JPH03130390A - クロムめっき被覆を有する鋳鉄の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、クロムめっき被覆を有する鋳鉄の製造方法に
関するものであり、例えばクロムめっき被覆を有する鋳
鉄製シリンダを表面欠陥無しに製造する用途に適するも
のである。

［従来の技術］ 従来、製紙用ロールのうち、湿紙の乾燥に利用する鋳鉄
製のドライヤーシリンダに対してクロムめっき被覆を施
すことが一般に行われている。その目的は、製紙原料中
に含まれる種々の化学薬品からドライヤーシリンダを保
護する、いわゆる防食効果と錆等の発生による紙の汚染
防止にある。

ところが、素地金属が鋳物であることから鋳巣が存在す
るために、クロムめっき被覆が表面に被覆されていない
欠陥部がピンホール状に発生することがある。この場合
、防食効果の低下は勿論のこととして、欠陥部（窪み）
に紙粉が溜まりやすく、これが時として製造された紙に
付着するといった弊害を呈すのが実状である。

このような理由から、ドライヤーシリンダの表面に施さ
れるクロムめっき被覆は、出来るだけ無欠陥であること
が望まれ、現実的な対処法として、欠陥部（鋳巣）を事
前に検査し、その全てについて事前に埋金することによ
り、欠陥部の発生を防止して来た。

第６図は従来のドライヤーシリンダの製造工程を示して
いる。同図に示すように、従来は、鋳造されたドライヤ
ーシリンダの表面をグラインダにより研摩した後、表面
を更に平滑にして欠陥部の発見を容易とするためにパフ
研摩を施し、欠陥部（鋳巣）を検査し、欠陥部の埋金補
修を行い、脱脂、清浄化の後、クロムめっきを施し、仕
上げ研摩を行う工程としていた。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、ドライヤーシリンダは鋳造ロット毎のバラツ
キにより鋳巣の数に極端なバラツキを生じやすく、時に
は数十個以上の欠陥部を補修しなければならないといっ
た事態も発生し、現実問題として埋金による補修工数の
増加、鋳巣の見落とし、埋金補修の不具合など問題点も
多く、無欠陥のクロムめっき被覆を行うことは困難であ
った。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、表面の欠陥部の少ないクロムめ
っき被覆を有する鋳鉄の製造方法を提供することにある
。

［課題を解決するための手段］ 本発明者らは、従来技術の問題点を解決するべく、種々
検討した結果、鋳鉄の表面を従来と同じようにグライン
ダ研摩した後、＃３０〜＃４００の粒度の研摩材を用い
てブラスチングし、次いでニッケルめっき被覆を３０μ
ｍ以上施し、再度グラインダ研摩することにより、鋳鉄
の表面に無欠陥のクロムめっき被覆を施せることを発見
した。

ここで、研摩材としては、アルミナ質研摩材、炭化ケイ
素質研削材などの他、粒度が合致すればショットピーニ
ング用の各種ショットをも使用できる。

また、ニッケルめっき被覆はワット浴、スルファミン酸
浴、全塩化物浴などを利用できるが、厚みは少なくとも
３０μｍ以上は必要である。その理由については後述す
るが、窪み部分に形成されたニッケルを他の部分と面一
にするための研削量が必要なためである０本発明のクロ
ムめっき法を適用できる鋳鉄としては、ねずみ鋳鉄品、
球状黒鉛鋳鉄品、可鍛鋳鉄品、合金鋳鉄品、などがある
。

また、本発明のクロムめっき法は、製紙用のドライヤー
シリンダに限らず、一般に鋳鉄品に耐食性を付与しよう
とする場合の全てに利用できるものである。

［作用］ 以下、本発明の原理を第１図〜第５図を参照しながら説
明する。第３図（ａ）〜（ｅ）は、鋳鉄１０表面に存在
する欠陥部２の形状を例示している。この状態の表面に
、第４図（ａ）〜（ｅ）に示すように、クロムあるいは
ニッケルめっき被覆３を施しても、欠陥部２は消失しな
い、しかるに、適度な粒径の研摩材を利用してブラスチ
ングすると、鋳鉄１の欠陥部２は消失しないものの、第
５図（ａ）〜（ｃ）に示すように、なだらかな形状に変
化する。ここで、研摩材の粒度を規制している理由は、
粒度が小さい（粒径が大きい）と欠陥部の平坦化の効果
はあるが、正常面が■化され過ぎて、めっきのピンホー
ルが多発するようになり、粒度が大きく（粒径が小さく
）なると鋳鉄品の表面欠陥を平坦化する能力が低下する
ことによる。

