KR20020031908A

KR20020031908A - 중공형 부품용 도금장치 및 도금방법

Info

Publication number: KR20020031908A
Application number: KR1020000062691A
Authority: KR
Inventors: 노병호
Original assignee: 권석수
Priority date: 2000-10-24
Filing date: 2000-10-24
Publication date: 2002-05-03

Abstract

본 발명의 도금장치(100)는, 중공형 부품의 내벽만을 도금하기 위한 장치에 있어서, 중공형 부품 및 베이스판(30)과 기밀적으로 결합되어 내부에 밀폐 공간을 형성하는 하부 원판과 상부 원판과 중간 원판(41)(43)(45), 상기 밀폐 공간을 기밀적으로 관통하는 양극봉(10), 상기 중공형 부품이 연결되는 음극봉(20), 및 상기 밀폐 공간으로 도금액을 공급하는 도금액 공급수단을 포함한다. 이러한 중공형 부품용 도금장치(100)에 따르면, 복잡한 마스킹 작업이 없이도 중공형 부품의 내벽만을 용이하게 도금할 수 있다.

Description

중공형 부품용 도금장치 및 도금방법{Device for plating hollow part and method for plating thereof}

본 발명은 중공형 부품용 도금장치 및 도금방법에 관한 것이다.

일반적으로, 전기도금은 제품을 도금액이 수용된 도금조에 침지시킨 다음 도금할 부품을 음극으로 하고 도금액 내에 양극을 설치한 후 통전하여 도금액을 전해시킴으로써 도금을 행한다. 그러나, 도금할 부품의 형상이 중공형이고, 특히 그 내벽만을 도금하고자 할 때에는 마스킹재, 예를 들어 테이프나 마스킹액으로 내벽을 제외한 부분을 마스킹한 후 도금조에 침지시켜 도금을 해야 하고 도금후에는 마스킹재를 제거해야만 했었다. 이러한 마스킹재의 부착과 제거는 그 작업이 복잡하다는 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 전기도금이 가지는 문제점을 감안하여 이를 개선하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 복잡한 마스킹 작업이 없이도 중공형 부품의 내벽만을 용이하게 도금할 수 있는 도금장치와 도금방법을 제공함에 있다.

도 1은 본 발명에서 도금하고자 하는 부품인 가이드 부시의 사시도,

도 2는 본 발명의 도금장치를 개략적으로 도시한 사시도,

도 3은 도 2의 도금장치의 일부분을 부분 절개하여 도시한 확대 사시도,

도 4는 도 3의 도금장치에 가이드 부시를 장착하여 도시한 사시도,

도 5는 본 발명의 도금장치에 따른 도금방법을 단계적으로 도시한 순서도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 가이드 부시10 : 양극봉

20 : 음극봉30 : 베이스판

41 : 하부 원판43 : 상부 원판

45 : 중간 원판51 : 하부 조임판

53 : 상부 조임판 61, 63 : 조임판

70 : 펌프80 : 순환조

90 : 도금조100 : 도금장치

상기한 바와 같은 목적 달성을 위하여 본 발명에 의한 중공형 부품용 도금장치(100)는, 중공형 부품의 내벽만을 도금하기 위한 장치에 있어서, 중공형 부품 및 베이스판(30)과 기밀적으로 결합되어 내부에 밀폐 공간을 형성하는 하부 원판과 상부 원판과 중간 원판(41)(43)(45), 상기 밀폐 공간을 기밀적으로 관통하는양극봉(10), 상기 중공형 부품이 연결되는 음극봉(20), 및 상기 밀폐 공간으로 도금액을 공급하는 도금액 공급수단을 포함한다.

