JPH02197591A - 銅電鋳方法 - 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〕 本発明は銅の電鋳方法に関し、液体ロケットエンジン燃
焼室、線型加速管、各種熱交換器及びプラスチック成型
用モールドなどの製作に有利に適用することができる銅
の電鋳方法に関する。

〔従来の技術〕

めっきあるいは電鋳において、電着金属の成長を均一化
して平滑あるいは平滑に近い電着面を得る方法としては
、大きく分類して次の２通りが知られている。

（１）　　有機化合物を主成分とする添加剤を加えため
つき浴を用いる方法。

（２）一定電流あるいは一定電圧の直流の代わシに、特
定のパターンで変動する電流あるいは電圧により電解す
る方法。

こ−において問題とする技術は後者の方法であるので、
その代表的な方法について以下説明する。

後者の方法の代表的なものとしては電解電流の極性を周
期的に反転させる一般にＰＲ法と呼ばれる方法がある。

即ち、めっきすべき金属製品を一定時間陰極として電解
して電着金属、−を形成させ、次に金属製品を陽極とし
て一定時間電解して微細な凹凸の生じている電着面の凸
部を選択的に溶解させ、これを繰シ返すことによって凹
凸の少ない平滑に近い面を得るものである。銅めっき・
銅電鋳においては、シアン化鋼浴ではＰＲ法が有効であ
ることが知られていたのに対し、酸性硫酸銅浴では通常
シアン化銅浴はどの効果はないとされ、ＰＲ法を用い大
側は少ないが、下記の浴からＰＲ法によって銅電鋳を行
う方法が知られていた。（Ｇ、Ａ、Ｍａｌｏｎｅ。

’Ｅｌｅｃｔｒｏｆｏｒｍｉｎｇ　ｃｏｐｐｅｒ　ａｎ
ｄ　ｎ１ｃｋｅｌ　ｉｎ　ｌａｒｇｅｔｈｉｃｋｎｅｓ
ｓ’、　Ａｍｅｒｉｃａｎ　Ｅｌｅｃｔｒｏｐｌａｔｅ
ｒｓ　５ｏｃｉｅｔｙ６６ｔｈ　Ａｎｎｕａｌ　Ｔｅｃ
ｈｎｌｃａｌ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ、　Ｊｕｎｅ　２
５゜０浴温度・・・３五５°Ｃ 〔発明が解決しようとする課題〕 酸性硫酸銅浴からの銅めつき・銅電鋳において、有機化
合物を主成分とする添加剤を浴に加える方法の場合、用
いる添加剤の種類によっては、境面光沢を有する電着面
を得ることも可能であるが、これらの添加剤を含んだ浴
における平滑化は、被電着面に吸着した添加剤成分分子
の作用によるものであることから、添加剤成分として含
まれている有機化合物が形成された電着５１中に混入す
る可能性があシ、これが電着りの抗張力や柔軟性に影響
を及ぼすことがある。

ま九、電着層を形成させた後、電着、りと他の金属とを
溶接によって接合する場合は、電着、ｊ−中にこれらの
微量の有機化合物が混入していると、溶接時の熱による
影響でガスの吹き出しや電着層の割れ等を生じることが
ある。さらに、添加剤は一般に複数の成分から構成され
ているため、浴組成の精密な管理が困難であることが多
い。

また、電着面の光沢化を必要としない場合、例えば２〜
３箇以上の厚さの電鋳を行った後、電着面を機械加工す
る場合には、有機化合物からなる添加剤を全く含まない
浴を使用し、ＰＲ法などの特殊な電解法によシミ着面を
平滑化する方法を用いればこれらの問題を避けることが
できるが、従来、酸性硫酸銅浴のＰＲ法で用いられてい
た浴組成では、平滑な電着面を得るのに適当な浴温が３
０°Ｃ以上のところにあった。

電鋳において、その母型として８０℃前後で流動化する
ワックスを固化させた表面に金属粉などを保持させて導
電性を付与したものを使用する場合、ワックスの軟化を
防ぐために、少しでも低い浴温で電解できることが望ま
しい。そのため、低い浴温、望ましくは３０°Ｃ以下の
電鋳浴温度で平滑な電着面の得られる１涛方法が必要で
あった。

本発明は上記技術水準に鑑み、比較的３０°Ｃ以下の低
温度下で酸！Ｉｎ＠！酸銅浴を使用して銅を電鋳するこ
とができる方法を提供しようとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は１３０〜１６０　ｆ／ｌの硫酸鋼玉水和物、１
３０〜１６０　ｆ　／　Ｌ　Ｏ硫酸、０〜１ａＯｐｐｍ
の塩素イオンを含み、残部は水からなる浴温か２４〜２
８°Ｃに保たれた酸性硫酸銅浴に、電鋳すべき製品と対
極とを浸漬し１〜７　Ａ／ｄｍ”の電流密度で製品を陰
極とする電解と、１〜７Ａ　／　ｄｍ”の電流密度で製
品を陽極とする電解とを、製品を陰極とする時間が製品
を陽極とする時間よシも長くなるような一定の周期で電
解電流の極性を反転させながら電解して電着、１を形成
させることを特徴とする銅電鋳方法である。

