JP2006297479A - メッキ用アノード銅ボールの製造方法及びメッキ用アノード銅ボール - Google Patents
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Abstract
【課題】無給油で鍛造することでメッキ用アノード銅ボールを成形する場合でも、安定して製造することができるとともに、その表面に存在する平坦面を極力小さくして転がり性の良いメッキ用アノード銅ボールを製造する製造方法を提供する。
【解決手段】銅棒材を複数組のダイ２１とパンチ２２とで構成される金型２３によって冷間多段鍛造することによりボール材を形成するメッキ用アノード銅ボールの製造方法であって、ダイ２１の内壁面に圧接させることなく、銅棒材をその軸線方向に鍛造して、その端面の外周部をつぶしてテーパー面とした第１中間材３１を成形する第１鍛造工程を経て、第１中間材３１をボール状に成形することを特徴とする。
【選択図】図２
【解決手段】銅棒材を複数組のダイ２１とパンチ２２とで構成される金型２３によって冷間多段鍛造することによりボール材を形成するメッキ用アノード銅ボールの製造方法であって、ダイ２１の内壁面に圧接させることなく、銅棒材をその軸線方向に鍛造して、その端面の外周部をつぶしてテーパー面とした第１中間材３１を成形する第１鍛造工程を経て、第１中間材３１をボール状に成形することを特徴とする。
【選択図】図２
Description
本発明は、銅の電解メッキにおいて銅原料として使用されるメッキ用アノード銅ボールの製造方法に関する。
従来、携帯電話やコンピュータなどのプリント配線基板に銅メッキをする方法として、銅をアノード極、プリント配線基板をカソード極として、希硫酸溶液等のメッキ浴槽の中に浸漬し、通電する電解メッキが広く使用されている。この電解メッキは、アノード極とされた銅が希硫酸溶液中に溶け出し、カソード極とされたプリント配線基板の表面に銅メッキが施されるものである。
この電解メッキの銅原料となるアノード極としてボール状に形成された銅材（メッキ用アノード銅ボール）が使用され、メッキ浴槽の中にＴｉなどの耐食性材料で構成されたバスケットが配置され、そのバスケット内にメッキ用アノード銅ボールが順次装入されていくものが提案されている。銅材は溶液中に溶解していくため、順次消耗していくが、その消耗量に合わせてメッキ用アノード銅ボールを転がしてＴｉバスケットに装入できるので、連続して電解メッキを行うことができるものである。
メッキ用アノード銅ボールは、酸素量が２０ｐｐｍ以下の低酸素銅やリン脱酸銅などで構成されており、これらの素材を転造することにより製造されていた。転造によって製造されたメッキ用アノード銅ボールは真球度が高く転がり特性に優れているが、転造時に加熱されているためにその結晶粒が粗大化しており、スラッジ量が増加するといった問題があった。
メッキ用アノード銅ボールの他の製造方法としては、略円柱状の銅棒材を１段鍛造するものが挙げられるが、この方法では、ボール材の表面に平坦部が大きく形成されてしまい、銅ボールの転がり特性が劣るといった問題があった。
メッキ用アノード銅ボールの他の製造方法としては、略円柱状の銅棒材を１段鍛造するものが挙げられるが、この方法では、ボール材の表面に平坦部が大きく形成されてしまい、銅ボールの転がり特性が劣るといった問題があった。
そこで、ボール材を１段鍛造ではなく、多段鍛造によって成形する方法として、特許文献１に示す方法が知られている。円柱形の素材をその軸線方向に据え込み鍛造することにより、全体が略樽形の中間素材を成形し、この中間素材を、先端面に半球状のキャビティを有するパンチと、これに対向して半球状のキャビティを有するダイとで鍛造する仕上げ鍛造工程に提供するものである。
