(57)【要約】【課題】戻り側ベルトは、トラフ癖や中央部が先行して摩耗していくため、上側に凸円弧の形状になるが、個々のベルト毎に形状が大きく異なっている。そのため、戻り側ベルトの幅方向に複数のチップを直線状に当接した場合は、チップが正確に戻り側ベルト表面に当接しないため大量の掻き取り残しが生じていた。又、四角形棒状ゴム製弾性体が強固な突起物を回避して大きく撓んだ際に元の形状に復帰できない問題があった。【解決手段】戻り側ベルトの形状に合わせて、チップを当接させるために、四角形棒状ゴム製弾性体を列設している架台の溝底に、複数の高さ調整ボルトを回転自在に取り付け、該高さ調整ボルトで前記四角形棒状ゴム製弾性体の固定側端末端面を押し上げて、前記四角形棒状ゴム製弾性体の高さを調整する。又、四角形棒状ゴム製弾性体の間にスペーサを設け、四角形棒状ゴム製弾性体が擦れ合わないようにした。【選択図】図１
2017014580.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の四角形棒状ゴム製弾性体を、戻り側ベルトの幅方向に配設された架台の溝に列設し、該溝の溝底に複数の高さ調整ボルトを回転自在に取り付け、該高さ調整ボルトで前記四角形棒状ゴム製弾性体の固定側端末端面を押し上げて、前記四角形棒状ゴム製弾性体の高さを調整することを特徴とするベルトクリーナ。
【請求項２】
前記溝底に可撓性のある薄板を敷設し、前記高さ調整ボルトで前記薄板を押し上げて、該薄板を円弧状に撓ませて、前記四角形棒状ゴム製弾性体の固定側端末端面を押し上げて、前記四角形棒状ゴム製弾性体の高さを調整することを特徴とする請求項１記載のべルトクリーナ。
【請求項３】
前記四角形棒状ゴム製弾性体の前記戻り側ベルトの幅方向に貫通孔を設け、該貫通孔に可撓性のある連結棒を貫通せしめて、前記四角形棒状ゴム製弾性体を連結し、前記高さ調整ボルトで前記四角形棒状ゴム製弾性体の固定側端末端面を押し上げて、前記連結棒を円弧状に撓ませることにより前記四角形棒状ゴム製弾性体の高さを調整することを特徴とする請求項１記載のベルトクリーナ。
【請求項４】
前記四角形棒状ゴム製弾性体の前記戻り側ベルトの幅方向に貫通孔を設け、該貫通孔に可撓性のある連結棒を貫通せしめて、前記四角形棒状ゴム製弾性体を連結し、前記溝底に可撓性のある薄板を敷設し、前記高さ調整ボルトで前記薄板を押し上げることにより、前記薄板と前記連結棒を円弧状に撓ませて、前記四角形棒状ゴム製弾性体の固定側端末端面を押し上げて、前記四角形棒状ゴム製弾性体の高さを調整することを特徴とする請求項１記載のべルトクリーナ。
【請求項５】
前記四角形棒状ゴム製弾性体の前記戻り側ベルトの進行方向に対向する自由側端末前面に耐磨耗材からなるチップを取り付けていることを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３又は請求項４記載のベルトクリーナ。
【請求項６】
前記四角形棒状ゴム製弾性体の幅Ｗ１は前記チップの幅Ｗ２よりも小さくし、隣り合う前記四角形棒状ゴム製弾性体の間に厚みｔ（ｔ＝Ｗ２−Ｗ１）のスペーサを挿入していることを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３又は請求項４又は請求項５記載のベルトクリーナ。
【請求項７】
前記スペーサは、短冊状薄板であり、該スペーサの固定端部は前記連結棒により貫通固定され、該スペーサの自由端部は前記架台の押え板の上面よりも上方に突き出していることを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３又は請求項４又は請求項５又は請求項６記載のベルトクリーナ。
【請求項８】
