２（ｒ）電流密１ｆで
２秒開銀めつきｔ施した。

に）ノ９ラジワムめっき Ｐｄのメタル分として１　５　！ｌ／１３の中性めっき
液で、浴温ｔ４５℃にセットし，チタン白金板に（＋）
電流ｔ、ステンレス鋼製品に（−）１ｍｍ流通じ、５Ａ
／Ｄｍ２の電流密度で３秒間Ｐｄめつきｔ施した。

−１　Ｐｄ　−　Ｎｉ合金めつき スルファミンｒ１１８％，　　Ｐｄ・メタル分２　０　
１／４３　、Ｎｉメタル分１　０　１／４３の中性溶液
で、電流密度３Ａ／Ｄｍ２〜６　Ａ／　Ｄｒｙ２の範囲
で、浴温３０℃で，ステンレス鋼製品に（−）電流ｔ、
チタン白金めつき板に（＋）を流を通じ，３秒間、Ｐｄ
　−　Ｎｉ合金めつき？施した。

第１表に以上のようにして半田性？付与したス次にめつ
′ｆ！密着注と平田性確認のために次のようなテスト全
行った。

（１１めっき密着性 （イ）ゴパン目テスト 実施例１，３．４ｊ＋５Ｊ：び６の製品にカッターで鋼
素地に達する経緯＠ｌ■のゴバン目を入れ、１６０℃で
１０分間加熱後粘着テープを貼付けて剥離した。剥離の
結果、いずれの製品からもめつき層の剥離は認められな
かった。

（ロ）折曲げテスト 実施例１〜６の製品′に１８０度折曲げ？繰返し、破断
させてみたが、破断面のめつき層は剥離していな力１つ
だ。

（２）牛　　１）　注 （イ）ソルダーテスト機による方法 実施例１〜６０農品ｔテスト機にセットして千円の儒れ
現象全電気的に測定したが、千円の表面張力による浸漬
初期の反発現象は少（、濡れ注は極めて良好で、リン青
銅より優れていた。

（口ｊ千日槽によるテスト 配合比が錫６、鉛４の千日？溶かした温夏２３０℃の千
日槽に実施例１〜６の製品７３秒ど工び５秒浸漬して千
円したが、いずれも９５％以上の「千円のり」勿示し、
千日注は良好でめった。

（ハ）電気早出ゴテによるテスト 市販の電気千日ゴテとヤニ入り千日線（錫６、鉛４）と
ｔ用いて実施例１〜６の製品同志Ｈ工び異なる製品間の
千日付げｔ行った後引離してみたが接合したステンレス
鋼の双方の表面に千円が密着していた。

（６）効　果 以上説明した如（、本発明はステンＶス′ｓ４製品にニ
ッケルの薄づけめつさと金、銀、）でラジウムのうちの
１種またはその合金の極薄めつきと？施してステンレス
鋼製品に千日注？付与するのであるが、めつ′＠は不動
態化皮膜勿除去した後活性化して行うので、めっき層の
密着性は優れている。

まためつ３Ｎは貴金属で、しかも不動態化皮膜の再生原
因となるクロムを選択的に包み祷っているので、不動態
化皮膜に再生せず、かつ経時変化も受けない。したがっ
て牛′田性に優れ、一般に手出性を必要とする分野への
ステンレス鋼製品の使用拡大に寄与する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （イ）塩酸（３５％溶液）１５〜３０容量％、硫酸（８
   ５％溶液）５〜１５容量％、硝酸（６８％溶液）４〜６
   容量％、クエン酸粉末５〜１５重量％、酢酸（９０％溶
   液）０．５〜１．５容量％、非イオンまたは両性界面活
   性剤０．１〜０．３重量％、腐食抑制剤０．０５〜０．
   １５重量％を配合した酸性活性化浴にステンレス鋼製品
   を浸漬して化学研摩を行う化学研摩工程と、 （ロ）燐酸（８５％溶液）５〜１５容量％、硫酸（８５
   ％溶液）５〜１５容量％、クエン酸粉末５〜１５重量％
   、酢酸（９０％溶液）０．５〜１．５容量％、非イオン
   または両性界面活性剤０．１〜０．３重量％、ピロリド
   ン誘導体２〜２０容量％、アセチレングリコール０．５
   〜７重量％、腐食抑制剤０．０５〜０．１５重量％を配
   合した電解浴に化学研摩後ステンレス鋼製品を浸漬して
   陰極電解し、表面活性化を行う電解活性化工程と、（ハ
   ）酸性ニツケルめつき浴にて表面活性化後のステンレス
   鋼製品にニツケルの薄づけめつきを施すニツケルめつき
   工程と、 （ニ）金、銀、パラジウムのうちの１種またはその合金
   の極薄めつきをニツケルの薄づけめつき後のステンレス
   鋼製品に施す貴金属めつき工程と、を包含することを特
   徴とするステンレス鋼製品に半田性を付与する方法。