JPH01198493A - 鉄電鋳のための電鋳浴および鉄電鋳による成形型の製造方法並びにその電鋳装置 - 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〕 本発明は鉄電鋳により成形型を作製する、鉄電鋳のた”
めの電鋳浴および鉄電鋳による成形型の製造方法並びに
その鉄電鋳装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、プラスチック等の成形金型の大部分は、鉄鋼素材
を機械加工することにより製造されている。

また電鋳加工法は原型の表面を忠実に再現する方法で、
原型の仕上げ状態を良好にすれば、その良好な表面状態
をもった金型の製作が可能であることは良く知られてお
り、電鋳加工を使用した金型の製造方法としては、これ
まで銅、ニッケルを使ったものがあり、銅、ニッケル電
鋳品が製造され、使用されている。

さらに、従来から使用されている鉄めっき浴には、硫酸
塩浴、塩化物浴、混合浴、ホウ・フッ化物浴、スルファ
ミン酸浴（水本省三著「めっき教本」日刊工業新聞社、
昭和６１年、１３８頁）などがあり、これらの鉄めっき
浴を使用して鉄電鋳を行うことが考えられる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の鉄鋼素材を機械加工するものでは、単純な形状の
ものは容易に製作できるが、複雑な形状のものや曲面を
有するものについては、作製が困難であったり、曲面部
分の加工には手作業による仕上げ加工を必要とし、該仕
上げ加工には長時間を要し、場合によっては望ましい表
面形状に仕上げられないこともあるという欠点がある。

また、電鋳加工法を利用した銅電鋳晶は硬度が不足で、
使用圧力に耐えられないことが多く、ニッケル電鋳品は
鉄鋼に近い硬度を有するが、電着に際して内部応力が発
生して該内部応力が残存するため、成形型にする際の原
型からの剥離時に変形してしまうといった欠点がある。

そのため、ニッケル電鋳品の場合に該内部応力を減少さ
せるために、ニッケル電鋳浴に硫黄化合物を添加すると
、該欠点を除去することができるが、作製したニッケル
電鋳品中に微量の硫黄が残存介在し、加熱により脆化を
起こし、金型として操り返し使用すると破壊してしまう
という欠点がある。

さらに、従来の鉄めっき浴を使用した鉄電鋳品は、前記
いずれのめっき浴でも、硬度が高く耐圧性があり、高温
脆化のおそれがないなどの望ましい物性が得られなかっ
たり、それぞれのめっき浴を長時間使用すると２価の鉄
が３価の鉄に酸化されて電鋳作業が困難となる欠点があ
る。

また一般に電気めっきでは、長時間に亘り作業すると、
めっき対象品の界面の浴組成が変化して部分的にめっき
状態が悪くなり、−時に電鋳のように作業時間が長い場
合は、通常途中で電解を中止して、品物を浴中から取り
出し、部分的にめっき状態が悪くなって生じためっき厚
さの差による凹凸を切削、研磨などの機械加工を施すこ
とにより削除する仕上げ加工を必要とする欠点がある。

本発明は以上の諸欠点を除去した良好な物性を有する鉄
電鋳晶を得るための鉄電鋳浴および該電鋳浴を使用した
鉄電鋳による成形型の製造方法並びにその電鋳装置を提
供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために鋭意研究の結果、塩化物、硫
酸塩としてのそれぞれ塩化第一鉄、硫酸第一鉄に３価の
鉄の悪影宙を除去するフッ化物又はホウ・フッ化物を添
加し、２価の鉄から３価の鉄への酸化防止のためのアス
コルビン酸又は蟻酸を、また３価の鉄を２価の鉄に戻す
ために還元剤としてくえん酸又はピロガロールをそれぞ
れ添加して新規な鉄電鋳浴（鉄め一つき浴）とし、電鋳
母型側面に設置した鉄枠に作業枠を取り付け、該作業枠
の上方を電鋳浴上方の梁に揺動自在に軸支し、電屏中の
５〜１０分毎に作業枠を揺動状に電鋳浴から持ち上げる
ものである。このとき上方を揺動自在に軸支した作業枠
を揺動状に持ち上げる装置として電鋳浴側方に巻上げ機
を設備し、作業枠の下面に付設した口−プを巻上げるこ
とにより、揺動状に電鋳浴より持ち上げるようにしたも
のである。

〔作用〕 本発明は以上のように鉄電鋳浴中に３価の鉄の悪影響除
去剤、２価の鉄から３価の鉄への酸化防止剤、３価の鉄
から２価の鉄への還元剤を添加したから、３価の鉄が鉄
の電着に悪影響を及ぼすということがなく、均一に電着
されるから電着強度も強く、電着の際に内部応力を発生
させることも少なく、鉄電鋳品に内部応力を残存させる
ことがない。