〔作用〕

１３０〜１　ｂｏｔ／ｌというようなりｔ酸濃度の高い
浴を用いることによって陽極電解時の酸化力が高まり硫
酸銅五水和物１３０〜１６０ｆ／１１塩素イオン（０〜
１００　ｐｐｍ　）を含有する浴で、３０°Ｃ以下の浴
温においても陽極とした銅表面に対して電解研摩作用を
及ぼすようになる。即ち、上記組成の２４〜２８°Ｃの
浴中で、陽極、陰極ともに銅を用いて直流電解したとこ
ろ、１〜７　Ａ　／　ｄｍ”の広い電流密度範囲で、陽
極とした銅の表１百が電解研摩され、平滑化する効果の
あることが確認されている。

従って、上記浴組成かつ浴温２４〜２８°Ｃで、１〜７
　Ａ　／　ｄｍ”の電流密度で周期的に極性を反転させ
ながら電解することにより、電解すべき製品表面が陰極
であった時に形成された粗い電着面が、電鋳すべき製品
表面が陽極となった時に電解研摩されることの繰り返し
によって、平滑で厚い電着層が形成される。

この方法によれば、３０°Ｃ以下の浴温で電鋳するため
、ワックス表面に金４粉を保持させた上に電Ａを行う場
合でも、ワックスを軟化させることなく、電着、１を形
成させることができ、浴中に有機化合物を含まないため
、形成された電着層中に有機化合物が混入することがな
く、電着層と他の金属との溶接性は良好である。また、
電鋳を行っている間、活性炭フィルターを装置したろ逸
機を通して浴を常時循環させることによって外部からの
有機物を含む不純物の混入を防止すれば、浴中には硫酸
鋼、ＦＩｔ酸および塩素イオン、即ち分析可能な成分の
みを含むため、浴組成管理は極めて容易である。

以下、本発明の実施の態様を第１図によって説明する。

電解槽１およびオーバーフロー槽２から々る槽に有機化
合物を含まない酸性硫酸鋼めっき浴が入っており、オー
バーフロー槽２内の液はポンプ３によって汲み上げられ
、活性炭フィルターを装着したろ過器４によって活性炭
ろ過された後、電解槽１に戻される。これを電解中に常
時、連続的に行うことによυ、めっき浴を清浄に保つ。

熱交換器１０に冷却水１１を常時循環させ、ヒーター１
２、温度センサ１３、温度調節器１４によって浴温を一
定に保つ。攪拌用エアー配管１５に清浄エアー１６を通
し、電解槽１内の液を攪拌する。電鋳（めっき）すべき
製品５は、電解槽１の中央部にセットし、対極トしては
チタン製バスケット６に市販の含シん銅アノードボーμ
を入れ、これをポリプロピレン布製バッグ７で包み、銅
製の通電ｆ！１８にひっかけたものを使用し、出力電流
の極性を設定した周期で反転させることのできるＰＲ電
源（整流器）９を用いて電解する。

〔実施例１〕 前記第１図に示した装置を用い、無酸素鋼板上に下記の
条件で電鋳を実施した。

（２）　　　浴　　温：　　２４〜２８℃（３）最初の
５分間は直流電解。それ以降は、２０秒間のめつき（供
試体を＃Ｉ極電解）と４秒間の逆電解（供試体を陽極電
解）を繰υ返すＰＲ電解。

（４）　　平均電流密度：　　２．　ｓ　Ａ／ｄｍ”　
（めっき、逆電解とも）（５）電着層の厚さが３報以上
になった段階で一旦電祷を中断し、表面を機械的に手入
れした後、を鍔を再開し、電着、１の厚さが合計６ｍ以
上になるまで電解を継続した。

この後、いずれの供試体についても、熱処理しない状態
で以下に示す評価を実施した。

即ち、電着層の表面を機械加工した後、電子ビーム溶接
によってニッケル合金と接合して、下表に示す結果を得
た。

また、供試体の平担部から、引張シ試験片（厚さ５％、
標点距離２５　ｔｍ　）を２木製作し、引張り試験を実
施した結果、下表に示す結果を得た。

〔実施例２〕 下記以外の条件は実施例１と同様にして、電鋳を実施し
た。

０平均電流密度二五７　ｓ　Ａ／ｄｍ”電鋳終了後、実
施例１と同様にして、電子ビ−ム溶接および引張り試験
を実施した結果、それぞれ下表に示す結果を得た。

５０９６の伸びの得られる柔軟性に富んだ電着５１を形
成させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を突施するに適した装置の概略図である
。 以上、浴組成に塩素イオンを含めたもの一実施例をあげ
たが、塩素イオンを含まない浴でもはｙ同様の結果が得
られた。 〔発明の効果〕

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １３０〜１６０ｇ／ｌの硫酸銅五水和物、１３０〜１６
   ０ｇ／ｌの硫酸、０〜１００ｐｐｍの塩素イオンを含み
   、残部は水からなる浴温が２４〜２８℃に保たれた酸性
   硫酸銅浴に、電鋳すべき製品と対極とを浸漬し、１〜７
   Ａ／ｄｍ＾２の電流密度で製品を陰極とする電解と、１
   〜７Ａ／ｄｍ＾２の電流密度で製品を陽極とする電解と
   を、製品を陰極とする時間が製品を陽極とする時間より
   も長くなるような一定の周期で電解電流の極性を反転さ
   せながら電解して電着層を形成させることを特徴とする
   銅電鋳方法。