JPS6157909B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は金属に異種金属を被覆する方法に関
し、特に、異種金属のハロゲン化物であるハロゲ
ン化金属の微粉末を母材金属の表面に対し静電気
により付着させた後、これを加熱してハロゲン化
金属と母材金属との間で置換反応を生じさせて異
種金属被覆を施す方法に関する。

従来、母材金属表面に異種金属を被覆する方法
として次の方法が提案されている。これら従来方
法の代表例として散布法及び塗布法を挙げること
ができる。

従来の散布法については、例えば、特公昭43−
8161号「アルミニウム又はアルミニウム合金から
成る母材表面にピンホール皆無の合金属を形成す
る方法」にその技術内容が開示されている。この
散布法は、母材であるアルミニウム合金の表面に
ハイドロカーボンのうち粘着性のあるものを薄く
塗布する第一工程と、第一工程終了のものの表面
にハロゲン化金属の徴粉末を散布付着する第二工
程と、第二工程を経たものを加熱炉内においてハ
ロゲン化アルミニウムの昇華現象がおこる温度以
上に加熱し、その後放熱する第三工程との結合を
特徴としている。

このような従来の散布法では次のような欠点あ
るいは問題点があつた。

まず、ハロゲン化金属塩を母材金属表面に保
持するためのバインダーが必要であり、これを
母材金属表面に塗布するための独立した工程が
別に必要である。その上、バインダーの性状が
液状あるいはペースト状であるにかかわらず、
このバインダーを必要な部分にのみ過不足なく
均一に塗布することが困難であるという問題が
ある。さらに、このバインダーは所詮除去しな
ければならないものであり、除去するための手
間あるいはエネルギー消費が多大であるという
問題もある。

母材金属表面に散布付着するハロゲン化金属
の量はバインダー塗布量及びハロゲン化金属の
粒度等と関連しているが、これらの因子に作用
される付着量を正確にコントロールすることが
技術的に非常に困難であるという問題がある。

また、加熱段階におけるバインダーの粘性低
下に伴つて金属粉末保持力が低下するため、ハ
ロゲン化金属が剥落、垂れ落ち等により不均一
な被覆層しか得られないという欠点がある。

従来の塗布法は、例えば、特公昭55−2391号
「アルミニウム又はアルミニウム合金の母材表面
に金属層を被覆する方法」にその内容が開示され
ている。この方法においては、疎水性溶剤と脂肪
族無極性ポリマーと３価のアルキルアミンの１種
又は２種以上とからなる分散液に被覆すべき金属
のハロゲン化物を加えて調整した塗布液を、アル
ミニウム合金母材の表面に均一に塗布し、しかる
のちハロゲン化アルミニウムの昇華現象が生じる
温度以上にこれを加熱して、被覆すべき金属のハ
ロゲン化物とアルミニウムとの間に置換反応を生
じさせ、こうして生成したハロゲン化アルミニウ
ムを昇華させることにより母材金属の表面に金属
の被覆層を形成するものである。

しかしこのような従来の塗布法では次のような
欠点又は問題点がある。

この方法ではハロゲン化金属とバインダーと
からなる塗布液を予め製造して用意しておく必
要がある。この場合、ハロゲン化金属とバイン
ダーとの混練には特殊で高度な技術を必要と
し、又、均一に塗布するためには塗布液を塗布
方法に応じた性状に常にコントロールしておか
なければならず多大な手間と特殊な技術を必要
とする等技術的に問題が多い。

また、例え均一な塗布が得られたとしても、
加熱工程におけるバインダーの粘性低下による
ハロゲン化金属の垂れ落ちが避け切れず、この
ため、垂れ落ち量を見込んで過剰の塗布液を塗
布する必要がある。この結果、処理面のハロゲ
ン化金属の付着量が最終的には不均一になり、
従つて品質のバラツキが生じるという問題があ
る。

さらに、被膜形成後バインダーを分解除去す
るために多大なエネルギーと時間とを必要とす
るという欠点もある。

本発明の目的は、以上述べたような従来の異種
金属被覆方法の欠点を解消し、ハロゲン化金属の
徴粉末をバインダーを用いずに静電気により母材
表面に付着させた後これを加熱するという工程手
順を採用することにより、この母材金属に異種金
属の被覆層を迅速かつ確実に形成することがで
き、工業的量産方式に適した金属に異種金属を被
覆する方法を提供することである。

即ち、本発明によれば、母材金属の表面に、異
種金属のハロゲン化金属の徴粉末を静電気により
付着させ、ついで、ハロゲン化金属と母材金属と
の間で置換反応が生ずる温度以上に加熱して置換
反応を生じさせ、ついで、冷却しかつ残渣を除去
することを特徴とする金属に異種金属を被覆する
方法が提供される。