前記四角形棒状ゴム製弾性体の前記自由側端末に短冊状薄板の固定端末をネジ止めし、該短冊状薄板の前記戻り側ベルトの進行方向に対向する自由端末前面に前記チップを取り付けていることを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３又は請求項４又は請求項５又は請求項６又は請求項７記載のベルトクリーナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、旋盤用バイトの使用済み刃先（インサート、スローアウェイチップ）を再利用して複合メッキ材料として再利用するものである。チップ（刃先）には主に超硬とサーメットが使用されており、超硬はタングステンを回収するため再利用されているが、サーメットは再利用されることはなく産業廃棄物として放置されている。本発明では、サーメットを微粉末に粉砕し複合メッキ材料として金属表面に付着させて耐磨耗性を向上させる。
【背景技術】
【０００２】
アルミニウムからなるエンジンのシリンダーは鋳鉄スリーブを圧入して耐熱、耐磨耗性を満足している。耐熱性を確保するためには冷却が必要でありその分熱効率が低下する。この問題を解決するには高い耐熱性を有する耐磨耗材からなるスリーブが必要である。この耐磨耗スリーブを不要とするために、アルミニウム製エンジンシリンダーの内面にサーメット粒をメッキにて付着させる。サーメットからなる回収チップを１０〜２０μｍに粉砕しサーメット粒子にＮｉ−Ｂメッキをして、高圧メッキ液中で直接アルミニウムシリンダーパイプにサーメット複合メッキをして強力な複合分散メッキをする。従来はアトマイズ法にて作られたＳｉＣ系の複合メッキによるエンジンシリンダーはあるが、ＴｉＣ系のサーメット粉をアルミニウムエンジンシリンダーに被覆した被膜は具現化されていない。ＳｉＣ系よりＴｉＣ系の方が高硬度なため耐磨耗寿命を延長できる。
【０００３】
チップは機械加工バイトの使用済みの刃先を回収しているため、メーカー毎に仕様が異なっている。ＴｉＣを焼結する際のバインダーとしてＮｉやＣｏなどの金属を３〜５ｗｔ％含有して焼結しているが、メッキの場合の通電性がよいことから厚手メッキが可能である。アルミニウムエンジンシリンダーを直接内面メッキするとなると、０．２〜０．３ｍｍの片肉メッキが必要である。かつアルミニウムエンジンシリンダーはピストンの上下往復運動のため剪断荷重を受けるため５〜６ｋｇ／ｍｍ２以上の強度が必要である。かつポーラス状であり粒子間にエンジンオイルを含浸することで摩擦係数を低減する効果がある。厚手メッキは発生する水素ガスのためふくれの原因となるため耐力が低下する。耐力向上し、水素ガスを抑えるため圧力メッキ液中でサーメットの微粉末をメッキする。
【０００４】
ＷＣ系超硬の熱膨張係数は４．３×１０−６、ＴｉＣは８．５×１０−６、アルミニウムは２３．９×１０−６である。アルミエンジンに対してメッキ材の熱膨張係数は１／３である。粒子一つ一つがＮｉ−Ｂメッキされたサーメット粒子がメッキされているためその差を吸収できている。ヒートショックのかかるエンジンに対して従来のＳｉＣより有利である。ＳｉＣ系の熱膨張係数は２．３〜７．３×１０−６である。Ｎｉメッキすると１３．３×１０−６となる。メッキを圧力液中でおこなうと気体中でのボイルシャルルの法則と同じことが加圧したメッキ液中で起こる。液体中のガスの溶解度は圧力に比例し、液体圧力を高くすることにより、メッキ液中に発生する水素ガスを抑制することができるのでメッキを長時間安定した状態で行うことができ、欠陥の少ないサーメット複合メッキが可能となる。
【０００５】
回収したサーメットチップを杵と臼の関係の位置エネルギーにて０．５〜１．０ｍｍ以下に粉砕し、次期選別機にて粉砕粒子内に混在している鉄粉を除去しエアジェット粉砕機により１０〜２０μｍに粉砕したサーメット粒子に無電解Ｎｉ−Ｂメッキをバレルメッキする。微粉砕のため無電解液中のイオン化したＮｉ−Ｂの減少は常に比重計にて測定の上連続新しいＮｉ−Ｂメッキ液が供給されるようにセットする。安定した密着性を得るため粗処理とする。塩酸や硫酸系のエッチング水洗しその後にセンシタイジング（感受性化）とアクチュベーティング（活性化）をする前に特願２０１２−２４８０４号広報（液体フラックス）中に浸して活性化と再洗化による役目をすることでパラジウムイオンとスズイオンの酸化還元反応を省くことが可能である。サーメット中に３〜５ｗｔ％の金属（ＣｏもしくはＮｉ）バインダー結合のためである。セラミックスは１００％無電解メッキの場合はアンカー効果のためＳｎ＋４＋２Ｐｄ→Ｓｎ＋２Ｐｄ＋２の反応が必要であるが、サーメットメッキは液体フラックス中での活性化後無電解メッキが可能である。粉砕するほど大気中での部粉末の酸化が激しくなる。サーメット粒子表面のこれらの酸化膜除去とするホールメッキを素早くするための手段である。従来のメッキは全く考えられない工程であるが高価な触媒による活性化の必要がなく強力なメッキを可能とした。
