(57)【要約】【課題】  被加工物を電気メッキするための装置及び方法を提供する。【解決手段】  被加工物（１２）を電気メッキするための装置（１０）は、主電気メッキ陽極（１４）と、補助電気メッキ陽極（１６）と、抵抗器（１８）とを含む。抵抗器は、主及び補助電気メッキ陽極の１つに電気的に直列に接続される。主及び補助電気メッキ陽極は、電解液に対して電気的に並列に接続可能である。被加工物（１２）を電気メッキする方法は、電解液（２０）と、主電気メッキ陽極（１４）と、補助電気メッキ陽極（１６）とを入手する段階を含む。被加工物と主及び補助電気メッキ陽極とは、電解液に接触させた状態で配置される。電流は、主電気メッキ陽極を通して第１のアンペア数でまた補助電気メッキ陽極を通して異なった第２のアンペア数で印加される。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物（１２）を電気メッキするための装置（１０）であって、
ａ）主電気メッキ陽極（１４）と、
ｂ）補助電気メッキ陽極（１６）と、
ｃ）前記主及び補助電気メッキ陽極の１つに電気的に直列に接続された抵抗器（１８）と、を含み、
前記主及び補助電気メッキ陽極が、電解液（２０）に対して電気的に並列に接続可能である、
装置。
【請求項２】
前記抵抗器が、前記補助電気メッキ陽極に直列に接続されている、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記被加工物が被加工物形状を有し、また前記補助電気メッキ陽極が、前記被加工物形状に少なくとも部分的に一致した補助陽極形状を有する、請求項１記載の装置。
【請求項４】
前記被加工物が、２つの翼形部（２４及び２６）を有し、かつ前記２つの翼形部を各々が互いに結合する内側バンド（２８）及び外側バンド（３０）を有するタービンノズルダブレット（２２）である、請求項３記載の装置。
【請求項５】
被加工物（１２）を電気メッキする方法であって、
ａ）電解液（２０）と、主電気メッキ陽極（１４）と、補助電気メッキ陽極（１６）とを入手する段階と、
ｂ）前記被加工物と前記主及び補助電気メッキ陽極とを前記電解液に接触させた状態で配置する段階と、
ｃ）前記主電気メッキ陽極を通して第１のアンペア数でまた前記補助電気メッキ陽極を通して異なった第２のアンペア数で電流を印加する段階と、
を含む方法。
【請求項６】
前記被加工物が２つの間隔を置いて配置された被加工物部分を含み、前記主電気メッキ陽極が前記２つの間隔を置いて配置された被加工物部分の外側に配置され、また前記補助電気メッキ陽極が前記２つの間隔を置いて配置された被加工物部分間に配置された少なくとも一部分を有する、請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記電解液が、本質的にＰｔ（ＮＨ３）４ＨＰＯ４からなる、請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記第２のアンペア数が、前記２つの間隔を置いて配置された被加工物部分間の被加工物領域上への白金被着を、第１及び第２のアンペア数が等しい場合の白金被着よりも実質的に増大させるように選択され、かつ被着した白金のブリスタリングを実質的に回避するように選択される、請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記被加工物が、２つの翼形部（２４及び２６）を有し、かつ前記２つの翼形部を各々が互いに結合する内側バンド（２８）及び外側バンド（３０）を有するタービンノズルダブレット（２２）である、請求項８記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、総括的には被加工物上に皮膜を施工することに関し、より具体的には、被加工物を電気メッキするための装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高温酸化及び腐食に対して保護するために、航空機エンジンのタービン翼形部のようなタービン翼形部を白金アルミナイド拡散皮膜で被覆することが知られている。この白金アルミナイド皮膜を形成するために、部品は先ず白金電気メッキされる。タービン翼形部を白金電気メッキするのに電解液Ｐｔ（ＮＨ３）４ＨＰＯ４を使用することが知られている。
【０００３】
