JPH11189893A - 合金のメッキ製品およびその製造方法、ならびに樹脂成形用金型およびその製造方法 - Google Patents

合金のメッキ製品およびその製造方法、ならびに樹脂成形用金型およびその製造方法

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JPH11189893A
JPH11189893A JP35534197A JP35534197A JPH11189893A JP H11189893 A JPH11189893 A JP H11189893A JP 35534197 A JP35534197 A JP 35534197A JP 35534197 A JP35534197 A JP 35534197A JP H11189893 A JPH11189893 A JP H11189893A
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JP
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plating layer
alloy
nickel plating
thickness
iron
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JP35534197A
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Motoo Kawasaki
元雄 川崎
Sumiko Ono
すみ子 大野
Hidehiro Yoshioka
秀浩 吉岡
Junichi Takayama
順一 高山
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FUSOO KK
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FUSOO KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】製造が容易な樹脂成形用金型が、長期にわたっ
て安定的に使用することができる。 【解決手段】所定量のアルミニウムおよび銅が含まれた
亜鉛合金11の表面を、樹脂成形品の表面形状に対応し
た所定の形状に形成し、その亜鉛合金11の表面に、電
気ニッケルメッキによって、厚さが30μm程度のニッケ
ルメッキ層12を形成する。そして、ニッケルメッキ層
12の表面に、厚さが3mm程度の鉄メッキ層13を形成
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、機械加工が容易な
亜鉛合金、アルミニウム合金等の合金の表面にメッキが
設けられたメッキ製品およびその製造方法、ならびに、
樹脂成形品を製造するために使用される樹脂成形用金型
およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】各種樹脂製品の成形に使用される樹脂成
形用金型は、通常、鋼材の表面を、樹脂成形品の表面形
状に対応した所定形状に機械加工されて製造されてい
る。このような鋼材製の樹脂成形用金型は、基材となる
鋼材が硬質であるために、耐久性に優れており、長期に
わたって安定的に使用することができる。しかしなが
ら、硬質であるために、表面を所定の形状に機械加工す
ることが容易でなく、複雑な形状等に加工するために長
時間を要するおそれがある。このために、新たな樹脂成
形品を開発する際の効率が悪くなるとともに、経済性が
損なわれるという問題がある。
【0003】最近では、このような硬質の鋼材に替え
て、軟質な亜鉛合金によって樹脂成形用金型を製造する
ことが行われている。特に、所定量のアルミニウムおよ
び銅を含む亜鉛合金(三井金属鉱業株式会社製、商品名
「ZAPREC」)は、鋼材よりも軟質であるために、
鋼材に比べて機械加工が容易であり、樹脂成形用金型材
料として好適であると考えられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな亜鉛合金は、軟質であるために耐久性に乏しく、鋼
