JPS604267B2 - 微粒子添加物の分散装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、微粒子添加物の分散装置に係り、特に複合め
つき用めつき液に含まれる微粒子添加物を界面活性剤等
の分散剤を用いずに、しかも最も効果的に分散させるこ
とができ、また構造が極めて簡易なものとした分散装置
に関する。

複合めつきは、霞解めつきと異なり、めつき液に含まれ
ている還元剤によってめつき材を析出させて、金属の表
面にめつき層を形成するめつき法であり、特に自動車の
クラッチ用スプラィンシャフト等の擦過腐食を生じ易し
、摺動を伴なう高速重荷重を受ける機構部品の表面処理
に応用され、その自己潤滑性と耐摩耗性を著しく向上さ
せることができるものである。

このような大きな特長を示すのは、めつき材の中に、酸
化物、炭化物等のセラミック又は金属等の微粒子添加物
が分散析出しているためである。この微粒子添加物は、
直径１仏程度の円形微粒子であって、高い自己潤滑性と
耐摩耗性を金属めつき層に与えている。このような榎合
めつきを施すには、めつき液に例えばセラミックの微粒
子添加物を混合して分散させておき、該めつき液中に被
めつき物を所定時間浸潰してめつき材と微粒子添加物を
析出させてめつき層を形成する。

しかしめつき液中に混合された微粒子添加物は、その表
面張力によって、極めて凝集し易く、従ってこれをめつ
き液中に均一に分散させておくことは技術的に相当困難
である。

従来は、例えばニッケルの複合めつきの場合、硫酸ニッ
ケル（ＮｉＳＱ）にセラミック（ＳＩＣ）を微粒子添加
物として混合し、更に還元剤である媒介物質として次亜
リン酸ソーダ（ＮａＨ２Ｐ０２）を加えてメッキ液とし
、該めつき液に、セラミック（ＳＩＣ）の凝集を防止し
て分散させるため界面活性剤等の分散剤を混合し、めつ
き液槽にはェアを吹き込んで常に蝿梓させる装置が用い
られていた。

しかしながら上記従来装置によると、界面活性剤は老化
し易く、またその量が少なかったり、生産能率を高める
ため、めつき液の温度を少なくとも６０度Ｃ以上、望ま
しくは９０度Ｃ前後まで上げると、セラミック（ＳＩＣ
）を分散させる効果が薄れ、微粒子１は、第１図に示す
ように、めつき糟２のめつき液３内において凝集してし
まい、その結果金属表面に形成されるニッケルめつき層
内において、セラミック（ＳＩＣ）の微粒子１は凝集し
た形で部分的に偏在することになり、均質な複合めつき
層を得ることができない欠点があった。

また界面活性剤の量が多くなると、めつきの付着性が悪
化するので、余りその量を多くすることはできなかった
。またェアの吹込みのみでは、セラミック（ＳＩＣ）の
微粒子１を分散させることは不可能であり、いずれにし
ても、従来装置では界面活性剤の使用が不可避であり、
甚だ不都合が多かった。本発明は、上記した従来技術の
欠点を除くためになされたものであって、その目的とす
るところは、複合めつき用のめつき液に添加される微粒
子添加物を、界面活性剤等の分散剤を一切用いることな
く完全に均一に分散させることができるようにすること
であり、またこれによって、被めつき物表面に形成され
るめつき層内に均一に分散した微粒子添加物が析出存在
するようにして、自己潤滑性、耐摩耗性共に優れた複合
めつき層を得ることである。

また他の目的は、分散剤を用いないことによって、めつ
きの付着性を良好に保つと共に、めつき液の温度を高く
保つことを可能として生産能率の向上る図ることである
。更に他の目的は、めつき液をめつき液槽の底部から取
り出してめつき槽の外部で微粒子添加物を分散させて後
めつき液槽の上部に戻すことによって、微粒子添加物の
沈澱を防止し、最も効率的に微粒子添加物を分散させる
ことができるようにすることである。要するに本発明は
、酸化物、炭化物、金属等の微粒子添加物を含むめつき
液を用いる複合めつき装置において、該めつき装置のめ
つき糟の底部に、超音波発振装置を備えた前記微粒子添
加物の分散槽を蓮通接続し、該分散槽で前記微粒子添加
物に超音波振動を与えて前記めつき液中に分散させ、該
めつき液を前記めつき槽に戻すようにしためつき液搬送
手段を備えたことを特徴とするものである。以下本発明
を図面を示す実施例に基いて説明する。

第２図において、分散槽４には、酸化物、炭化物、金属
等、主としてセラミック（ＳＩＣ）の微粒子１の添加物
及び還元剤としての次塵リン酸ソ−ダー（Ｎａ比Ｐ０２
）を含む硫酸ニッケル（ＮｉＳ０４）からなるめつき液
３が入れてあり、該分散槽の底部４ａの下側には、超音
波発振装置５が取り付けてあり、該超音波発振装置から
発生する２皿ＨＺ以上の超音波振動がめつさ液３及びセ
ラミック（ＳＩＣ）の微粒子１に伝わるようになってい
る。