また電鋳加工中の５〜１０分毎に電鋳母型を取り付けた
作業枠を第６図に示すように揺動して電鋳浴より持ち一
ヒげることにより、該作業枠が浴外に出たとき、電解が
中断され、電鋳母型の電析面の全ての界面に付着した劣
化した電鋳液が電鋳浴上に落下して除去され、再び作業
枠を揺動して浴中に戻したとき、電鋳母型の電析界面は
新しい電鋳液と入れ替わり、界面の均一化を回復させる
ことができ、長時間に亘る作業でも均一な厚さでの電着
が可能となり、従来のように電鋳途中で電解を中止して
、切削、研磨などの仕上げ加工を必要とすることがない
。

（実施例〕 今、ここに本発明実施の一例を示した添付図面について
詳説する。

本実施例はプラスチック成形などに使用する成形型を製
作する工程を示すもので、ブロー成形のための成形型は
通常二分割された一対の上型および下型から成るもので
あるが、製造方法としては同一であるため、以下一方の
型のみについて説明する。

ｌは原型で、木型又は石膏などで作製したもので、プラ
スチックなどで成形しようとする成形品の外形形状と同
一の形状を打するものである。

２は原型１上に設置した鉄枠で、原型ｌ上面に樹脂又は
石膏を流し込むための囲いである。３は外原型１上面に
樹脂又は石膏を流入して作製したレプリカで、原型１を
転写したもので、原型ｌの木型などを用いて直接電鋳が
不可能であるため、すて型として作製し、原型１と逆の
凹凸面部３Ａ、３Ｂを有するものである。４はレプリカ
３の凹凸面３Ａ、３Ｂ上に設置した鉄枠で、該凹凸面３
Ａ、３Ｂにワックスなどの離型剤を塗布後、その上にエ
ポキシ樹脂とガラスクロスとで層を形成して、電鋳母型
５を作製するための囲いであると共に後述の作業枠７へ
電鋳母型５を取り付けるための取付具の役目を果たすも
のである。６は公知のニッケル又は恨めつきにより作製
した導電性皮膜の導電層で、電鋳母型５をレプリカ３の
凹凸面部３Ａ、３Ｂより抜き出した原型ｌと同一の電鋳
母型５の凹凸面部５Ａ、５Ｂに施したもので、電鋳母型
５側面の鉄枠４と電気的に連続するものである。７は該
鉄枠４の先端（第３図下端）に取り付けた作業枠で、両
側のそれぞれ先端を電鋳母型５の凹凸面部５Ａ、５Ｂ上
方に延長したものである。

８は陽極で、電鋳母型５の凹凸面部５Ａ、５Ｂ上方に適
当な間隔を開けてセットしたものである。９は直流電源
で、十極を陽極８に一極を作業枠７にそれぞれ接続した
ものである。ｌＯは電鋳槽（めっき槽）１２の上方に架
設した梁で、作業枠７上方を第５図に示すように該梁ｌ
Ｏの中央部右寄りに揺動自在に軸支し、作業枠７にセ・
ノドされた電鋳母型５、陽極８を吊り下げるものである
。１１は巻上げ用ワイヤーロープで電鋳槽１２の左側方
に樹立した支柱１５に昇降自在に装着した昇降体１６に
一端を固定し、他端を支柱１５の先端に取り付けた滑車
１７を介して電鋳槽１２の左側方に設備した巻上げ機１
８の巻取りドラム１９に固定し、該ドラム１９に巻込み
、巻戻すもである。１３は鉄電鋳浴で、その浴組成は塩
化第一鉄２２０ｇ＃！、硫酸第一鉄１２０ｇ／ｌおよび
３価の鉄の悪影響を除去する悪影響除去剤としてフッ化
ナトリウム２５ｇ／ｌ添加すると共に、２価の鉄から３
価の鉄への酸化防止剤として蟻酸５ｇ／ｌ、３価の鉄か
ら２価の鉄への還元剤としてピロガロール５ｇ／ｌを添
加したものである。２０は作業枠７の下端と前記昇降体
１６を連結するロープで、鉄電鋳浴１３などに添加した
薬品に対して耐性を有する合成樹脂などで作製したもの
である。

次に電鋳加工を施すに当たり、鉄枠４および作業枠７の
表面をマスキングし、ワイヤーロープ１１を巻取りドラ
ム１９へ巻上げ方向１１Ａに巻込んでおき、電鋳母型５
および陽極８をセットした作業枠７を梁１０にｔｍ動自
在に第６図に示す状態に軸支し、ワイヤーロープ１１を
巻取りドラム１９から巻下ろし方向１１Ｂに巻戻し、電
鋳槽１２の鉄電鋳浴１３中に第５図に示すように浸漬し
、電鋳加工を開始する。このときの電鋳（めっき）条件
は浴温度６５℃、電流密度３　Ａ／ｄｍ、　ｐＨ３，５
で行い、電鋳中５〜１０分毎に制御盤２１により自動的
に巻上げ機１８を作動して、ドラム１９にワイヤーロー
プ１１を巻上げ方向１１Ａに巻込んで、該作業枠７を第
５図に示すように電鋳浴１３より持ち上げ、また巻下ろ
し方向１１Ｂに巻戻して第６図に示すように浸漬し、再
び電鋳加工を施し、２００時間連続実施して、第７図に
示すように電鋳母型５上に平均４　ｍ１１厚さの、原型
１の外形形状と逆のキャビティ１４Ａを有する金型１４
が得られた。