上記の方法では、樽形の中間素材を半球状のキャビティを有するダイとパンチとで鍛造されるので、ダイとパンチとで形成される球状の金型の中に金属が充填され、ボール材を成形することができる。
特開２００３−１８１５９０号公報
上記の方法では、樽形の中間素材を半球状のキャビティを有するダイとパンチとで鍛造されるので、ダイとパンチとで形成される球状の金型の中に金属が充填され、ボール材を成形することができる。
ところが、特許文献１に示された方法では、比較的硬度の高い鋼材で構成されたボールベアリング等の成形を対象としており、銅等の軟質材で構成されたボール材を成形することは考慮されていないものであった。
ここで、円柱形の素材は、所定の径を有するワイヤー材を適宜の長さでシャー切断することで得ることができるが、鋼材をシャー切断した場合には、切断面は円柱の周面に対して略垂直な面が形成される。したがって、円柱形の素材を鍛造する際には、この円柱形の素材の軸線とダイ及びパンチの軸線とが一致し、良好に鍛造を行うことができ、ボール材を成形することができる。
ここで、円柱形の素材は、所定の径を有するワイヤー材を適宜の長さでシャー切断することで得ることができるが、鋼材をシャー切断した場合には、切断面は円柱の周面に対して略垂直な面が形成される。したがって、円柱形の素材を鍛造する際には、この円柱形の素材の軸線とダイ及びパンチの軸線とが一致し、良好に鍛造を行うことができ、ボール材を成形することができる。
一方、銅等の軟質材をシャー切断した場合には、切断面の一部がシャーに引きずられ、切断面が円柱の周面に対して斜めになるといった問題があった。このように切断面が周面に対して傾斜した素材をその軸線方向に据え込み鍛造すると、円柱形の素材の軸線とダイ及びパンチの軸線とが一致せず、ボール材を成形することができないといった問題があった。
また、シャー切断時の歪によって切断面が加工硬化し、切断面の延性が局部的に落ちてしまうことがあった。このような円柱形の素材を、上記の半球状のキャビティを有するダイとパンチに加工硬化した切断面が向けられて鍛造された場合には、切断面の延性が低いためにキャビティ内への金属の流入がスムーズに行われず、キャビティの中心部、つまり端面の中央部となる部分に平坦部が大きく形成され、ボール材を成形できないといった問題があった。
また、メッキ用アノード銅ボールは、上記のようにメッキ浴槽内に浸漬されて使用されるので、銅ボールの表面に油が付着していた場合には、メッキ浴槽内を汚染してしまい、メッキ浴槽の洗浄が必要となって操業を阻害したり、異物が付着してメッキ不良が発生したりする等、メッキ工程の操業上いろいろなトラブルの原因となる。
そこで、メッキ用アノード銅ボールを成形する鍛造工程においては、ダイやパンチで構成される金型内に油を供給しないで、いわゆる無給油で行うのが好ましい。
そこで、メッキ用アノード銅ボールを成形する鍛造工程においては、ダイやパンチで構成される金型内に油を供給しないで、いわゆる無給油で行うのが好ましい。
しかしながら、無給油で鍛造を行う場合には、その金型内の充填率を高くして金型の内壁面に鍛造材が強く圧接させると、金型から鍛造材を取り出すことが困難となるため、充填率を低くする必要がある。特許文献１に記載された方法において、充填率の低い状態で冷間鍛造にてボール材を形成する場合には、金型内に銅が十分充填されず、ボール材を成形することができないといった問題があった。
また、特許文献１では、ボール材の周面にリング状のバリを形成しており、このバリを切削加工等で除去する必要があるが、切削加工時に切削油が使用されるので、油分の混入を嫌うメッキ用アノード銅ボールの成形には適用できないといった問題があった。また、バリを除去しているので、材料の歩留が悪く、製造コストが増加するといった問題があった。