以下本発明による金属に異種金属を被覆する方
法の実施例に詳細に説明する。

本発明における母材金属としては、例えば、
鉄、チタン、アルミニウム等の金属あるいはそれ
ぞれの合金を使用することができる。

まず、前処理工程としての脱脂洗滌が行われ
る。安定した高品質の金属被覆を得るためには、
母材金属表面に付着している加工油やダスト等の
汚れを予め脱脂洗滌して清浄化することが好まし
い。しかし、母材金属表面の汚れが油質のみの場
合には、異種金属被覆工程中の加熱によつてこの
油質を蒸発、分解又は燃焼して除去することがで
きるので、特に前処理工程としての脱脂洗滌が行
わずにこれを省略することもできる。

母材金属表面が清浄であることを確認した後、
異種金属のハロゲン化金属の微粉末を静電気によ
り母材金属表面に付着させる工程を実施する。こ
の金属粉末の付着は従来技術のようなバインダー
を用いることなく実施される。

母材金属に対してはその全面又は一部にハロゲ
ン化金属が付着されるが、部分被覆品を得たいと
きは母材金属表面の金属被覆を行わない部分に予
めマスキングが施される。このマスキング方法と
しては、母材金属表面の形状に合わせて金属テー
プあるいは樹脂テープ等を張り付けるという通常
の方法を採用することができる。

ハロゲン化金属としては、例えば、塩化銅、塩
化錫、塩化亜鉛、沃化錫、臭化錫、沸化銀等が使
用される。この場合、ハロゲン化金属の金属は母
材金属と異なる異種の金属である。

このようなハロゲン化金属を母材金属表面に対
し静電気により付着させる場合、このハロゲン化
金属の電気抵抗は10⁷Ωcm以上であることが望ま
しい、例えば、前記塩化銅のうちの塩化第１銅の
場合、その電気抵抗は45℃で1.89×10⁷Ωcmであ
る。

静電気によるハロゲン化金属の付着方法として
は、静電粉体ガンを用いる方法、静電流動浸漬
法、あるいは静電飛散法等を採用することがで
き、母材金属表面の形状により適当な方法を選定
することができる。また、ハロゲン化金属の微粉
末の粒形は300μ以下であることが好ましい。

ハロゲン化金属の母材金属への付着力はハロゲ
ン化金属の電気抵抗値等により異なるが、金属被
覆形成のための加熱工程までハロゲン化金属が母
材金属表面に保持され、脱落量が少ない状態に維
持する程度またはそれ以上の付着力があればよ
い。

もし充分な付着力が得られない場合、例えば、
母材金属表面に一旦付着したハロゲン化金属が重
力や取扱い時の衝撃等により落下する恐れがある
場合には、必要に応じ付着力増加対策を実施する
こともできる。この付着力増加対策の一例とし
て、付着力の大きい第２物質を用いる方法を挙げ
ることができる。この第２物質としては、例え
ば、酸化アルミニウムあるいは酸化ケイ素の微粉
末を使用することができる。この場合、この第２
物質としては、ハロゲン化金属と母材金属との置
換反応を妨害しないことが必要である。

母材金属表面へのハロゲン化金属の付着量は印
加電圧や電圧印加時間等によつて制御される。例
えば、アルミニウム表面へ塩化第１銅を反応させ
て銅被覆を行う場合、このハロゲン化金属付着量
は30ｇ／m²程度以上にすることが望ましい。

本発明の金属に異種金属を被覆する方法にあつ
ては、母材金属の表面に対する異種金属のハロゲ
ン化金属の微紛末の付着工程を静電気を利用した
方法によつて行うので、前述の従来の方法のよう
な特別のバインダーを使用する必要がなくなり、
工程の簡略化及び生産性の向上を達成できるとと
もに均一な付着を行うことができる。即ち、母材
金属表面に予めバインダーを薄く塗布した後ハロ
ゲン化金属粉末をふりかけて付着させたり、ある
いは、ハロゲン化金属とバインダーとを予め混練
したものを塗布する等、従来のようなバインダー
の粘着力の助けをかりて付着させる方法ではな
く、単なる電圧印加による静電気を利用して付着
させるよう改良したので、ハロゲン化金属の微粉
末の均一な付着を行うことができるとともに、工
程の簡略化及び生産性の向上を図ることができる
高品質の金属被覆層を安価に形成することができ
る。