次に分散槽４の具体的な配置について説明すると、第３
図において、めつき槽６の底部６ａにパイプ７を蓮通接
続し、ポンプ８を介して該パイプを超音波発振装置５を
備えた分散槽４に蓮通接続し、ホース９を該分散槽の吐
出口４Ｍこ接続して、該ホースの一端９ａをめつき楢６
の上部６ｂに臨ませておく。即ち、基本的には、めつき
液３をめつき糟６の底部６ａからポンプ８により吸引し
て取り出し、分散槽４に送って、ここでめつき液３に超
音波発振装置５により超音波振動を与えて微粒子１を分
散させ、しかる後に該めつき液をめつき槽６の上部６ｂ
にホース９で戻すようにしたものである。しかし本発明
装置を実施に供する場合には、分散槽４とめつき槽６と
の間に、他の糟等を配設してもよく、以下本発明装置を
組み込んだ複合めつきのめつき液調整システム１１につ
いて第４図から第７図により説明する。

第４図において、めつき液調整システム１１は、めつき
糟６、該めつき槽の底部６ａに蓮通接続されたパイプ７
、ポンプ８、パイプ７の一端が蓮運接続され、微粒子添
加物の分散液槽１３ａと沈澱液槽１２ｂとを備えためつ
き液回収槽１２、該沈澱槽１２ｂに運通接続されると共
に一端が別の沈澱液槽１３に運通接続されたパイプ１４
、該パイプの途中に設けられたポンプ１５、沈澱槽１３
に隣接連通する分散槽４、該分散槽に蓮通接続されたパ
イプ１６、該パイプが蓮通接続された調整めつき液槽１
７、該調整めつき液槽からめつき檀６にめつき液を戻す
ためのホース９、該ホースの途中に設けられたポンプ１
８とを主要部とし、これらの他に被めつき物に付着した
微粒子添加物を洗浄して回収するための超音波洗浄槽１
９、該洗浄槽に設けられた分散液槽１９ａ、沈澱液槽１
９ｂ、該沈澱液槽１９ｂと沈澱液槽１３とに蓬通接続さ
れたパイプ２０、核パイプの途中に設けられたポンプ２
１、分散液槽１２ａ、１９ａと純水補給槽２２とに運通
接続されたパイプ２３、該純水補給槽と調整めつき液槽
１７とに蓮通するめつき液補給槽２４，２５が備えてあ
る。なお２６は水洗槽、２７は湯洗槽、２８は乾燥室、
２９は防錆油槽であり、また３０はめつき液予備槽、３
１はパシベート液（ＨＮ０３）槽である。

次に第５図から第７図によりめつき槽６の構造について
説明すると、該めつき糟６の側面６ｃ，６ｄには第５図
及び第６図に破線で示す隔膜３２，３３が設けてあり、
ホース９からのめつき液３は矢印３４，３５，３６で示
すようにめつき檀６の上部６ｂから側面６ｃ，６ｄと夫
々の隔膜３２，３３との間から下向きに入り、暖められ
てから少しずつめつき糟６内のめつき液３に混入される
ようになっている。

まためつき糟６の底部６ａは、第６図及び第７図に示す
ように、Ｖ字形の溝６ｅ，６ｅ，６ｅが設けられ、各溝
の底部にはェアパィプ３７，３８，３９が配設され、該
ェアパィプには下向きに４５度間隔でェアの吹出し穴３
７ａ，３８ａ，３９ａが夫々長手方向に多数あげられて
いて、ェアは矢印４０で示すように下向きに吹き出し、
各溝６ｅ，６ｅ，６ｅの底に沈澱する微粒子添加物を上
方に吹き上げるようになっている。本発明は、上記のよ
うに構成されており、以下その作用について説明する。
第３図において、めつき糟６のめつき液３には、従来方
法と異なり、界面活性剤等の分散剤は混入されていない
ので、セラミック（ＳＩＣ）の微粒子１は凝集してめつ
き糟６の底部６ａに沈澱しようとするが、ポンプ８によ
り該底部からめつき液３が吸引されて取り出され、分散
槽４に送られ、超音波発振送暦５から超音波振動を与え
られて該分散槽で微粒子１は分散し、それ以後は容易に
微粒子１が凝集しない乳白色のめつき液３となってホー
ス９によりめつき槽６の上部６ｂに戻される。従って、
この循環作用を繰り返していることによって、めつき液
３のすべてが微粒子１がきれいに分散した乳白色のめつ
き液３となり、該めつき液中に浸潰される被めつき物１
０｝こは、セラミック（ＳＩＣ）の微粒子１が均一に分
散した複合めつき層を形成することができる。一例とし
て「 硫酸ニッケル（ＮｉＳ０４）に、還元剤としての媒介物
質として次亜リン酸ソーダ（Ｎａ比Ｐ０２）を混合し、
これに直径１山程度のセラミック（ＳＩＣ）の微粒子を
添加して複合めつき用のめつき液を作り、これを容器に
入れてその底部から超音波発振装置により４弦ＨＺの超
音波振動を１分間与えたところ、ベージュ色に容器底部
に凝集沈澱していた微粒子が完全に分散し、めつき液は
乳白色となり、従来の複合めつき用のめつき液と全く異
なり、これを３日乃至４日間放置しても微粒子の凝集や
沈澱は生ぜず、めつき液は乳白色のままであつた。