材製の樹脂成形用金型に比べて耐用期間が短く、長期に
わたって安定的に使用することができず、そのために経
済性が損なわれるという問題がある。
【0005】本発明は、このような問題を解決するもの
であり、その目的は、軟質な合金の表面に、硬質な鉄メ
ッキ層が密着状態で設けられていることにより、各種用
途に対して、長期にわたって安定的に使用することがで
きる合金のメッキ製品およびその製造方法を提供するこ
とにある。本発明の他の目的は、製作が容易であり、し
かも、長期にわたって安定的に使用することができる樹
脂成形用金型およびその製造方法を提供することにあ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の合金のメッキ製
品は、合金の表面に、ニッケルメッキ層を介して鉄メッ
キ層が設けられていることを特徴とする。
【0007】前記合金は、亜鉛合金である。前記亜鉛合
金は、所定量のアルミニウムおよび銅を含んでいる。
【0008】前記ニッケルメッキ層の厚さは、10μm
以上になっている。前記鉄メッキ層の厚さは、2mm以上
になっている。
【0009】前記合金は、アルミニウム合金である。ま
た、本発明の合金のメッキ製品の製造方法は、合金の表
面に、電気ニッケルメッキによってニッケルメッキ層を
形成する工程と、合金表面に形成されたニッケルメッキ
層の表面に、鉄メッキ層を形成する工程と、を包含する
ことを特徴とする。
【0010】本発明の樹脂成形用金型は、合金の表面
が、樹脂成形品の表面形状に対応した所定の形状に形成
されており、その合金の表面に、ニッケルメッキ層を介
して鉄メッキ層が設けられていることを特徴とする。
【0011】前記合金は、亜鉛合金である。前記亜鉛合
金は、所定量のアルミニウムおよび銅を含んでいる。
【0012】前記ニッケルメッキ層の厚さは、10μm
以上になっている。前記鉄メッキ層の厚さは、2mm以上
になっている。
【0013】また、本発明の樹脂成形用金型の製造方法
は、合金の表面を、樹脂成形品の表面形状に対応した所
定の形状に形成する工程と、所定形状に形成された合金
の表面に、電気ニッケルメッキによってニッケルメッキ
層を形成する工程と、そのニッケルメッキ層の表面に、
鉄メッキ層を形成する工程と、を包含することを特徴と
する。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面に基づいて詳細に説明する。
【0015】図1(a)〜(e)は、それぞれ、本発明
の合金のメッキ製品である樹脂成形用金型を製造する工
程を示す概略図である。本発明の樹脂成形用金型を製造
する場合には、図1(a)に示すように、金型の基材1
1として、直方体状の亜鉛合金が準備される。このよう
な基材11としては、例えば、亜鉛90重量%に対して
7重量%のアルミニウムおよび3重量%の銅がそれぞれ
含まれた亜鉛合金(三井金属鉱業株式会社製、商品名
「ZAPREC」)が使用される。
【0016】このような基材11は、まず、図1(b)
に示すように、基材11の表面が、例えば、エンドミル
21を使用したNC加工によって、成形される樹脂成形
品の表面形状に対応した形状に切削加工される。亜鉛合
金製の基材11は、軟質であるために、容易に所定の表
面形状に切削加工することができる。
【0017】亜鉛合金製の基材11の表面が所定形状に
切削加工されると、基材11におけるメッキすべき部
分、すなわち、所定形状に切削加工された表面部分が露
出するように、基材11がマスキングされる。
【0018】このような状態になると、メッキ処理の前
処理として、基材11の露出した表面が溶剤脱脂され、
さらにその後にアルカリ脱脂される。基材11の露出し
た表面の溶剤脱脂は、例えば、アセトンがスプレーによ
って噴霧されることによって行われる。また、アルカリ
脱脂は、例えば、40g/Lのメタケイ酸ナトリウムと、
0.5 g/L以下の水酸化ナトリウムと、0.5 g/Lの界
面活性剤とを混合した80℃のアルカリ溶液に、2分間に
わたって基材11を浸漬させることによって行われる。
【0019】アルカリ脱脂された基材11の表面は、水
洗処理された後に、化学研磨される。基材11表面の化