또한, 상기 중공형 부품용 도금장치(100)에 의한 도금방법은, 양극봉(10)을 조임수단에 의해 베이스판(30)에 고정시키는 단계(S1), 상기 양극봉(10)이 관통하게 하면서 내부에 밀폐 공간을 형성하도록 베이스판(30) 위에 하부 원판(41)과 상기 중공형 부품과 중간 원판(45)과 상부 원판(43)을 적층하는 단계(S2), 상부 원판(43)을 조임수단에 의해 압착시키는 단계(S3), 상기 중공형 부품을 음극봉(20)에 연결하는 단계(S4), 도금액 공급수단에 의해 상기 밀폐 공간으로 도금액을 공급하는 단계(S5)를 포함한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 중공형 부품용 도금장치, 도금방법 및 청동도금액에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 1에는 본 발명에서 도금하고자 중공형 부품으로 가이드 부시(1)가 도시되어 있다. 프레스 기계에 사용되는 가이드 부시(1)는 측면에 하나의 측공(2)이 형성되며 상하에 상부 개구(3) 및 하부 개구(4)가 형성된 중공의 원통형이다. 가이드 부시(1)의 내벽(5)에는 3개의 윤활홈(6)이 형성되어 있다. 도금하고자 하는 중공형 부품으로서 원통형 뿐만 아니라 직사각형 등 모든 중공 형태의 부품은 본 발명의 범위 내에 있다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 도금장치(100)가 개략적으로 도시되어 있다. 도 2에서 일부는 가이드 부시(1)를 장착하고 일부는 가이드 부시(1)를 장착하지 않은 상태로 도시하였다.

도금장치(100)는 4개의 다리를 갖는 사각형 프레임(110)에 의해 지지되는데, 프레임(110)의 상부에는 베이스판(30)이 설치되며 프레임(11)의 하부에는 도금조(90)가 설치된다. 베이스판(30)에는 양극봉(10) 및 음극봉(20)이 관통 고정된다. 베이스판(30) 위에는 하부 원판(41)과 상부 원판(43)이 위치되며, 하부 원판(41)과 상부 원판(43) 사이에는 가이드 부시(10)와 중간 원판(45)이 적층되어 내부가 밀폐 공간을 형성한다. 베이스판(30)의 하부와 상부 원판(43)의 상부에는 각각 조임수단이 구비된다.

베이스판(30)의 하부에는 가이드 부시(1)의 내부에 도금액을 공급하는 도금액 공급수단과 가이드 부시(1)로부터 유출되는 도금액을 도금조(90)로 복귀시키는 도금액 순환조(80)가 설치된다.

도 2에서는 3개씩의 가이드 부시를 적층할 수 있도록 구성하였지만 도금하고자 하는 가이드 부시의 개수는 양극봉과 음극봉의 길이를 변경하고 중간 원판의 개수를 증가하면 쉽게 증가시킬 수 있음을 알 수 있을 것이다.

도 3은 본 발명의 도금장치를 보다 상세하게 설명하기 위해 도 2의 도금장치의 일부분을 부분 절개하여 도시한 확대 사시도이다.

양극봉(10)과 음극봉(20)은 베이스판(30)의 양극봉 고정공(31)과 음극봉 고정공(32)에 각각 관통 고정된다. 양극봉(10)과 음극봉(20)의 일단부는 도시하지는 않았지만 직류 전원의 양극과 음극에 각각 고정됨을 알 수 있을 것이다. 양극봉(20)은 스테인레스강으로 제조되며, 그 상하단에 나사가공부(10a)가 형성되어 있다. 음극봉(20)에는 가이드 부시(1)의 측공(2)과 기밀적으로 결합하는플러그(21)가 연결된다. 베이스판(30)은 부도체로 제조되며 도금액 유입공(33) 및 도금액 유출공(34)이 형성되어 있다.

하부 원판(41)에는 양극봉(10)과 도금액 유입공(33)으로부터 유입된 도금액이 관통하는 중앙공(41a)이 형성되어 있다.

상부 원판(43)에는 양극봉(10)과 도금액 유입공(33)으로부터 유입된 도금액이 관통하는 중앙공(43a)이 형성되어 있다.

하부 원판(41)과 상부 원판(43) 사이에는 중간 원판(45)이 제공되며, 중간 원판(45)에는 상기 양극봉(10)과 상기 도금액 유입공(33)으로부터 유입된 도금액이 통과하는 중앙공(45a)이 구비된다.