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、無給油で冷間鍛造することでメッキ用アノード銅ボールを成形する場合でも、安定して製造することができるとともに、その表面に存在する平坦部を極力小さくして転がり性の良いメッキ用アノード銅ボールを製造する製造方法及びメッキ用アノード銅ボールを提供することを目的とする。
上記の課題を解決するために、本発明は、銅棒材を複数組のダイとパンチとで構成される金型によって冷間多段鍛造することによりボール材を形成するメッキ用アノード銅ボールの製造方法であって、前記ダイの内壁面に圧接させることなく、前記銅棒材をその軸線方向に鍛造して、その端面の外周部をつぶしてテーパー面とした第１中間材を成形する第１鍛造工程を経て、該第１中間材をボール状に成形することを特徴とする。
上記の製造方法では、第１鍛造工程によって銅棒材の端面の曲がり等が矯正される。また、ダイの内壁面に圧接させることなく鍛造されているので、第１中間材は金型内に強く固着されない。なお、圧接されることなくとは、材料が金型の内壁面に強く固着しない程度に当接されることを除外するものではない。
上記の製造方法では、第１鍛造工程によって銅棒材の端面の曲がり等が矯正される。また、ダイの内壁面に圧接させることなく鍛造されているので、第１中間材は金型内に強く固着されない。なお、圧接されることなくとは、材料が金型の内壁面に強く固着しない程度に当接されることを除外するものではない。
また、前記第１鍛造工程の後に、前記第１中間材を前記ダイの内壁面に圧接させることなく、前記テーパー面の内側をリング状に押圧することにより、その端面中央部に軸線方向に突出する凸部を形成した第２中間材を成形する第２鍛造工程を経て、該第２中間材をボール状に成形することにより、その端面の中央部に凸部を有する第２中間材が、最終的にボール材を形成する仕上げ鍛造工程に提供される。また、ダイの内壁面に圧接させることなく鍛造されているので、第２中間材は金型内に強く固着されない。
ここで、第１鍛造工程で形成したテーパー面は、この第２鍛造工程で鍛造する際に第１中間材を金型の中心に配置させるためのガイド部とされる。
ここで、第１鍛造工程で形成したテーパー面は、この第２鍛造工程で鍛造する際に第１中間材を金型の中心に配置させるためのガイド部とされる。
また、前記第２鍛造工程の後に、前記第２中間材の軸線方向中央部を前記金型に当接させることなく、軸線方向に鍛造してボール状に成形することにより、平坦面の少ないボールが成形されるとともに、ダイとパンチとがなす球体状のキャビティの赤道部分に空間が形成され、ダイ及びパンチの内面が半球面よりも小さくなり、ダイ及びパンチの開口部が外側に広がるような形状とされる。
また、本発明に係るメッキ用アノード銅ボールは、銅棒材を複数組のダイとパンチとで構成される金型によって冷間多段鍛造することにより製造されたメッキ用アノード銅ボールであって、前記冷間多段鍛造は、無給油にて行われることを特徴としている。
このメッキ用アノード銅ボールは、無給油の冷間多段鍛造によって製造されているので、メッキ用アノード銅ボール表面の油分が減少されるとともに、その結晶粒の粗大化が抑制されている。
このメッキ用アノード銅ボールは、無給油の冷間多段鍛造によって製造されているので、メッキ用アノード銅ボール表面の油分が減少されるとともに、その結晶粒の粗大化が抑制されている。
上記のメッキ用アノード銅ボールの製造方法では、その端面外周部にテーパー面を形成する第１鍛造工程を有するので、原料となる銅棒材の端面形状がシャー切断によって斜めに変形していても、端面の外周部にテーパー面が形成された第１中間材が成形され、このテーパー面がガイドとなって、その後の鍛造において第１中間材の軸線とダイやパンチの軸線とを一致させることができ、安定した鍛造を行うことができ、ボール材を成形することができる。