学研磨は、例えば、15mL/Lの硫酸と、15mL/Lの過酸
化水素水との混合液に、基材11を、常温にて1分間に
わたって浸漬させることによって行われる。
【0020】基材11の表面が化学研磨されると、基材
11の表面は、常温の硫酸に45秒にわたって浸漬される
ことにより、エッチング処理される。そして、エッチン
グ処理された基材11の表面は水洗処理される。
【0021】その後、基材11の表面には、電気ニッケ
ルメッキが施される。電気ニッケルメッキは、70g/L
の硫酸ニッケルと、15g/Lの塩化アンモニウムと、70
g/Lの無水硫酸ナトリウムと、15g/Lのほう酸とが
混合されてpH 5.5になった常温のニッケルメッキ浴に基
材11を浸漬して、そのニッケルメッキ浴に、電流密度
が3A/dm2 の電流を所定時間にわたって通電すること
により行われる。これにより、基材11における切削加
工された表面には、適当な厚さのニッケルメッキ層が形
成される。基材11の表面に形成されるニッケルメッキ
層は、少なくとも10μmの厚さになっている必要があ
り、通常は、30μm程度の厚さとされる。このために、
通常、30分以上にわたっる通電によって、電気ニッケル
メッキが実施される。
【0022】このようにして、図1(c)に示すよう
に、基材11における切削加工された表面に、ニッケル
メッキ層12が形成されると、基材11に設けられたニ
ッケルメッキ層12の表面が水洗処理された後に、常温
の10%硫酸に1分間にわたって浸漬されて、ニッケルメ
ッキ層12が活性化される。
【0023】その後、基材11が鉄メッキ浴に浸漬され
て、基材11の表面におけるニッケルメッキ層12に、
厚さ3mm程度の鉄メッキ層が電鋳法によって形成され
る。鉄メッキ浴は、例えば、特公平2−59875 号公報に
開示されているように、220 g/Lの塩化第一鉄と、12
0 g/Lの硫酸第一鉄と、3価の鉄の悪影響を防止する
ための25g/Lのフッ化ナトリウムと、2価の鉄から3
価の鉄への還元剤として5g/Lのピロガールとが混合
されたpH3.5 混合液によって構成されている。鉄メッキ
浴は65℃の温度とされ、基材11が浸漬された状態で、
電流密度が3A/dm2 の電流を、例えば、180時間に
わたって通電する。
【0024】このようにして、図1(d)に示すよう
に、厚さ3mm程度の鉄メッキ層13がニッケルメッキ層
12上に形成されると、基材11に設けられたマスキン
グが除去される。そして、図1(e)に示すように、鉄
メッキ層13の表面が、所定の形状となるように、例え
ばエンドミル21によって機械加工される。この場合、
所定の形状になった基材11表面にニッケルメッキ層1
2を介して設けられた鉄メッキ層13は、予め、樹脂成
形品の表面形状に対応した所定の形状に切削加工された
基材11の表面にほぼ沿った形状になっているために、
容易に所定の表面形状に加工される。その後、鉄メッキ
層13の表面が研磨加工されて鏡面に仕上げられ、所定
の表面形状を有する樹脂成形用金型が得られる。
【0025】得られた樹脂成形用金型は、亜鉛合金製の
基材11に対して、厚さ3mm程度の鉄メッキ層13が、
ニッケルメッキ層12を介して密着状態になっており、
亜鉛合金製の基材11から剥離するおそれがない。しか
も、この樹脂成形用金型は、所定形状に加工された基材
11の表面が、厚さ3mm程度の鉄メッキ層13によって
覆われているために、鋼材によって形成された樹脂成形
用金型と同様の耐久性を有しており、長期にわたって安
定的に使用することができる。
【0026】なお、鉄メッキ層13の厚さは、樹脂成形
用金型としての耐久性が得られるように、2mm以上であ
ればよく、特に、3mm程度が好ましい。また、亜鉛合金
11と鉄メッキ層13との間に介在されるニッケルメッ
キ層12は、亜鉛合金11と鉄メッキ層13とが密着状
態になるように、10μm以上あればよく、特に30μm程
度が好ましい。
【0027】図2(a)は、本発明の合金のメッキ製品
の製造方法によって製造される本発明の合金のメッキ製
品の引っ張り強度を測定するための引っ張り試験片の一
例を示す平面図、図2(b)はその側面図である。この
引っ張り試験片30は、前述した樹脂成形用金型の製造