또한, 베이스판(30)의 하부와 상부 원판(43)의 상부에는 각각 조임수단이 구비된다. 본 발명에서는 조임수단으로서 조임판(51)(53)과 조임쇠(61)(63)를 사용하였다. 베이스판(30)의 하부에는 하부 조임판(51)이 위치되며, 이 하부 조임판(51)에는 양극봉(10)이 기밀적으로 관통 고정되는 고정공(51a)이 형성된다. 하부 조임판(51)의 내부에는 도금액 유입공(33)에 연통된 제1 유로(52a) 및 도금액 유출공(34)에 연통된 제2 유로(52b)가 형성되어 있다.

상부 원판(43) 위에는 상부 조임판(53)이 위치되며, 이 상부 조임판(53)에는 양극봉(10)이 기밀적으로 관통 고정되는 고정공(53a)이 형성된다.

가이드 부시용 도금장치(100)의 조립시, 베이스판(30)과 하부 원판(41)과 가이드 부시(1)와 상부 원판(43)이 기밀적으로 결합되도록 하기 위해서는 하부 조임판(51)과 상부 조임판(53)을 양극(10)에 대하여 각각 축방향으로 조여야 한다. 나사형의 상부 및 하부 조임쇠(61)(63)는 양극봉(10)의 상하단에 형성된 나사가공부(10a)에 맞물려 조여지므로 하부 조임판(51)과 상부 조임판(53)을 베이스판(30)과 상부 원판(43)에 각각 압착시켜 가이드 부시(1)와 베이스판(30)과 상부 원판(43)과 하부 원판(41)과 중간 원판(45)에 의해 구성된 밀폐 공간을 기밀시킨다. 선택적으로, 나사형의 상부 및 하부 조임쇠(61)(63)와 조임판(51)(53) 사이에는 조임을 보다 확실하게 하기 위해 와셔 각각 끼워질 수도 있다.

본 발명에서는 도금액 공급수단으로서 펌프(70)을 사용하고 있다. 도금액은 펌프(70)에 의해 도금액 유입구(33)로 공급되는데, 펌프(70)는 그 일단이 유입 파이프(71)에 의해 제1 유로(52a)에 연결되며 타단이 도금조(90)에 연결되어 도금조(90)내의 도금액을 도금액 유입구(33)로 공급한다. 그러나, 본 발명에서는 도금액 공급수단으로서 펌프(70)을 사용하였지만, 만약 도금액 유입구가 밀폐 공간의 상부, 즉 상부 조임판(53)에 형성된다면 깔대기 형상의 도구에 의해 도금액을 수동으로 유입시킬 수도 있다.

가이드 부시(1)는 측공(2)과 플러그(21)에 의해 기밀적으로 결합되어 있으므로 가이드 부시(1) 내에 도금액이 채워지더라도 도금액이 측공(2)을 통해 유출되지는 않는다.

가이드 부시(1)의 내부의 도금액은 도금액 유출구(34)를 통해 유출되는데, 도금액 유출구(34)를 통해 유출된 도금액은 유출 파이프(81)에 의해 도금액 순환조(80)를 거쳐 도금조(90)로 복귀된다.

펌프(70)와 도금액 순환조(80)는 프레임(110)의 상부에 설치되며,도금조(90)는 프레임(110)의 하부에 설치된다.

하부 및 상부 원판(41)(43)과 중간판(45)은 하부 및 상부 조임판(51)(53)과 하부 및 상부 조임쇠(61)(63)에 의해 조여졌을 때 양극봉(10)에 대하여 그리고 서로에 대하여 기밀을 유지하기 위해 탄성을 갖는 절연체, 예를 들어 에폭시 수지로 제조되는 것이 바람직하다.

이와 같은 구성에 의한 본 발명의 도금장치에 따른 도금방법에 대하여 도 4 및 도 5를 참조하여 설명하기로 한다.

본 발명의 도금장치(100)에서는 중공형 부품을 도금하기 위해 중공형 부품을 음극으로 하고 도금액이 충전될 중공형 부품의 중공을 관통하도록 양극봉(10)을 설치하였다.

단계(S1)에서는 양극봉(10)을 조임수단에 의해 베이스판(30)에 고정시키는데, 베이스판(30)을 관통한 양극봉(10)에 하부 조임판(61)을 기밀적으로 삽입한 후 하부 조임쇠(61)에 의해 양극봉(10)에 대하여 고정시킨다. 이때, 제1 유로(52a)와 도금액 유입공(33) 및 제2 유로(52b)와 도금액 유출공(34)이 연통되도록 하부 조임판(61)을 베이스판(30)에 대하여 고정시킨다.