また、第１中間材が金型内に強く固着されないので、無給油で鍛造を行った場合でも、第１中間材を金型から離型することが容易にできる。
また、第１中間材が金型内に強く固着されないので、無給油で鍛造を行った場合でも、第１中間材を金型から離型することが容易にできる。
また、第２鍛造工程においては、第１鍛造工程において成形したテーパー面の内側をリング状に押圧するが、この際、リング状に押圧される部分の第１中間材とダイ及びパンチとの接触面積が小さいので、第１中間材全体が樽型に変形されるほどの力は付与されず、押圧された材料は、リング状の押圧部の内側、すなわちボールの中心軸方向へ流れ込み、材料の盛り上がりを生じる。この盛り上がり変形がボール頂上部の平坦面を盛り上げ、真球度を改善できる。
また、最終的にボール材を形成する仕上げ鍛造工程では、先端面に半球状のキャビティを有するパンチと、これに対向して半球状のキャビティを有するダイとで鍛造を行うが、この仕上げ鍛造工程に端面の中央部に凸部を有する第２中間材が提供されるので、半球状のダイとパンチとが互いに接近された際に、ダイあるいはパンチに形成された半球状のキャビティの中心に第２中間材の凸部が配置され、半球状のキャビティの中央部にこの凸部が潰されながら周囲に銅が流れ込むので、平坦部の少ないボール材を成形することができる。
さらに、仕上げ鍛造工程で使用されるダイ及びパンチの内面が半球面よりも小さくなり、ダイ及びパンチの開口部が外側に広がるような形状とされているので、金型内に油を供給せずに鍛造を行ってもダイやパンチからボール材を容易に取り出すことができる。
また、鍛造後のボール材の周面にリング状のバリが形成されないので、切削加工が不要となるとともに、材料の歩留が向上し、ボール材の製造コストを低減することができる。
また、鍛造後のボール材の周面にリング状のバリが形成されないので、切削加工が不要となるとともに、材料の歩留が向上し、ボール材の製造コストを低減することができる。
また、本発明に係るメッキ用アノード銅ボールによれば、メッキ用アノード銅ボール表面の油分が減少されているので、メッキ浴槽の油汚染を抑制してメッキ操業時のトラブルを防止できる。また、メッキ用アノード銅ボールの結晶粒の粗大化が抑制されているので、スラッジの発生を抑えることができる。
以上のように、本発明によれば、無給油で冷間鍛造することでメッキ用アノード銅ボールを成形する場合でも、安定して製造することができるとともに、その表面に存在する平坦部を極力小さくして転がり性の良いメッキ用アノード銅ボールを製造する製造方法及びメッキ用アノード銅ボールを提供することができる。
以下に、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
図１から図７に本実施の形態の銅棒材、第１中間材、第２中間材及びボール材の形状と、第１鍛造工程、第２鍛造工程、仕上げ鍛造工程で使用されるダイ及びパンチの模式図を工程順に示す。
図１から図７に本実施の形態の銅棒材、第１中間材、第２中間材及びボール材の形状と、第１鍛造工程、第２鍛造工程、仕上げ鍛造工程で使用されるダイ及びパンチの模式図を工程順に示す。
このメッキ用アノード銅ボールの製造方法に使用される原料として、図１に示すようなその外形が円柱形をなす銅棒材１１が供給される。この銅棒材１１は、例えば酸素の含有量が２０ｐｐｍ以下とされた低酸素銅や脱酸剤としてリンが３５０から６００ｐｐｍ含有されたリン脱酸銅で構成されており、ベルトキャスター式連続鋳造機で連続的に鋳塊が鋳造され、得られた鋳塊を連続圧延機で圧延して、所定の外径（本実施の形態では約３９ｍｍ）を有するワイヤー材がコイル状にして製出され、このワイヤー材を所定長さ（本実施の形態では約７７ｍｍ）でシャー切断することにより製造される。