方法と同様に、亜鉛合金31(三井金属鉱業株式会社
製、商品名「ZAPREC」)の表面を、溶剤脱脂、ア
ルカリ脱脂、水洗処理、化学研磨、硫酸浸漬によるエッ
チング処理、水洗処理の各工程によって処理した後に、
電気ニッケルメッキによってニッケルメッキ層32を形
成し、その後に、水洗処理および活性化処理して鉄メッ
キ処理して、ニッケルメッキ層32上に鉄メッキ層33
が形成されている。引っ張り試験片30は、長さが 100
mm、厚さが10mmの長板状をしており、長手方向の各端部
は、長さ20mmにわたって幅寸法がそれぞれ20mmになって
いる。引っ張り試験片30の両端部を除く中央部は、長
さが50mmにわたって幅寸法が10mmになっている。引っ張
り試験片30における各端部の両側の側縁と中央部にお
ける両側の側縁とは、曲率半径5mmの円弧状部分を介し
て連続している。ニッケルメッキ層32の厚さは、30μ
m程度になっており、鉄メッキ層33の厚さは、3mmに
なっている。
【0028】このような構成の4つの引っ張り試験片3
0を準備して、各引っ張り試験片30を、10mm/分の速
度でそれぞれ引っ張って、各引っ張り試験片30の引っ
張り強度を測定したところ、各引っ張り試験片30の引
っ張り強度は、それぞれ、23.5 kgf/mm2 、22.0 kgf/
mm2 、23.5 kgf/mm2 、24.8 kgf/mm2 であった。各引
っ張り試験片30は、亜鉛合金31が破断する前に亜鉛
合金31から剥離することはなかった。
【0029】また、本発明の合金のメッキ製品の圧縮強
度を測定するために、亜鉛合金(三井金属鉱業株式会社
製、商品名「ZAPREC」)の表面に、厚さ30μm程
度のニッケルメッキ層を介して、厚さ3mmの鉄メッキ層
が形成された20mm角、厚さ10mmの圧縮試験片を、上記引
っ張り試験片30と同様の製造方法にて製造した。この
ような圧縮試験片に、1mm/分の圧縮速度で、段階的に
厚さ方向に圧縮荷重(応力)が増加するように圧縮させ
て、圧縮試験片の厚さ方向の変化を測定するとともに、
亜鉛合金と鉄メッキ層との界面の状態を観察した。その
結果を、図3のグラフに示す。図3に示すように、圧縮
試験片は、圧縮応力が 22kgf/mm2 を越えると著しく変
形しており、圧縮応力が 40kgf/mm2 では、厚さ方向の
変化率は7%以上になっていた。この場合の亜鉛合金と
鉄メッキ層との界面を観察したところ、亜鉛合金は著し
く変形しているものの、鉄メッキ層は亜鉛合金からは剥
離していなかった。
【0030】このように、亜鉛合金に対してニッケルメ
ッキ層を介して鉄メッキ層が設けられた本発明の合金の
メッキ製品は、亜鉛合金に対して鉄メッキ層がニッケル
メッキ層を介して強固に密着しており、鉄メッキ層は亜
鉛合金からは容易には剥離さないことが確認された。従
って、このような合金のメッキ製品は、厚くなった表面
の鉄メッキ層によって耐久性は著しく向上しており、ま
た、亜鉛合金の表面が複雑な形状になっていても、亜鉛
合金が剥離するおそれがなく、各種用途に好適に使用す
ることができる。
【0031】なお、上記実施の形態では、合金のメッキ
製品および樹脂成形用金型は、それぞれ、亜鉛合金の表
面に、ニッケルメッキ層を介して鉄メッキ層を設ける構
成であったが、アルミニウム合金の表面に、ニッケルメ
ッキ層を介して鉄メッキ層を設ける構成であってもよ
い。
【0032】
【発明の効果】本発明の合金のメッキ製品は、このよう
に、合金に対して鉄メッキ層がニッケルメッキ層を介し
て強固に密着しているために、鉄メッキ層は容易に剥離
するおそれがない。従って、強固な鉄メッキ層によって
表面が被覆された合金のメッキ製品の耐久性は著しく向
上し、長期にわたって安定的に使用することができる。
また、本発明の合金のメッキ製品の製造方法は、このよ
うな合金のメッキ製品を容易に製造することができる。
【0033】また、本発明の樹脂成形用金型は、軟質な
合金の表面に、ニッケルメッキ層を介して比較的肉厚の
鉄メッキ層が密着状態で設けられているために、合金表
面の所定形状に容易に加工することができるとともに、
耐久性は著しく向上し、長期にわたって安定的に樹脂成
形品を成形することができる。本発明の樹脂成形用金型