단계(S2)에서는 양극봉(10)이 관통하게 하면서 내부에 밀폐 공간을 형성하도록 베이스판(30) 위에 하부 원판(41)과 가이드 부시(1)와 중간 원판(45)과 상부 원판(43)을 적층한다. 이때, 베이스판(30)에 고정된 양극봉(10)을 관통하도록 하부 원판(41)을 상기 베이스 판(30) 위에 위치시킨 다음, 하부 원판(41) 위에 가이드 부시(1)를 양극봉(10)을 관통하도록 위치시키며, 이에 의해 가이드 부시(1)의 하부개구(4)는 하부 원판(41)에 의해 지지된다. 또한, 다수의 중간 원판(45)에 의해 다수의 가이드 부시(1)를 적층시킨 다음, 적층된 가이드 부시 중 최상부 가이드 부시(1) 위에 상부 원판(43)을 양극봉(10)을 관통하도록 위치시키며, 이에 의해 가이드 부시(1)의 상부 개구(3)가 상부 원판(43)에 의해 지지된다.

단계(S3)에서는 상부 원판(43)을 조임수단에 의해 압착시키는데, 상부 원판(43) 위에 위치된 상부 조임판(53)을 상부 조임쇠(63)에 의해 양극봉(10)에 대하여 고정시킨다. 이에 의해, 가이드 부시(1)와 하부 및 상부 원판(41)(43)이 서로에 대하여 기밀을 유지하게 된다.

단계(S4)에서는 가이드 부시(1)를 음극봉(20)에 연결한다. 가이드 부시(1)와 음극봉(20)은 플러그(21)에 의해 연결된다.

단계(S5)에서는 도금액 공급수단에 의해 상기 밀폐 공간으로 도금액을 공급한다. 상기 밀폐 공간 내로 공급된 도금액은 도금액 유출구(34)를 통해 도금액 순환조(80)를 거쳐 도금조(90)로 복귀된다.

한편, 종래의 청동 도금액에 의한 청동 도금에서는 주석의 함유량이 7 ~ 20중량% 이상인 청동합금도금 피막이 형성되므로 도금면의 표면 거칠기가 불량하므로 도금 피막을 두껍게 도금한 후 연마공정을 거쳐야 하는 단점이 있다. 또한, 도금시 사용되는 양극으로서 청동합금, 즉 주석을 10중량% 이상 함유한 구리-주석합금이 주로 사용되거나 구리만을 사용하므로 도금 속도가 느리다는 단점이 있다.

본 발명에서는 가이드 부시(1)의 내벽을 청동도금하기 위하여 청동도금액을 사용하며, 청동도금액은 음극봉(20)에 연결된 가이드 부시(1)와 도금액 내부에 설치된 양극봉(10)을 통전시킴으로써 전해되어 가이드 부시(1)의 내벽에 도금된다. 본 발명의 청동도금액은, 표 1에 나타낸 바와 같이, 35g/l의 시안화구리, 12 ~ 20g/l의 주석나트륨, 50 ~ 60g/l의 시안화나트륨, 8 ~ 10g/l의 수산화나트륨으로 구성된다.

구분	종래기술	본원 발명
구분	청동(Ⅰ)	청동(Ⅱ)	청동(Ⅲ)	청동(Ⅰ)
도금액조성	시안화구리	30g/l	40g/l	20 ~ 40g/l	35g/l
	주석산나트륨(3수염)	20g/l	38g/l	-	12 ~ 20g/l
	황산주석	-	-	3 ~ 10g/l	-
	주석산칼륨	-	-	35 ~ 40g/l	-
	시안화나트륨	50g/l	70g/l	-	50 ~ 60g/l
	시안화칼륨	-	-	50 ~ 90g/l	-
	수산화나트륨	7.5g/l	20g/l	-	8 ~ 10g/l
	수산화칼륨	-	-	7 ~ 20g/l	-
도금조건	온도(℃)	65℃	60 ~ 70℃	60 ~ 85℃	50 ~ 60℃
	전류밀도	1 ~ 5A	1 ~ 8A	2 ~ 10A	3 ~ 20A
	양극	90중량%Cu-10중량%Sn	90중량%Cu-10중량%Sn	90중량%Cu-10중량%Sn	스테인레스강
주석함유량	7 ~ 20중량%	12 ~ 15중량%	15중량%	7 ~ 9중량%