公知の電気メッキ法では、主電気メッキ陽極及び補助電気メッキ陽極は、陽極固定具と電解液とに対して電気的に並列に接続される。陰極固定具は、電解液に接触した状態になった被加工物に直列に接続されかつ該被加工物を支持する。陽極固定具と陰極固定具との間に電圧を印加して、被加工物を電気メッキするようにする。しかしながら、Ｐｔ（ＮＨ３）４ＨＰＯ４のような幾つかの電解液は、複雑な形状上への均一な被着を得るのには適していない。
【０００４】
依然として、科学者及び技術者は、被加工物を電気メッキするための改良した装置及び方法の探究を続けている。
【特許文献１】特開平０２−１０７７９４号公報
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の実施形態の第１の具体構成は、被加工物を電気メッキするための装置であり、主電気メッキ陽極と、補助電気メッキ陽極と、抵抗器とを含む。抵抗器は、主及び補助電気メッキ陽極の１つに電気的に直列に接続される。主及び補助電気メッキ陽極は、電解液に対して電気的に並列に接続可能である。
【０００６】
本発明の第１の方法は、被加工物を電気メッキするためのものであり、幾つかの段階を含む。１つの段階は、電解液と、主電気メッキ陽極と、補助電気メッキ陽極とを入手する段階を含む。別の段階は、被加工物と主及び補助電気メッキ陽極とを電解液に接触させた状態で配置する段階を含む。さらに別の段階は、主電気メッキ陽極を通して第１のアンペア数でまた補助電気メッキ陽極を通して異なった第２のアンペア数で電流を印加する段階を含む。
【０００７】
本発明の実施形態の第１の方法及び第１の具体構成の１つの実施例では、被加工物は、２つの翼形部を有し、かつ該２つの翼形部を各々が互いに結合する内側バンド及び外側バンドを有するタービンノズルダブレットであり、主電気メッキ陽極は２つの翼形部の外側に配置され、補助電気メッキ陽極は２つの翼形部間に配置された少なくとも一部分を有し、また抵抗器の抵抗値は、２つの翼形部の翼形部間対向表面上に、抵抗器がない状態で得られる白金被着よりも一層均一な白金被着が得られるように選択される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
添付の図面は、本発明の実施形態を示す。
【０００９】
次に図面を参照すると、図１〜図２は、本発明の実施形態を開示する。図１〜図２の実施形態の第１の具体構成は、被加工物１２を電気メッキするための装置１０である。この装置１０は、主電気メッキ陽極１４と、補助電気メッキ陽極１６と、抵抗器１８とを含む。抵抗器１８は、主及び補助電気メッキ陽極１４及び１６の１つに電気的に直列に接続される。主及び補助電気メッキ陽極１４及び１６は、電解液２０に対して電気的に並列に接続可能である（また、１つの構成では電気的に接続される）。特定の構成要素（主電気メッキ陽極のような）を有するものとして装置を説明することは、この装置が少なくとも１つの特定の構成要素（少なくとも１つの主電気メッキ陽極のような）を有することを意味する。
【００１０】
図１〜図２の実施形態の第１の具体構成の１つの実施可能例では、抵抗器１８は、補助電気メッキ陽極１６に電気的に直列に接続される。同一の又は異なった実施可能例では、被加工物１２は被加工物形状を有し、補助電気メッキ陽極１６は、被加工物形状に少なくとも部分的に一致した補助陽極形状を有する。１つの実施例では、被加工物は、２つの翼形部２４及び２６を有し、かつ該２つの翼形部２４及び２６を各々が互いに結合する内側バンド２８及び外側バンド３０を有するタービンノズルダブレット２２である。１つの変更例では、抵抗器１８は可変抵抗器である。別の変更例では、抵抗器１８は、固定抵抗器である。
【００１１】
図１〜図２の実施形態の第２の具体構成は、２つの翼形部２４及び２６を有し、かつ該２つの翼形部２４及び２６を各々が互いに結合する内側バンド２８及び外側バンド３０を有するタービンノズルダブレット２２を電気メッキするための装置１０である。この装置１０は、主電気メッキ陽極１４と、補助電気メッキ陽極１６と、抵抗器１８とを含む。主電気メッキ陽極１４は、２つの翼形部２４及び２６の外側に配置可能である（また、１つの構成では配置される）。補助電気メッキ陽極１６は、２つの翼形部２４及び２６間に配置可能である（また、１つの構成では配置された）少なくとも一部分を有する。抵抗器１８は、補助電気メッキ陽極１６に電気的に直列に接続される。主及び補助電気メッキ陽極１４及び１６は、電解液２０に対して電気的に並列に接続可能である。
【００１２】