の製造方法は、このような樹脂成形用金型を、短時間で
容易に製造することができ、経済性が著しく向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)〜(e)は、それぞれ、本発明の樹脂成
形用金型の製造工程を示す概略図である。
【図2】(a)は、本発明の合金のメッキ製品の引っ張
り試験片の一例を示す平面図、(b)はその側面図であ
る。
【図3】本発明の合金メッキ製品の圧縮試験における圧
縮応力と厚さ方向の変化との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
11 亜鉛合金 12 ニッケルメッキ層 13 鉄メッキ層 31 亜鉛合金 32 ニッケルメッキ層 33 鉄メッキ層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高山 順一 兵庫県尼崎市次屋3丁目16番20号 フソー 株式会社内

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 合金の表面に、ニッケルメッキ層を介し
    て鉄メッキ層が設けられていることを特徴とする合金の
    メッキ製品。
  2. 【請求項2】 前記合金は、亜鉛合金である請求項1に
    記載の合金のメッキ製品。
  3. 【請求項3】 前記亜鉛合金は、所定量のアルミニウム
    および銅を含んでいる請求項2に記載の合金のメッキ製
    品。
  4. 【請求項4】 前記ニッケルメッキ層の厚さは、10μ
    m以上になっている請求項1に記載の合金のメッキ製
    品。
  5. 【請求項5】 前記鉄メッキ層の厚さは、2mm以上にな
    っている請求項1に記載の合金のメッキ製品。
  6. 【請求項6】 前記合金は、アルミニウム合金である請
    求項1に記載の合金のメッキ製品。
  7. 【請求項7】 合金の表面に、電気ニッケルメッキによ
    ってニッケルメッキ層を形成する工程と、 合金表面に形成されたニッケルメッキ層の表面に、鉄メ
    ッキ層を形成する工程と、 を包含することを特徴とする合金のメッキ製品の製造方
    法。
  8. 【請求項8】 合金の表面が、樹脂成形品の表面形状に
    対応した所定の形状に形成されており、その合金の表面
    に、ニッケルメッキ層を介して鉄メッキ層が設けられて
    いることを特徴とする樹脂成形用金型。
  9. 【請求項9】 前記合金は、亜鉛合金である請求項8に
    記載の樹脂成形用金型。
  10. 【請求項10】 前記亜鉛合金は、所定量のアルミニウ
    ムおよび銅を含んでいる請求項9に記載の樹脂成形用金
    型。
  11. 【請求項11】 前記ニッケルメッキ層の厚さは、10
    μm以上になっている請求項10に記載の樹脂成形用金
    型。
  12. 【請求項12】 前記鉄メッキ層の厚さは、2mm以上に
    なっている請求項10に記載の樹脂成形用金型。
  13. 【請求項13】 合金の表面を、樹脂成形品の表面形状
    に対応した所定の形状に形成する工程と、 所定形状に形成された合金の表面に、電気ニッケルメッ
    キによってニッケルメッキ層を形成する工程と、 そのニッケルメッキ層の表面に、鉄メッキ層を形成する
    工程と、 を包含することを特徴とする樹脂成形用金型の製造方
    法。
JP35534197A 1997-12-24 1997-12-24 合金のメッキ製品およびその製造方法、ならびに樹脂成形用金型およびその製造方法 Pending JPH11189893A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002307449A (ja) * 2001-04-17 2002-10-23 Honda Motor Co Ltd 樹脂製品成形用金型の製造方法
JP2008149499A (ja) * 2006-12-15 2008-07-03 Nippon Platec Co Ltd 射出成形用金型

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