上記の低酸素銅やリン脱酸銅のワイヤー材は、シャー切断した際に、シャーによって切断面の一部が引きずられ、その切断面、つまり銅棒材１１の端面１１ａ、１１ｂが、銅棒材の周面１１ｃに対して斜めに形成されてしまう。切断面の形状は切断の状況により大きく変動するため、銅棒材１１の形状は一定ではなく、様々な形状を呈する。
そこで、図２に示す第１鍛造工程においては、深い円柱状のキャビティを有するダイ２１と、浅い丸皿状のキャビティを有するパンチ２２とで構成される金型２３に、銅棒材１１がその端面１１ａ，１１ｂをダイ２１とパンチ２２にそれぞれ対向するように挿入され、銅棒材１１の軸線Ｌ方向に鍛造され、第１中間材３１が成形される。
そこで、図２に示す第１鍛造工程においては、深い円柱状のキャビティを有するダイ２１と、浅い丸皿状のキャビティを有するパンチ２２とで構成される金型２３に、銅棒材１１がその端面１１ａ，１１ｂをダイ２１とパンチ２２にそれぞれ対向するように挿入され、銅棒材１１の軸線Ｌ方向に鍛造され、第１中間材３１が成形される。
ダイ２１の底面２１ａの中央部には平面部２４ａが設けられ、その外周部にはダイ２１の開口部に向かうにしたがい漸次拡開する第１テーパー部２５ａが形成され、この第１テーパー部２５ａの外周部には、ダイ２１の開口部に向かうにしたがい漸次拡開する第２テーパー部２６ａが形成され、第２テーパー部２６ａのテーパー角は第１テーパー部２５ａのテーパー角よりも小さいものとされ、第２テーパー部２６ａに連なるようにダイ２１の内周面２１ｃがダイ２１の軸線に略平行に延びている。
また、パンチ２２には、ダイ２１の底部２１ａに対向するように、ダイ２１の底部２１ａに設けられた平面部２４ａ、第１テーパー部２５ａ、第２テーパー部２６ａと同じ形状とされた平面部２４ｂと第１テーパー部２５ｂと第２テーパー部２６ｂとが形成されている。
また、パンチ２２には、ダイ２１の底部２１ａに対向するように、ダイ２１の底部２１ａに設けられた平面部２４ａ、第１テーパー部２５ａ、第２テーパー部２６ａと同じ形状とされた平面部２４ｂと第１テーパー部２５ｂと第２テーパー部２６ｂとが形成されている。
したがって、図３に示すように、第１鍛造工程によって成形される第１中間材３１の端面３１ａ、３１ｂには、その中央部に平坦面３４ａ、３４ｂが形成され、平坦面３４ａ、３４ｂの外周には第１テーパー面３５ａ、３５ｂが形成され、第１テーパー面３５ａ、３５ｂの外周には第２テーパー面３６ａ、３６ｂが第１中間材３１の周面３１ｃに連なるように形成される。また、銅棒材１１の軸線Ｌ方向に鍛造されており、第１中間材３１の外形は、略樽型に形成される。
ここで、図２に示す第１鍛造工程では、ダイ２１（金型２３）の内周面２１ｃに圧接されないようにして鍛造されており、第１中間材３１の周面３１ｃはダイ２１の内周面２１ｃに強く押圧されていない状態である。また、第１鍛造工程では、第１中間材３１への油の付着を防止するために無給油状態で鍛造が行われる。
ここで、図２に示す第１鍛造工程では、ダイ２１（金型２３）の内周面２１ｃに圧接されないようにして鍛造されており、第１中間材３１の周面３１ｃはダイ２１の内周面２１ｃに強く押圧されていない状態である。また、第１鍛造工程では、第１中間材３１への油の付着を防止するために無給油状態で鍛造が行われる。
次に、図４に示す第２鍛造工程においては、深い円柱状のキャビティを有するダイ４１と、浅い丸皿状のキャビティを有するパンチ４２とで構成される金型４３に、第１中間材３１がその端面３１ａ、３１ｂをダイ４１とパンチ４２にそれぞれ対向するように挿入され、第１中間材３１の軸線Ｍ方向に鍛造され、第２中間材５１が成形される。
