JP5005888B2 - 金属製品の生産方法 - Google Patents

Description

本発明は、メッキ層と刻印を有する金属製品の生産方法に関する。

例えば鉄製品などの金属製品には、地金属を腐食から保護するために防食メッキが施され、また、品質管理や品質保証のために、型式番号その他のマークが刻印されることが多い。

従来のメッキ層と刻印を有する金属製品は、刻印が形成された後にメッキ処理がされていた。
特になし

金属製品が小型である場合は、メッキ槽から引き上げた製品の表面に付着したメッキ液が厚いときは、これを薄くするため、遠心分離機に掛けることができるが、金属製品が遠心分離機に掛けることができないほど大型又は長尺である場合は、金属製品をメッキ槽から引き上げて単に引っ掛け具に吊り下げて乾燥させている。そのため、予め形成されている刻印の溝の中にメッキ液が流れ込み、乾燥終了時点には、溝の中に厚く形成されたメッキ層により溝が浅くなる結果、完成した金属製品の刻印が鮮明に見えないという問題があった。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、解決しようとする課題は、メッキ層と刻印を有する金属製品を、その刻印が鮮明に見えるように生産する方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明によるメッキ層と刻印を有する金属製品の生産方法は、金属製品にメッキを施した後に、その金属製品の表面に、刃先に曲率半径が０．５ｍｍ又は０．８ｍｍの丸みを有する刻印ポンチを用いて打刻することを特徴としている（請求項１）。

請求項１の発明によれば、メッキ処理の後に打刻するので、刻印の溝が厚いメッキ層により浅くなることはないので、刻印が鮮明に見える金属製品を生産することができる。また、刃先に曲率半径が０．５ｍｍ又は０．８ｍｍの丸みを有する刻印ポンチを用いて打刻するので、刻印の溝の内周面に金属製品の表面のメッキ層と等しい又はこれより薄いメッキ層を形成することが可能であり、刻印が鮮明に見えることに止まらず、溝内のメッキ層の消失を防止することができるので、メッキ後に打刻したために金属製品の防食性が損なわれることがない。

次に、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
図１は、本発明によるメッキ層と刻印を有する金属製品の生産方法の工程図、図２は比較例として刃先が角度を有する刻印ポンチ（以下、ポンチという。）を用いて生産された金属製品の一例の刻印された部分の一部の平面図、図３は同製品の刻印の一部の拡大断面図であり、（ａ）及び（ｂ）は異なる打刻荷重による溝内のメッキ層を示す。図４は同メッキ層に関する説明図、図５は本発明方法において用いる先端に丸みを有するポンチの一例を示す端面図、図６は先端に丸みを有するポンチで打刻した溝内のメッキ層を示す図４に対応する拡大断面図、図７は図４と図６の対比説明図である。

メッキ層と刻印を有する金属製品の本発明による生産工程は、図１に示すように、通常の製造方法により製造された金属製品、中でも、大型又は長尺の製品に対する、メッキ処理工程ｂと打刻工程ｄを主たる工程とするが、通常の方法と同様に、メッキ処理工程ｂの前後に行われる洗浄などの前処理工程ａと、乾燥などの後処理工程ｃとを含む。

メッキ処理工程ｂによるメッキは、その目的が防食、装飾のいずれでも良く、また、メッキ方法は後処理工程において金属製品の表面にメッキ液が付着している状況が発生するメッキ処理、すなわち、電気メッキと浸漬メッキのいずれでも良いが、この実施例では、金属製品が鉄製品で高い防食性が要望される場合の実施例として、浸漬メッキの溶融亜鉛メッキを行う場合について説明する。

また、打刻工程ｄは、打刻機によりポンチを用いて数字、文字、記号その他のマークを打刻して刻印するものである。

図２は、メッキ後の金属製品１の表面に対して打刻により数字１４０の刻印２が形成された例を示している。メッキ処理後の金属製品１の表面には、メッキ処理により生成される通常の膜厚のメッキ層３が均一に生成されているものとし、打刻はその金属製品の表面の所望位置に対して行われるものとする。メッキ処理後に打刻を行うので、膜厚が均一なメッキ層を有する金属表面に対してポンチで打刻されるから、その打刻により形成される刻印２の溝の内周面には、図３に示すように、金属表面のメッキ層３ａと等しい膜厚、又はそれよりも薄い膜厚のメッキ層３ｂ１，３ｂ２が残存することとなる。残存するメッキ層の厚さは、地金属１ａの硬度、打刻荷重、打刻深さ、メッキ層の伸び率、ポンチの刃先形状などにより、異なる。