이러한 조성의 청동도금액을 사용하여 표 1의 도금조건에서 가이드 부시(1)의 내벽을 도금한 결과, 주석의 함유량이 7 ~ 9중량%인 청동합금도금 피막이 형성되므로 도금면의 표면 거칠기가 상당히 양호하게 되었다. 따라서, 본 발명의 청동도금액을 사용하면 도금 피막을 두껍게 도금한 후 연마공정을 거쳐야 하는 과정이 필요없게 된다. 또한, 본 발명에서는 청동 도금액 내에 설치되는 양극봉(1)을 스테인레스강으로 제조하였으며, 이에 의해 도금 속도가 종래에 비해 빨라지게 된다.

전술한 본 발명의 가이드 부시용 도금장치 및 도금방법에 의하면, 복잡한 마스킹 작업이 없이도 중공 원통형의 가이드 부시의 내벽만을 용이하게 도금할 수 있다. 부가적으로, 본 발명의 가이드 부시용 청동도금액에 의하면, 도금면의 표면 거칠기를 양호하게 함과 동시에 도금 속도를 빠르게 할 수 있다.

본 발명은 그 주요 특징을 이루는 사상을 벗어나지 않으면서 다른 특정 형태로 실시될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 이상의 예와 실시예는 어느 경우에나 제한적인 아닌 예시적인 것으로서 고려되어야 하며, 본 발명은 이상의 상세한 설명으로 한정되어서는 안 된다.

Claims

중공형 부품의 내벽만을 도금하기 위한 장치에 있어서,

중공형 부품 및 베이스판(30)과 기밀적으로 결합되어 내부에 밀폐 공간을 형성하는 하부 원판과 상부 원판과 중간 원판(41)(43)(45),

상기 밀폐 공간을 기밀적으로 관통하는 양극봉(10),

상기 중공형 부품이 연결되는 음극봉(20), 및

상기 밀폐 공간으로 도금액을 공급하는 도금액 공급수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 도금장치.
제1항에 있어서, 상기 중공형 부품은 측면에 하나의 측공(2)이 형성되며 상하부 개구(3)(4)가 형성된 원통형 가이드 부시(1)인 것을 특징으로 하는 도금장치.
제1항에 있어서, 상기 도금액 공급수단은 펌프(70)인 것을 특징으로 하는 도금장치.
제1항에 있어서, 상기 베이스판(30)에는 상기 양극봉(10) 및 상기 음극봉(20)이 관통 고정되는 양극봉 고정공(31) 및 음극봉 고정공(32)과 도금액 유입공(33) 및 도금액 유출공(34)이 형성된 것을 특징으로 하는 도금장치.
제1항에 있어서, 상기 베이스판(30)의 하부와 상기 상부 원판(43)의 상부에는 각각 조임수단이 구비된 것을 특징으로 하는 도금장치.
제1항에 있어서, 상기 양극봉(20)은 스테인레스강으로 제조된 것을 특징으로 하는 도금장치.
중공형 부품의 내벽만을 도금하기 위한 방법에 있어서,

양극봉(10)을 조임수단에 의해 베이스판(30)에 고정시키는 단계(S1),

상기 양극봉(10)이 관통하게 하면서 내부에 밀폐 공간을 형성하도록 베이스판(30) 위에 하부 원판(41)과 상기 중공형 부품과 중간 원판(45)과 상부 원판(43)을 적층하는 단계(S2),

상부 원판(43)을 조임수단에 의해 압착시키는 단계(S3),

상기 중공형 부품을 음극봉(20)에 연결하는 단계(S4),

도금액 공급수단에 의해 상기 밀폐 공간으로 도금액을 공급하는 단계(S5)를 포함하는 것을 특징으로 하는 도금방법.