次に第４図により、めつき液の調整システム１１におけ
る作用を説明すると、めつき槽６の底部６ａに沈澱した
微粒子添加物の多いめつき液３はパイプ７を通ってポン
プ８により吸引されて取り出され、めつき液回収槽１２
に送られ、ここで、よく分散しためつき液３は分散液槽
１２ａに入り、パイプ２３を通って純水補給槽２２に送
られ、一方微粒子添加物の沈澱した沈澱液は、沈澱液槽
１２ｂに入り、パイプ１４を介してパイプ１５により沈
澱液槽１３に送られ、分散槽４に入って、超音波振動を
受けて微粒子添加物が分散し、パイプ１６を介して調整
めつき液槽１７に送られる。

また純水補給槽２２から、めつき液はめつき液補給槽２
４，２５に順次送られ、調整めつき液槽１７に合流する
。一方複合めつきが終了した被めつき物は超音波洗浄槽
１９に入れられ、ここで付着していた微粒子添加物が振
り落され、沈澱液槽１９ｂに溜まり、ここからポンプ２
１によりパイプ２０を介して沈澱槽１３に送られて同様
に分散作用を受けて次へ送られる。

また分散液は分散液槽１９ａへ入ってパイプ２３により
純水補給槽２２へ送られる。調整めつき液槽１７には完
全に調整されためつき液が溜まり、ホース９を介してポ
ンプ１８によりめつき槽６に戻される。

めつき糟６においては、第５図から第７図に示すように
、ェアパイプ３７，３８，３９のェア吹出し穴３７ａ，
３８ａ，３９ａから下向きにェアが吹き出し、Ｖ字形の
溝６ｅに沈澱しようとした微粒子添加物を吹き上げ、蝿
拝している。

ホース９からめつき糟６の上部Ｓｂに戻されるめつき液
はかなり温度が下がっているので、隔膜３２，３０３と
各側面６ｃ，６ｄとの間に注入され、側面６ｃ，６ｄに
設けられた図示しない蒸気加熱器により暖められながら
該隔膜を通ってめつき液３内に少しずつ混入され、従っ
てめつき液３は常に適温に保たれ、微粒子添加物はきれ
いに分散し、理想的な状態で複合めつきをすることがで
きる。本発明は、上記のように構成され、作用するもの
であるから、複合めつき用のめつき液に添加される微粒
子添加物を、界面活性剤等の分散剤を−切用いることな
く完全に均一に分散させることができる効果が得られる
。またこれによって、被めつき物表面に形成されるめつ
き層内に均一に分散した微粒子添加物が析出存在するこ
とになるので、自己潤滑性、耐摩耗性共に優れた複合め
つき層を得ることができる効果が得られる。更には、界
面活性剤等の分散剤が一切不要となるので、めつきの付
着性を良好に保つことができ、かつめつき液の温度を高
くすることができるので、生産能率の向上を図ることが
できる効果が得られる。まためつき液をめつき糟の底部
から取り出してめつき槽の外部で微粒子添加物を分散さ
せて後めつき液槽の上部に戻すようにしたので、微粒子
添加物の沈澱を防止し、最も効率的に微粒子添加物を分
散させることができる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は微粒子添加物が凝集した状態を示すめつき糟の
縦断面図、第２図は本発明装置を用いて微粒子添加物を
分散させた状態を示す分散槽の縦断面図、第３図は本発
明を実施するための装置の概略縦断面図、第４図はめつ
き液調整システムを示すブロック図、第５図はめつき糟
の平面図、第６図は第５図のの−の矢視縦断面図、第７
図はめつき槽の底部の第６図と同様の拡大縦断面図であ
る。 １は微粒子、３はめつき液、４は分散槽、５は超音波発
振装置、６はめつき糟、６ａは底部、７，８，９はめつ
き液搬送手段を構成する夫々パイプ、ポンプ及びホース
である。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 酸化物、炭化物、金属等の微粒子添加物を含むめつ
   き液を用いる複合めつき装置ににおいて、該めつき装置
   のめつき槽の底部に、超音波発振装置を備えた前記微粒
   子添加物の分散槽を連通接続し、該分散槽で前記微粒子
   添加物に超音波振動を与えて前記めつき液中に分散させ
   、該めつき液を前読めつき槽に戻すようにしためつき液
   搬送手段を備えたことを特徴とする微粒子添加物の分散
   装置。