JPH0259875B2 - - Google Patents

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、プラスチツ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つ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、ニツケルを
使つたものがあり、銅、ニツ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つき浴に
は、硫酸塩浴、塩化物浴、混合浴、ホウ・フツ化
物浴、スルフアミン酸浴（水本省三著「めつき教
本」日刊工業新聞社、昭和61年、138頁）などが
あり、これらの鉄めつ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
難であつたり、曲面部分の加工には手工業による
仕上げ加工を必要とし、該仕上げ加工には長時間
を要し、場合によつ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品は硬度が
不足で、使用圧力に耐えられないことが多く、ニ
ツ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
形してしまうといつた欠点がある。そのため、ニ
ツケル電鋳品の場合に該内部応力を減少させるた
めに、ニツ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
ニツ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、金型として繰り返し使用
すると破壊してしまうという欠点がある。

さらに、従来の鉄めつき浴を使用した鉄電鋳品
は、前記いずれのめつき浴でも、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つたり、それぞれのめつき浴
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
に電気めつきでは、長時間に亘り作業すると、め
つき対象品の界面の浴組成が変化して部分的にめ
つき状態が悪くなり、特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、部分的にめつき状態が悪く
なつて生じためつ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
有する鉄電鋳品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、硫化
第一鉄に３価の鉄の悪影響を除去するフツ化物又
はホウ・フツ化物を添加し、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、電解中の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
の下面に付設したロー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
浴より持ち上げることにより、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ツ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。

１は原型で、木型又は石膏などで作製したもの
で、プラスチツ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有するものである。２
は原型１上に設置した鉄枠で、原型１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１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の逆の凹凸面部３Ａ，３
Ｂ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３Ａ，
３Ｂにワツ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は公知のニツ
ケル又は鉄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３
Ａ，３Ｂより抜き出した原型１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，５
Ｂ上方に適当な間隔を開けてセツトしたものであ
る。９は直流電源で、＋極を陽極８に−極を作業
枠７にそれぞれ接続したものである。１０は電鋳
槽（めつき槽）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１０の中央部
右寄りに揺動自在に軸支し、作業枠７にセツトさ
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１８の巻取りドラム１
９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／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ツ化
ナトリウム25ｇ／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／、
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／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１
１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をセツトした
作業枠７を梁１０に揺動自在に第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１
９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（めつき）
条件は浴温度65℃、電流密度3A／ｄm²、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４mm厚さの、原型１の外形形状と
逆のキヤビテイ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
品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
のある鉄電鋳品の接着剤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をセツトした作
業枠を電鋳加工中の５〜10分毎に制御盤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を揺動させて横
向きに電鋳浴１３から持ち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
陽極をセツ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。 １……原型、２……鉄枠、３……レプリカ、３
Ａ……凹面部、３Ｂ……凸面部、４……鉄枠、５
……電鋳母型、５Ａ……凹面部、５Ｂ……凸面
部、６……導電層、７……作業枠、８……陽極、
９……直流電源、１０……梁、１１……巻上げ用
ワイヤーロープ、１１Ａ……巻上げ方向、１１Ｂ
……巻下ろし方向、１２……電鋳槽、１３……鉄
電鋳浴、１４……金型、１４Ａ……キヤビテイ、
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。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 塩化第一鉄150〜300ｇ／、硫酸第一鉄50〜
   200ｇ／および３価の鉄の悪影響を除去するた
   めにフツ化ナトリウム又はホウ・フツ化ナトリウ
   ム又はホウ・フツ化アンモニウムを５〜50ｇ／
   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／又は蟻酸１〜10ｇ／その他有
   機還元剤としてくえん酸５〜50ｇ／又はピロガ
   ロール0.1〜10ｇ／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ツ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
   開けて陽極をセツトし、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／ｄ
   m²、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。