なお、電鋳加工作業は該金型１４を電鋳母型５より剥離
することにより完了する。

〔発明の効果〕

本発明は以上のような構成で、本発明の鉄電鋳浴を使用
して電鋳を行うと望ましい物性の鉄電鋳晶を得ることが
できる。

また極めて簡単な手法により、均等でかつ肉厚のある鉄
電鋳品の金型１４を得ることができ、極めて有効な鉄電
鋳による成形型製造方法を提供することができる。

さらに電鋳母型５および陽極８をセットした作業枠７を
電鋳加工中の５〜１０分毎に；ｌＩＩ＋御盤２１により
、第５図に示すように電鋳浴１３中に浸漬したり、第６
図に示すように作業枠７を）急動させて横向きに電鋳浴
１３から持ら上げたりするもので、作業枠７を持ち上げ
ると、電解が中断され、電析面の全ての界面の劣化した
電鋳液が第６図に示すように液滴２２として落下して除
去されるため、作業枠７が浴１３中に戻されたとき、電
解が再開始され、電析界面は新しい電鋳液と入れ替わる
こととなり、電解が始まると新しい結晶核が生じて、表
面の均一化が計られ、均一な電着が可能となるため、従
来のように電鋳作業を中止して、切削、研磨などの機械
や手作業による仕上げ加工を一切必要としない。

【図面の簡単な説明】

添付図面は本発明実施の一例を示したもので、第１図は
原型の要部断面図、第２図はレプリカの要部断面図、第
３図は電鋳母型に導電層を施したものの要部断面図、第
４図は電鋳母型に作業枠と陽極をセントした状態の一部
断面にした正面図、第５図は作業枠を電鋳浴に浸漬した
状態の一部断面にした正面図、第６図は作業枠を電鋳浴
から持ち上げた状態の同正面図、第７図は電鋳母型上に
金型を作製した状態の要部断面図、第８図は電鋳母型よ
り金型を剥離した状態の要部断面図である。 ■−・原型、２−鉄枠、３−レプリカ、３八−凹面部、
３ｔ３−凸面部、４−鉄枠、５−電鋳母型、５　Ａ−−
凹面部、５Ｂ−凸面部、６−ｍ電層、７−作業枠、８−
陽極、９−直流電源、１〇−梁、１１−巻上げ用ワイヤ
ーロープ、ＩＩＡ−巻上げ方向、１１　Ｉ３−巻下ろし
方向、１２−電鋳槽、１３−鉄電鋳浴、１４−金型、１
４Ａ−キャビティ、１５−支柱、１６−昇降体、１７−
滑車、１８−巻上げ機、１９−巻取りドラム、２０−ロ
ープ、２１−制御盤、２２−液滴。 出願人　　扶桑特殊鍍金株式会社 （ほか２名） 第　４図 ７／ 第１図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、塩化第一鉄１５０〜３００ｇ／ｌ、硫酸第一鉄５０
   〜２００ｇ／ｌおよび３価の鉄の悪影響を除去するため
   にフッ化ナトリウム又はホウ・フッ化ナトリウム又はホ
   ウ・フッ化アンモニウムを５〜５０ｇ／ｌ添加すると共
   に、酸化防止のためにアスコルビン酸０．５〜５ｇ／ｌ
   又は蟻酸１〜１０ｇ／ｌその他有機還元剤としてくえん
   酸５〜５０ｇ／ｌ又はピロガロール０．１〜１０ｇ／ｌ
   添加したことを特徴とする鉄電鋳のための電鋳浴。 ２、成形品の外形形状と同一の形状を有する原形を木型
   又は石膏などで作製し、該原形に鉄枠を設置し、樹脂又
   は石膏を流入してレプリカを作製し、該レプリカ上に鉄
   枠を設置し、レプリカの原型と逆の凹面部にワックスな
   どの離型剤を塗布後、エポキシ樹脂とガラスクロスとで
   層を形成した電鋳母型を作製し、該電鋳母型表面に導電
   性皮膜の導電層を作製し、前記レプリカ上の鉄枠に作業
   枠を取り付け、電鋳母型との間に適当な間隔を開けて陽
   極をセットし、鉄枠および作業枠をマスキングし、該陽
   極および作業枠をそれぞれ電源と接続し、請求項１記載
   の鉄電鋳のための電鋳浴に浸漬し、浴温度５０〜８０℃
   、電流密度１〜１５Ａ／ｄｍ＾２、ｐＨ３．０〜４．０
   で電鋳加工を施し、５〜１０分毎に作業枠を揺動状に該
   電鋳浴から持ち上げることを特徴とする鉄電鋳による成
   形型の製造方法。 ３、前記電鋳浴の上方に梁を設け、該梁に請求項２記載
   の作業枠上方を揺動自在に軸支し、電鋳浴側方に巻上げ
   機を設備し、該作業枠の下面を５〜１０分毎に巻上げて
   、作業枠を揺動状に電鋳浴より持ち上げることを特徴と
   する電鋳装置。