ところで、鋳鉄品の欠陥部（鋳巣）がブラスチングによ
って平坦化されるのであれば、ニッケルめっき被覆は不
要ということになるが、種々検討したところ、クロムめ
っき被覆だけで無欠陥の表面とするには、次のような問
題点が存在することが判明した。

（イ）ブラスチングによって鋳鉄の表面欠陥部が平坦化
されたといっても、それは鋭角的な部分が消失しただけ
であって、窪みは浅くなったものの依然として存在して
おり、クロムめっきの被覆力では完全に欠陥部を除去で
きない場合があり、特に鋳鉄の場合、鋳鉄の表面に存在
する鋳砂（ケイ素〉、炭素（カーボン）などがクロムめ
っきの析出を阻害し、元の鋳巣以外の部分に新たな欠陥
（ピンホール）を形成しやすい。

（ロ）ニッケルめっきは、鋳鉄表面にインクルージヨン
（介在物）に影響されずに皮膜を形成でき、クロムめっ
きよりも被覆力が高いので、平坦化された鋳巣の中にも
効果的に析出する。したがって、ニッケルめっき後にも
依然として元の欠陥部に窪みを形成しているものの、次
工程のグラインダ研摩で表面を面一とするので、何ら問
題が無い。第１図（、）〜（ｃ）は鋳鉄１の表面をブラ
スチングした後、ニッケルめっきｗｌ、覆３を施した状
態、第２図（ａ）〜（ｃ）はニッケルめっき被覆３をグ
ラインダで研摩して表面を面一とした後の状態を示す断
面図である。

なお、ニッケルめっき被覆を施した後の窪みの深さは多
くの場合３０μ麺までである。したがって、ニッケルめ
っき被覆の厚みは少なくとも３０μｍ以上とすることが
望ましい。

［実施例］ 本発明者らは、胴部の直径が３００ＩＩＩ１１、軸方向
の長さが３３０１１ＩＩ１１である鋳鉄製シリンダを３
本件製した。これらの表面をそれぞれグラインダ研摩し
、試験に供した。これら３本のシリンダは、加工前の欠
陥部の状態を知っておくために、全てパフ研摩した６表
面検査の終了した３本のシリンダについて、次の工程に
より試料Ａ−Ｃを作製した。

絞佳Ｌ（比較例） 第７図は試料Ａの表面をパフ研摩した後の表面状態を示
す顕微鏡写真であり、同図（ａ）　、　（ｂ）　、　（
ｃ）はそれぞれ試料Ａの表面における３扁所の欠陥部ａ
、ｂ、ｃを示している。この状態では、欠陥部ａ、ｂ、
ｃの他にも無数の欠陥部が存在しており、その個数は数
え切れない。また、欠陥部の最大径は１．０＋ｎｍ程度
である。

第８図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）は上記パフ研摩
後の試料Ａの表面に２５０μ論のクロムめっき被覆を施
して、その表面をパフ研摩した後の表面状態を示す顕微
鏡写真であり、それぞれ第７図（ａ）　、　（ｂ）　、
　（ｃ）に対応する箇所を撮影したものである。この状
態でも欠陥部は無数に存在しており、数え切れない、ま
た、欠陥部の最大径は０．７ｍｍ＋程度である。

第７図と第８図とを比較すれば明らかなように、クロム
めっき被覆後のパフ研摩により欠陥部の大きさは成る程
度は縮小するが、実用に耐えるものではない。

攻粍４（比較例） 第９図は試料Ｂの表面をパフ研摩した後の表面状態を示
す顕微鏡写真であり、同図（ａ）　、　（ｂ）　、　（
ｃ）はそれぞれ試料Ｂの表面における３箇所の欠陥部ａ
、ｂ、ｃを示している。この状態では、欠陥部ａ、ｂ、
ｃの他にも無数の欠陥部が存在しており、その個数は数
え切れない。また、欠陥部の最大径は１．０間程度であ
る。