ダイ４１の底面４１ａの中央部には平面部４４ａが設けられ、その外周部には凹曲面状に形成された凹曲面部４５ａが形成され、この曲面部４５ａの外周部には、ダイ４１の軸線に対して垂直な環状平面部４６ａが形成され、この環状平面部４６ａに連なるようにダイ４１の内周面４１ｃがダイ４１の軸線に略平行に延びている。
また、パンチ４２には、ダイ４１の底部４１ａに対向するように、ダイ４１の底部４１ａに設けられた平面部４４ａ、凹曲面部４５ａ、環状平面部４６ａと同じ形状とされた平面部４４ｂと凹曲面部４５ｂと環状平面部４６ｂとが形成されている。
また、パンチ４２には、ダイ４１の底部４１ａに対向するように、ダイ４１の底部４１ａに設けられた平面部４４ａ、凹曲面部４５ａ、環状平面部４６ａと同じ形状とされた平面部４４ｂと凹曲面部４５ｂと環状平面部４６ｂとが形成されている。
したがって、図５に示すように、第２鍛造工程によって成形される第２中間材５１の端面５１ａ、５１ｂには、その中央部に平坦面５４ａ、５４ｂが形成され、平坦面５４ａ、５４ｂの外周には凸曲面部５５ａ、５５ｂが形成され、凸曲面部３５ａ、３５ｂの外周には環状平面５６ａ、５６ｂが第２中間材５１の周面５１ｃに連なるように形成される。この平坦面５４ａ、５４ｂと凸曲面部５５ａ、５５ｂとが凸部５７ａ，５７ｂを構成している。
ここで、図４に示す第２鍛造工程では、ダイ４１（金型４３）の内周面４１ｃに圧接されないようにして鍛造されており、第２中間材５１の周面５１ｃはダイ４１の内周面４１ｃに強く押圧されていない状態である。また、第２鍛造工程では、第２中間材５１への油の付着を防止するために無給油状態で鍛造が行われる。
ここで、図４に示す第２鍛造工程では、ダイ４１（金型４３）の内周面４１ｃに圧接されないようにして鍛造されており、第２中間材５１の周面５１ｃはダイ４１の内周面４１ｃに強く押圧されていない状態である。また、第２鍛造工程では、第２中間材５１への油の付着を防止するために無給油状態で鍛造が行われる。
次に、図６に示す仕上げ鍛造工程においては、半球状のキャビティを有するダイ６１と、これに対向して半球状のキャビティを有するパンチ６２とで構成される金型６３に、第２中間材５１がその端面５１ａ，５１ｂをダイ６１とパンチ６２にそれぞれ対向するように挿入され、第２中間材５１の軸線Ｎ方向に鍛造され、図７に示す外径が約５５ｍｍのボール材７０が形成される。仕上げ鍛造工程では、ボール材７０への油の付着を防止するために無給油状態で鍛造が行われる。
ここで、図６に示すように、ダイ６１とパンチ６２とが互いに当接されないように、ダイ６１とパンチ６２との間に空間ｇが形成された状態で鍛造される。したがって、第２中間材５１の周面５１ｃの中央部がダイ６１とパンチ６２とに当接されず、ボール材７０の赤道部分には、図７に示すようにリング部７０ｃが形成される。
そして、上述した第１鍛造工程、第２鍛造工程、仕上げ鍛造工程は、すべて冷間にて行われている。
そして、上述した第１鍛造工程、第２鍛造工程、仕上げ鍛造工程は、すべて冷間にて行われている。
以上のように製造されたメッキ用アノード銅ボールは、希硫酸溶液が貯留されたメッキ浴槽内に配置されたＴｉ製のバスケット内に供給されてアノード極とされ、カソード極としてプリント配線基板がメッキ浴槽内に浸漬されて通電されることにより、希硫酸溶液中に溶解され、プリント配線基板の表面に銅メッキが形成される。ここで、メッキ用アノード銅ボールが転がされて、メッキ浴槽内に配置されたＴｉ製バスケット内に補充され、連続的に銅メッキが行われる。