図１〜図２の実施形態の第２の具体構成の１つの実施可能例では、電解液２０は、２つの翼形部２４及び２６と、また主及び補助電気メッキ陽極１４及び１６と接触した状態で配置される。材料の１つの選択例では、電解液２０は、Ｐｔ（ＮＨ３）４ＨＰＯ４を含む（１つの実施例では本質的にＰｔ（ＮＨ３）４ＨＰＯ４からなる）。１つの変更例では、抵抗器１８は、可変抵抗器である。別の変更例では、抵抗器１８は、２つの翼形部２４及び２６の翼形部間対向表面上への白金被着を、抵抗器がない状態での白金被着よりも実質的に増大させかつ被着した白金のあらゆる実質的なブリスタリング（膨れ）を回避するように選択された抵抗値を有する固定抵抗器である。１つの実施例は、２つの翼形部間に配置可能である補助電気メッキ陽極１６の一部分は、陽極メッシュ（補助電気メッキ陽極の電気機械的活性部分）で覆われた実質的にプレートの形状を有する。
【００１３】
本発明の第１の方法は、被加工物１２を電気メッキするためのものであり、幾つかの段階を含む。１つの段階は、電解液２０と、主電気メッキ陽極１４と、補助電気メッキ陽極１６とを入手する段階を含む。別の段階は、被加工物１２と主及び補助電気メッキ陽極１４及び１６とを電解液２０に接触させた状態で配置する段階を含む。さらに別の段階は、主電気メッキ陽極１４を通して第１のアンペア数でまた補助電気メッキ陽極１６を通して異なった第２のアンペア数で電流を印加する段階を含む。
【００１４】
第１の方法の１つの使用例では、被加工物１２は、２つの間隔を置いて配置された被加工物部分を含み、主電気メッキ陽極１４は、２つの間隔をおいて配置された被加工物部分の外側に配置され、また補助電気メッキ陽極１６は、２つの間隔を置いて配置された被加工物部分間に配置された少なくとも一部分を有する。材料の１つの選択例では、電解液２０は、Ｐｔ（ＮＨ３）４ＨＰＯ４を含む（また、１つの実施例では本質的にＰｔ（ＮＨ３）４ＨＰＯ４からなる）。１つの変形例では、第２のアンペア数は、２つの間隔を置いて配置された被加工物部分間の被加工物１２の領域上への白金被着を、第１及び第２のアンペア数が等しい場合の白金被着よりも実質的に増大させるように選択され、かつ被着した白金のブリスタリングを実質的に回避するように選択される。第１の方法の１つの使用例では、被加工物１２は、２つの翼形部２４及び２６を有し、かつ該２つの翼形部２４及び２６を各々が互いに結合する内側バンド２８及び外側バンド３０を有するタービンノズルダブレット２２である。
【００１５】
本発明の第２の方法は、２つの翼形部２４及び２６を有し、かつ該２つの翼形部２４及び２６を各々が互いに結合する内側バンド２８及び外側バンド３０を有するタービンノズルダブレット２２を電気メッキするためのものである。この第２の方法は、幾つかの段階を含む。１つの段階は、Ｐｔ（ＮＨ３）４ＨＰＯ４を含む（また、１つの実施例では本質的にＰｔ（ＮＨ３）４ＨＰＯ４からなる）電解液２０を入手する段階を含む。別の段階は、主電気メッキ陽極１４と、補助電気メッキ陽極１６と、抵抗器１８と、陽極固定具３４とを入手する段階を含む。さらに別の段階は、２つの翼形部２４及び２６と主及び補助電気メッキ陽極１４及び１６とを電解液２０に接触させた状態で配置する段階を含む。さらに別の段階は、陽極固定具３４及び電解液２０と並列電気接続状態になった２つのブランチ３６及び３８を有し、２つの並列ブランチ３６及び３８の一方３６は主電気メッキ陽極１４を含み、また２つの並列ブランチ３４及び３６の他方３８は直列接続状態で補助電気メッキ陽極１６及び抵抗器１８を含む回路を形成する段階を含む。さらに別の段階は、タービンノズルダブレット２２と陽極固定具３４との間に電圧を印加する段階を含む。１つの実施例では、補助電気メッキ陽極１６は、形状一致陽極である。
【００１６】
第２の方法の１つの変更例では、抵抗器１８は、可変抵抗器である。１つの変形例ではさらに、付加的なタービンノズルダブレット２２に対して可変抵抗器の様々な抵抗値で第２の方法の上記段階を反復する段階を含む。この変形例の１つの拡大例ではさらに、２つの翼形部２４及び２６の翼形部間対向表面上への白金被着を、抵抗器がない状態での白金被着よりも実質的に増大させかつ被着した白金のあらゆる実質的なブリスタリング（膨れ）を回避するような様々な抵抗値の１つを選択する段階を含む。１つの任意選択例では、可変抵抗器の抵抗は様々な抵抗値の選択した１つに設定され、その後、第２の方法の段階が、他のタービンノズルダブレット２２を電気メッキするために反復される。第２の方法の別の変更例では、抵抗器１８は、２つの翼形部２４及び２６の翼形部間対向表面上への白金被着を、抵抗器がない状態での白金被着よりも実質的に増大させかつ被着した白金のあらゆる実質的なブリスタリング（膨れ）を回避するような選択した抵抗値を有する固定抵抗器である。