第１Ｏ図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｅ）は上記パフ研
摩後の試料Ｂの表面に１５０μ鍮のニッケルめっき被覆
を施して、その表面をパフ研摩した後の表面状態を示す
顕微鏡写真であり、それぞれ第９図（ａ）　、　（ｂ）
　、　（ｃ）に対応する箇所を撮影したものである。こ
の状態では、径が０．２〜０．７＋ａｍの欠陥部が６７
個存在していた。

第９図と第１０図とを比較すれば明らかなように、ニッ
ケルめっき被覆後のパフ研摩により欠陥部の個数は大幅
に少なくなり、残った欠陥部の大きさも可成り縮小する
が、小さなピンホール状の欠陥部は残ることになる。

第１１図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）は上記ニッケ
ルめっき被Ｆ！後にパフ研摩を施した試料Ｂの表面に１
００μｍのクロムめっき被覆を施して、その表面をパフ
研摩した後の表面状態を示す顕微鏡写真であり、それぞ
れ第１０図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）に対応する
箇所を撮影したものである。この状態では、径が０．１
〜０．７■の欠陥部が２３個存在していた。

第９図と第１０図及び第１１図を比較すれば明らかなよ
うに、ニッケルめっき被覆後のパフ研摩とクロムめっき
被覆後のパフ研摩を順に施すことにより、欠陥部を個数
を大幅に減らすことができる。また、残った欠陥部の大
きさも訓戒り小さくすることができる。しかしながら、
ピンホール状の小さな欠陥部は残ることになり、実用に
供することは困難である。

絞止急（本発明〉 第１２図は試料Ｃの表面をパフ研摩した後の表面状態を
示す顕微鏡写真であり、同図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は
それぞれ試料Ｃの表面における３箇所の欠陥部ａ、ｂ、
ｃを示している。この状態では、欠陥部ａ、ｂ、ｃの他
にも無数の欠陥部が存在しており、その個数は数え切れ
ない、また、欠陥部の最大径は１．０ｍｍ程度である。

第１３図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）は上記パフ研
摩後の試料Ｃの表面に＃１５０エメリーによりブラスチ
ングを施した後の表面状態を示す顕微鏡写真であり、そ
れぞれ第１２図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）に対応
する箇所を撮影したものである。この状態では、表面が
粗化されて、欠陥部の状態や数量は計数できない。

第１４図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）は上記ブラス
チング後の試料Ｃの表面に１５０μｍのニッケルめっき
被覆を施して、その表面をパフ研摩し、さらにグライン
ダにより表面を５０μｍ研削した後の表面状態を示す顕
微鏡写真であり、それぞれ第１３図（ａ）。

（ｂ）、（ｅ）に対応する箇所を撮影したものである。

この状態では、欠陥部ａ、ｂ、ｃは消滅した。また、そ
れ以外の欠陥部も激減し、径が０．１〜０．２ｍｅｅの
欠陥部が２個残った。なお、ニッケルめっき被覆を施し
て、その表面をパフ研摩した後、グラインダによる表面
研削を施す前の状態では、径が０゜１〜０．５１の欠陥
部が２３個存在していた。

第１３図と第１４図とを比較すれば明らかなように、ブ
ラスチングと、ニッケルめっき被覆後のパフ研摩、及び
グラインダによる表面研削を順に施すことにより欠陥部
の個数は飛躍的に減少し、残った欠陥部の大きさも極め
て小さくなる。

第１５図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）は上記ブラス
チングと、ニッケルめっき被覆後のパフ研摩、及びグラ
インダによる表面研削を順に施した□試料Ｃの表面に１
００μｍのクロムめっき被覆を施して、その表面をパフ
研摩した後の表面状態を示す顕微鏡写真であり、それぞ
れ第１４図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）に対応する
箇所を撮影したものである。この状態では、欠陥部ａ、
ｂ、ｅ以外の欠陥部も全て消滅し、試料Ｃの表面は完全
に無欠陥となった。