上記のメッキ用アノード銅ボールの製造方法においては、その端面外周部にテーパー面３５、３６を形成する第１鍛造工程により第１中間材３１が成形されるので、鍛造に供給される銅棒材１１の形状が一定でない場合でも、第１鍛造工程後の第２鍛造工程において、このテーパー面３５、３６がガイドとなり、第１中間材３１の軸線とダイ４１やパンチ４２の軸線とを一致させることができ、安定した鍛造を行うことによりボール材を成形することができる。
また、第１鍛造工程では、第１中間材３１への油の付着を防止するために無給油状態で鍛造が行われるが、ダイ２１（金型２３）の内周面２１ｃに圧接されないようにして鍛造されており、第１中間材３１の周面３１ｃはダイ２１の内周面２１ｃに強く押圧されておらず、例えばダイ２１の底部２１ａの平面部２４ａに穴を設けて、この穴からエジェクトピンを装入して第１中間材３１の端面を押圧することにより、第１中間材３１を容易に離型することができる。
また、上記のメッキ用アノード銅ボールの製造方法においては、第２鍛造工程によって、端面の中央部に凸部５７を有する第２中間材５１が成形されるので、仕上げ工程において、半球状のキャビティを有するダイ６１と、これに対向して半球状のキャビティを有するパンチ６２とで鍛造を行った場合に、半球状のキャビティの中央部にこの凸部５７が配置され、半球状のキャビティの中央部にこの凸部５７が潰されることによって銅が流れ込むので、平坦部の少ないボール材を成形することができる。
また、第２鍛造工程では、第２中間材５１への油の付着を防止するために無給油状態で鍛造が行われるが、ダイ４１（金型４３）の内周面４１ｃに圧接されないようにして鍛造されており、第１中間材５１の周面５１ｃはダイ４１の内周面４１ｃに強く押圧されておらず、例えばダイ４１の底部４１ａの平面部４４ａに穴を設けて、この穴からエジェクトピンを装入して第２中間材５１の端面を押圧することにより、第２中間材５１を容易に離型することができる。
したがって、上記のメッキ用アノード銅ボールの製造方法においては、メッキ用アノード銅ボールを安定して転がすことができ、Ｔｉ製バスケットに確実に補充され、銅メッキを連続して行うことができるメッキ用アノード銅ボールを提供することができる。
さらに、冷間鍛造にて製造されているので、メッキ用アノード銅ボールの結晶粒が粗大化することがなく、スラッジの発生を抑えることができる。
さらに、冷間鍛造にて製造されているので、メッキ用アノード銅ボールの結晶粒が粗大化することがなく、スラッジの発生を抑えることができる。
なお、本実施の形態においては、３段鍛造でボールを成形するもので説明したが、これに限定されるものではなく、第１鍛造工程と第２鍛造工程との間で複数の鍛造工程を行っても良い。
また、銅棒材１１がベルトキャスター式連続鋳造機と連続圧延機とで製造されるもので説明したが、これ以外の方法で製造されていても良く、例えばビレット材を高温押し出しすることでワイヤー材を製造し、これを切断しても良い。
また、銅棒材１１がベルトキャスター式連続鋳造機と連続圧延機とで製造されるもので説明したが、これ以外の方法で製造されていても良く、例えばビレット材を高温押し出しすることでワイヤー材を製造し、これを切断しても良い。
本発明の効果を確認するために評価実験を行った。その結果を以下に示す。比較実験１では、メッキ用アノード銅ボールの表面油量を評価した。本発明例として、前述した実施形態である製造方法によって製造されたメッキ用アノード銅ボールを試験に供した。比較例１として、給油しながら鍛造することによって製造されたメッキ用アノード銅ボールを試験に供した。
これらのメッキ用アノード銅ボールを溶媒Ｈ９９７（株式会社堀場製作所）に浸漬し、メッキ用アノード銅ボール表面の油分を抽出し、この溶媒Ｈ９９７をＦＴ−ＩＲ（フーリエ変換赤外線分光光度計）により、Ｈ−Ｃ結合を測定し、油分として評価した。