【００１７】
図１〜図２の実施形態の方法及び具体構成のいずれかのこれまでに説明した実施可能例、実施例、変更例などは、図１〜図２の実施形態の方法及び具体構成のその他のいずれか１つ又はそれ以上又は全てに対して同様に適用可能であることに注目されたい。本発明の実施形態のこれまでに説明した方法及び具体構成のいずれか１つ又はそれ以上又は全てにおいては、陰極固定具４０及び整流器４２を含む。１つの構成では、陰極固定具４０は、被加工物１２（タービンノズルダブレット２２のような）を支持し、かつ該被加工物に電気的に接続される。１つの変形例では、整流器４２は、陽極固定具３４及び陰極固定具４０に電気的に接続される。１つの変更例では、電流の方向は図１に矢印４４で示すような方向である。１つの使用例では、主電気メッキ陽極１４は、フラットスクリーンの形状を有する。１つの適用例では、それに限定されないが、例えば幾つかの被加工物を一度に電気メッキする場合に、付加的な主及び補助電気メッキ陽極を使用する。
【００１８】
出願人は、本質的にＰｔ（ＮＨ３）４ＨＰＯ４からなる電解液２０を使用し、ほぼ２９０平方センチメートルの表面面積を有する主電気メッキ陽極１４を使用し、またほぼ３．２平方センチメートルの表面面積を有する陽極メッシュ部分を備えた補助電気メッキ陽極１６を使用して、ほぼ２０６平方センチメートルの表面面積を有するタービンノズルダブレット２２を電気メッキする第１のセットの実験を行った。電流の全てが主電気メッキ陽極１４を通ってのみ流れるようにした場合、翼形部２４及び２６間には十分な白金が被着しなかった。電流の全てが補助電気メッキ陽極１６を通ってのみ流れるようにした場合、結果は陽極分極でありメッキが生じなかった。等しい電流が主及び補助電気メッキ陽極１４及び１６を通って流れるようにした場合、翼形部２４及び２６間に過剰な白金が被着した。
【００１９】
出願人は、第１のセットに類似した第２のセットの実験を行い、その実験において、０〜５０００オームの可変抵抗器を使用し、タービンノズルダブレット２２と補助電気メッキ陽極１６との間の電圧ＶＡを測定し、またタービンノズルダブレット２２と主電気メッキ陽極１４との間の電圧ＶＰを測定した。ＶＰ＝ＶＡ＝２．２ボルトｄｃ（直流）での１つの実験では、翼形部２４及び２６間に白金ブリスタが観察された。ＶＰ＝２．３ボルト及びＶＡ＝１．０ボルトでの別の実験では、翼形部間にブリスタは観察されなかったが、翼形部間には薄い白金層のみが被着した。ＶＰ＝２．３ボルト及びＶＡ＝１．６ボルトでのさらに別の実験では、翼形部間にブリスタは全く観察されず、また翼形部間に若干厚めの白金層が被着した。ＶＰ＝１．７ボルト及びＶＡ＝１．７ボルトでのさらに別の実験では、翼形部間にブリスタは全く観察されず、また翼形部間に許容可能な白金層が被着した。１つの任意選択例では、タービンノズルダブレット２２の製造での電気メッキにおいては、可変抵抗器を固定抵抗器と置き換えることになる。
【００２０】
実施形態の幾つかの方法及び具体構成の記載によって本発明を説明してきたが、特許請求の範囲の技術思想及び技術的範囲をそのような細部に制限又は限定することは、出願人の意図するものではない。なお、特許請求の範囲に記載された符号は、理解容易のためであってなんら発明の技術的範囲を実施例に限縮するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】被加工物を電気メッキするための、本発明の装置の実施形態の概略電気接続図。
【図２】図１の主電気メッキ陽極をタービン翼形部ダブレットの２つの翼形部の外側に設置し、図１の補助電気メッキ陽極を２つの翼形部間に設置し、また解り易くするために図１の電気接続及び残りの構成要素を省略した状態と共に示した、図１の被加工物のタービン翼形部ダブレットの実施例の概略正面図。
【符号の説明】
【００２２】
１０  電気メッキするための装置
１２  被加工物
１４  主電気メッキ陽極
１６  補助電気メッキ陽極
１８  抵抗器
２０  電解液
２２  タービンノズルダブレット
２４、２６  翼形部
２８  内側バンド
３０  外側バンド
３４  陽極固定具
４０  陰極固定具
４２  整流器
【図１】
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【図２】
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