なお、本発明者らはニッケルめっき被覆を施すためにワ
ット浴を用いたが、スルファミン酸浴や全塩化物浴を用
いても良い、各めっき浴の条件を以下に例示する。

Ｚムヒ糺 ｐＨ 硫酸ニッケル（７水塩） 塩化ニッケル（６水塩） ホウ酸 アンチビッタ− アジチージョン １．０〜５．０ ２００〜３００ｇ／ｉ’ Ｏ〜１００ｇ＃ １５〜５０ｇ７１ 適量 エア 温度　　　　　　　　　　　　４０〜６０℃電流密度　
　　　　　　　　　０．５〜１０＾／ｄ１スルフアミン
　゛パ ｐＨ３，０〜５．０ スルファミン酸＝ックル（４水塩）　　　　　　　　２
００〜６００ｇ／ｌ塩化ニッケル（６水塩）　　　　Ｏ
〜５０８／１ホウ酸　　　　　　　　　　　１５〜５０
ｇ／ｌアンチビッター　　　　　　　適量 アジチージョン　　　　　　　静止又はカソード２０ツ
キンク゛ 温度　　　　　　　　　　　　３０〜６０℃電流密度　
　　　　　　　　　０．５〜１５＾／ｄｍ２諭Σ填り且
２並り注Ｌ ｐＨ２，０〜４．０ 塩化ニツケル（６水塩）２００〜４００ｇ／ｌホウ！！
！　　　　　　　　　　　　　１５〜５０ｇ＃！アジチ
ージョン　　　　　　　エア 温度　　　　　　　　　　　　４０〜７０℃電流密度　
　　　　　　　　　０．５〜１２＾／ｄｍ２また、本発
明者らはクロムめっき被覆を施すためにサージェント浴
を用いたが、ケイフッ化浴を用いても良い、各めっき浴
の条件を以下に例示する。

竺：Ｓこ孟邊二ヒ格− 無水クロム酸　　　　　　　　１００〜４００ｇ／ｌ硫
酸　　　　　　　　　　　　無水クロム酸の１１５０〜
１／１５０量 温度　　　　　　　　　　　　２０〜６０℃電流密度　
　　　　　　　　　１０〜８０＾／ｄ「１乞套ＬＬ血汲 無水クロム酸　　　　　　　　１５０〜４００ｇ／ｌ硫
酸　　　　　　　　　　　　０．５〜２．０ｇ／ｌケイ
フッ化ナトジナトリウム　０．５〜１０ｇ、＃温度　　
　　　　　　　　　　３５〜６０℃電流密度　　　　　
　　　　　１０〜７０＾／ｄｍ”［発明の効果］ 本発明にあっては、上述のように、鋳鉄表面へのブラス
チングにより鋳鉄の表層近傍に存在する鋳巣を除去ある
いは変形させた後、ニッケルめっき被覆を施し、該ニッ
ケルめっき被覆の表面を研摩した後、クロムめっき被覆
を施すようにしたので、鋳鉄の鋳巣に起因するクロムめ
っき被覆の欠陥部を激減させることができるという効果
がある。

また、鋳鉄の鋳巣に埋金する従来法に比べると、製造が
容易になるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は本発明の原理説明のための断面図、
第６図は従来のドライヤーシリンダの製造工程図、第７
図及び第８図は第１の試料の表面状態を示す顕微鏡写真
、第９図乃至第１１図は第２の試料の表面状態を示す顕
微鏡写真、第１２図乃至第１５図は第３の試料の表面状
態を示す顕微鏡写真である。 １は鋳鉄、２は欠陥部（鋳巣）、３はニッケルめっき被
覆である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）鋳鉄表面に粒度＃３０乃至＃４００の研摩材によ
   りブラスチングを施して鋳鉄の表層近傍に存在する鋳巣
   を除去あるいは変形させた後、少なくとも３０μｍ以上
   の厚みのニッケルめっき被覆を施し、該ニッケルめっき
   被覆の表面を研摩した後、クロムめっき被覆を施すこと
   を特徴とするクロムめっき被覆を有する鋳鉄の製造方法
   。