図３（ａ）及び（ｂ）は、鉄製品に対して亜鉛メッキを施した後、それぞれ刃先が角度を有するポンチを用いて打刻荷重１５ｔ、２０ｔで打刻した場合の、図２の数字１の縦辺中央における断面図であり、とくに、刻印の溝内のメッキ層３ｂ１，３ｂ２の厚さの違いを示している。

図４に基づいてさらに詳述すると、打刻荷重及び打刻深さが地金属１ａの硬度及びメッキ層（亜鉛メッキ）の伸び率に見合ったもの（一例として、１５ｔ，０．４４ｍｍ）である場合に溝内に残存するメッキ層３ｂ１は、溝２の底に向かって多少薄くはなるものの、連続している。これに対し、打刻荷重及び打刻深さが地金属の硬度又はメッキ層の伸び率を越える場合（一例として、２０ｔ，０．５２ｍｍ以上）に残存するメッキ層３ｂ２は、溝の底の近辺において消失する。すなわち、溝の底に地金属が露出することとなる。

地金属の多少の露出は、地金属とメッキ金属の組み合わせによっては、犠牲防食作用により地金属の腐食が抑制されるから問題ないが、犠牲防食作用が働かない組み合わせの場合は地金属の腐食の原因となるので、好ましくない。犠牲防食作用が得られる地金属とメッキ金属の組み合わせは、鉄と亜鉛メッキ、ニッケルと亜鉛メッキなどがある。従って、本発明方法は、図３（ｂ）に示すような、刻印の溝の底においてメッキ層が若干消失する程度の深さに打刻される態様をも含むものである。

本発明方法の最良の実施の態様は、メッキ処理後の刻印の溝底部のメッキ層の消失の問題を解消するため、図５に例示するような、刃先４ａに丸みを有するポンチ４を用いて打刻することである。図６は、図４の刻印と同様に、溝幅１．２２〜１．２８ｍｍの溝を打刻する場合に、刃先の曲率半径（Ｒ）が０．５ｍｍ及び０．８ｍｍの２種類のポンチを用いて、打刻荷重２０ｔで打刻した場合の、図２の数字１の縦辺中央における拡大断面図である。Ｒ０．５ｍｍの場合は打刻荷重を２０ｔとしても、刃先が角度を有するポンチを用いて打刻荷重１５ｔで打刻した場合と等しい打刻深さとなり、かつ、その場合のメッキ層３ｂ１の膜厚とほぼ等しい膜厚のメッキ層３ｂ３が得られた。Ｒ０．８ｍｍは打刻深さをＲ０．５ｍｍの場合よりも浅くする狙いで定められた。この場合の溝２の深さは０．３５ｍｍ程度であるが、刻印は鮮明に見え、しかも、溝内のメッキ層の膜厚はＲ０．５ｍｍの場合よりも厚い。いずれの場合も、溝底部におけるメッキ膜厚は金属表面におけるメッキ膜厚の９０ないし９５％も残存している。図７は、刃先が鋭角を有するポンチと、刃先が丸いポンチで同じ溝幅の刻印を形成した場合の打刻深さと溝内のメッキ層の膜厚の違いを表している。なお、丸いポンチのメッキ膜厚は、図６と同一であるが、図７には簡明化のために破線３ｂ３，３ｂ４で示してある。図６及び図７から、刃先が丸いポンチを用いる場合は、刃先が鋭角を有するポンチの場合よりも打刻荷重を大きくしても、溝底部にメッキ層の消失が発生しないので、地金属とメッキ金属の組み合わせに関わりなく、防食性が損なわれることが確実に防止される。

本発明は、電気メッキ、浸漬メッキされる各種金属製品、例えば銘板、ネームプレートなどに利用可能である。

本発明によるメッキ層と刻印を有する金属製品の生産方法の工程図。 比較例として刃先が角度を有するポンチを用いて生産された金属製品の刻印された部分の一部の平面図。 異なる打刻荷重による溝内のメッキ層を示す刻印の一部の拡大断面図。 同メッキ層に関する説明図。 刃先に丸みを有するポンチの一例を示す端面図。 先端に丸みを有するポンチで打刻した溝内のメッキ層を示す図４に対応する拡大断面図。 図４と図６の対比説明図。

１ 金属製品
２ 刻印（溝）
３ メッキ層
３ａ 金属表面のメッキ層
３ｂ１〜３ｂ４ 溝内のメッキ層
４ ポンチ

Claims (1)

1. 金属製品にメッキを施した後に、その金属製品の表面に、刃先に曲率半径が０．５ｍｍ又は０．８ｍｍの丸みを有する刻印ポンチを用いて打刻することを特徴とするメッキ層と刻印を有する金属製品の生産方法。

Images