ついで、静電気によりハロゲン化金属粉末を付
着させた母材金属を加熱する。この加熱温度はハ
ロゲン化金属と母材金属との間で置換反応が生ず
る温度以上にされ、このような加熱状態のもとで
ハロゲン化金属と母材金属との置換反応を行わせ
る。例えば、アルミニウムに塩化銅を静電付着さ
せた場合には、370℃以上の温度まで加熱され
る。この加熱方法としては特殊な加熱方法を採用
する必要はなく、対流法あるいは輻射法等適当な
方法によつて加熱することができる。

以上述べた加熱工程においては、母材金属表面
に対しハロゲン化金属がバインダーを用いずに直
接付着されているため、従来技術のようなバイン
ダーの分解燃焼に多大のエネルギーを要したり多
大の加熱時間を必要とするといつた浪費問題を解
消することができる。即ち、本発明の金属に異種
金属を被覆する方法によれば、異種金属被覆品製
造の生産性を向上させ得るのに加え、省エネルギ
ーの面でも大きな効果を挙げることができる。

このような加熱置換反応によつて母材金属表面
に生成された異種金属の被覆層は、表面の異種金
属の薄膜層と母材金属に異種金属が拡散した内側
の合金層とからなつているため、この異種金属の
薄膜と母材金属との結合は強固であり、従つて、
異種金属の剥離やふくれ等の欠陥が発生し難く、
通常の電気メツキ等で得られるメツキ層より高い
品質の金属被覆層を形全することができる。

次いで、前述の加熱置換反応を生じさせた後の
母材金属を冷却し、かつ置換反応生成物残渣並び
に未反応残渣を除去する。このような残渣を除去
することにより、母材金属表面に対し所望の異種
金属が被覆された製品を得ることができる。

本発明の金属に異種金属を被覆する方法におい
ては、従来のようなバインダーを使用する必要が
なく、ハロゲン化金属を直接母材金属に接触させ
て異種金属被覆層が形成されるので、前述の置換
反応が迅速に行われるだけではなく、前述の残渣
の量が少なく、またこれらは簡単に剥離し得る残
渣であるため残渣除去作業も容易にかつ迅速に行
うことができる。

以上説明した本発明の実施例によれば、均一で
かつ剥離やふくれ等が少ない高品質の異種金属被
覆層を有する金属製品が得られる。

また、母材金属とハロゲン化金属とを直接反応
させる方法であるため、従来の散布法や塗布法の
ように反応前にバインダーの粘性低下が起りハロ
ゲン化金属が流動して垂れ落ちたり剥落すること
がなく、歩留りがよくかつ高品質の被覆層を形成
することができる。

さらに、前述の本発明の実施例では、ハロゲン
化金属の微粉末を母材金属に対し直接接触させる
ため、従来の散布法あるいは塗布法の如くバイン
ダーを必要とせず、従つて、ハロゲン化金属とバ
インダーとの調合並びにバインダーの塗布のため
の工程が不要となる。このため、バインダーの材
質の選定及び調合あるいはバインダー塗布のため
の設備が不要であり、これらの工程を実施するた
めの手間や時間等も不要となり、作業の簡略化及
び原価低減を図ることができる。

さらにまた、ハロゲン化金属の付着量の制御も
迅速かつ正確に行うことができ、均一な異種金属
の被覆層を迅速に形成することができるので、従
来法に比べ、生産性に優れかつ流れ作業化が容易
で工業的量産に優れた金属に異種金属を被覆する
方法が得られる。

本発明の金属に異種金属を被覆する方法を実際
に実施した場合の一具体例は次のようであつた。

５mm×100mm×100mmのJIS規格Ａ 1060のアルミニウム板の片面の中央部に、直径50
mmの円形区域を残して他の部分をビニールテープ
によつてマスキングした後、このアルミニウム板
を電極として静電ガンにより塩化第１銅の粉末を
１ｇ／ｄm²の割合で静電付着させた。前記マスキ
ングを除去した後、450℃に加熱されている電気
炉内に挿入した。25分後にこの電気炉から取り出
して冷却し、かつ洗浄した。こうして、アルミニ
ウム板片面の塩化第１銅を付着させた円形区域部
分のみに銅の被覆即ち異種金属の被覆を有するア
ルミニウム製品が得られた。

以上の説明から明らかな如く、本発明によれ
ば、工程の簡略化を図ることができ量産性に優れ
た金属に異種金属を被覆する方法が得られる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 母材金属の表面に、異種金属のハロゲン化金
   属の粉末を静電気により付着させ、次いでハロゲ
   ン化金属と母材金属との間で置換反応が生じる温
   度以上に加熱して置換反応を生じさせ、次いで冷
   却しかつ残渣を除去することを特徴とする金属に
   異種金属を被覆する方法。