これらのメッキ用アノード銅ボールを溶媒Ｈ９９７（株式会社堀場製作所）に浸漬し、メッキ用アノード銅ボール表面の油分を抽出し、この溶媒Ｈ９９７をＦＴ−ＩＲ（フーリエ変換赤外線分光光度計）により、Ｈ−Ｃ結合を測定し、油分として評価した。
評価結果を表１に示す。
無給油で鍛造を行った本発明例の表面油量は比較例の１／５まで低減されており、本発明によれば、メッキ浴槽内を汚染するおそれの少ないメッキ用アノード銅ボールを提供できることが確認された。
次に、比較実験２では、スラッジ量について評価した。本発明例として、前述した実施形態である製造方法によって製造されたメッキ用アノード銅ボールを試験に供した。比較例２として、転造によって製造されたメッキ用アノード銅ボールを試験に供した。
直径５５mmのメッキ用アノード銅ボールをＴｉ棒に吊り下げ、浴量１５００ｍｌ、浴温度３０℃の硫酸浴中で、陰極として真鍮板を使用し、陰極表面積０．９５ｄｍ２、陰極表面積０．６ｄｍ２として電解メッキを、電流値を３．６ｍＡに保持して２４時間実施した。その後の電解浴槽の槽底に沈降したスラッジを採取、乾燥させてスラッジの重量を測定して評価した。
直径５５mmのメッキ用アノード銅ボールをＴｉ棒に吊り下げ、浴量１５００ｍｌ、浴温度３０℃の硫酸浴中で、陰極として真鍮板を使用し、陰極表面積０．９５ｄｍ２、陰極表面積０．６ｄｍ２として電解メッキを、電流値を３．６ｍＡに保持して２４時間実施した。その後の電解浴槽の槽底に沈降したスラッジを採取、乾燥させてスラッジの重量を測定して評価した。
評価結果を表２に示す。
冷間鍛造によって製造された本発明例のスラッジ量は比較例の２／３に低減されており、本発明によればスラッジ量を低減できることが確認された。
１１ 銅棒材
２１、４１、６１ ダイ
２２、４２、６２ パンチ
２３、４３、６３ 金型
３１ 第１中間材
３５ａ、３５ｂ 第１テーパー面
３６ａ、３６ｂ 第２テーパー面
４６ａ、４６ｂ 環状平面部
５１ 第２中間材
５６ａ、５６ｂ 環状平面
５７ａ、５７ｂ 凸部
７０ ボール材
２１、４１、６１ ダイ
２２、４２、６２ パンチ
２３、４３、６３ 金型
３１ 第１中間材
３５ａ、３５ｂ 第１テーパー面
３６ａ、３６ｂ 第２テーパー面
４６ａ、４６ｂ 環状平面部
５１ 第２中間材
５６ａ、５６ｂ 環状平面
５７ａ、５７ｂ 凸部
７０ ボール材
Claims (4)
- 銅棒材を複数組のダイとパンチとで構成される金型によって冷間多段鍛造することによりボール材を形成するメッキ用アノード銅ボールの製造方法であって、
前記ダイの内壁面に圧接させることなく、前記銅棒材をその軸線方向に鍛造して、その端面の外周部をつぶしてテーパー面とした第１中間材を成形する第１鍛造工程を経て、該第１中間材をボール状に成形することを特徴とするメッキ用アノード銅ボールの製造方法。 - 請求項１に記載のメッキ用アノード銅ボールの製造方法であって、
前記第１鍛造工程の後に、前記第１中間材を前記ダイの内壁面に圧接させることなく、前記テーパー面の内側をリング状に押圧することにより、その端面中央部に軸線方向に突出する凸部を形成した第２中間材を成形する第２鍛造工程を経て、該第２中間材をボール状に成形することを特徴とするメッキ用アノード銅ボールの製造方法。 - 請求項２記載のメッキ用アノード銅ボールの製造方法であって、
前記第２鍛造工程の後に、前記第２中間材の軸線方向中央部を前記金型に当接させることなく、軸線方向に鍛造してボール状に成形することを特徴とするメッキ用アノード銅ボールの製造方法。 - 銅棒材を複数組のダイとパンチとで構成される金型によって冷間多段鍛造することにより製造されたメッキ用アノード銅ボールであって、
前記冷間多段鍛造は、無給油にて行われることを特徴とするメッキ用アノード銅ボール。
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