【０００６】
サーメット粒子に無電解Ｎｉ−Ｂメッキ法によるメタライジングで直接メッキを可能にしたが、液体フラックスがあるためである。そのため、従来の還元剤として次亜リン酸ナトリウム（ＮａＰＨ２Ｏ７・Ｈ２Ｏ）や水素化ホウ素ナトリウム（ＮａＢＨ４）、ジメチルアミン塩酸塩（（ＣＨ２）２ＮＨ・ＨＣＬ））などを用いるのはメッキ皮膜中に半金属であるＰやＢが混入共析するため微結晶が成長するためセラミックスやサーメット表面の微細な凹凸面にアンカーとなり皮膜が形成されて連続的にメッキが形成する。自己触媒型のＳｎイオンの必要もなく入れ替わるＰｄイオンも不要でかつアクチベーティングの金イオンも不要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献０１】特開２０１２−０２４８０４号広報
【特許文献０２】特開２０１５−０３６３２７号広報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
無電解メッキの欠陥の最大要因はメッキ中に発生する水素である。水素発生を抑制することにより品質の良い無電解メッキを具現化する。エンジンシリンダーは耐磨耗寿命を延ばすために、アルミニウム外筒に鋳物スリーブを嵌装している。このため、冷却効率が悪くエンジン効率も悪い。エンジンシリンダーの内面に従来ＳｉＣを複合メッキする技術があったが寿命的に不十分であった。ＳｉＣの代わりに硬度の高いＴｉＣを複合メッキする技術はなかった。無電解メッキ液はＮｉ−Ｂ、Ｎｉ−Ｐ、Ｃｕ−Ｂなどがあるが、ＴｉＣの複合メッキには不適であった。ＴｉＣの複合メッキを可能にする無電解メッキ液は用途がないため作られていなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の解決手段は請求項１に示すように、エンジンシリンダーをＯリングでシールした上フランジと下フランジで挟み込み、前記上フランジと前記下フランジで回転可能に保持可能にした主軸にサポートを設け、該サポートに揚力羽根を取り付け、該揚力羽根の長さ方向に電極を圧入し、前記主軸に受電リングを嵌装し、該受電リングに給電ブラシ当接し、前記電極に通電可能にし、前記エンジンシリンダーの空間に、無電解メッキ液を充填し、該無電解メッキ液を大気圧以上に保持し、前記主軸を回転させ、前記電極に通電しながら前記エンジンシリンダーの内面に無電解メッキすることを特徴とする無電解メッキ方法である。
【００１０】
第２の解決手段は請求項２に示すように、前記エンジンシリンダー空間に充填した無電解メッキ液の圧力は０．３〜０．５ＭＰａであることを特徴とする無電解メッキ方法である。
【００１１】
第３の解決手段は請求項３に示すように、前記無電解メッキ液中の前記電極への通電は１３０ｍＡ／ｄｍ２であることを特徴とする無電解メッキ方法である。
【００１２】
第４の解決手段は請求項４に示すように、前記無電解メッキ液は無電解Ｎｉ−Ｐメッキ液もしくは無電解Ｎｉ−Ｂメッキ液もしくは無電解Ｃｕ−Ｂメッキ液であり、且つ、これらの無電解メッキ液のいずれかに、液体フラックスを添加したものであることを特徴とする無電解メッキ方法である。
【００１３】
第５の解決手段は請求項５に示すように、前記無電解メッキ液中に、メッキを施した１０〜２０μｍのＴｉＣ粉を混濁して、該ＴｉＣ粉を前記エンジンシリンダーの内面にメッキすることを特徴とする無電解メッキ方法である。
【００１４】
第６の解決手段は請求項６に示すように、前記無電解メッキ液中にメッキを施工した１０〜２０μｍのＴｉＣ粉を、圧力をかけ微弱電流を流すことで、（−）側のＳＵＳ３１０パイプの内外面に０．１〜０．２ｍｍの肉厚でＴｉＣ粉を拡散メッキすることを特徴とする無電解メッキ方法である。
【発明の効果】
【００１５】
第１の解決手段による効果は以下である。無電解メッキ中でメッキする際メッキ槽とメッキ品を入れた容器に０．３〜０．５ＭＰａの圧力をかけてメッキすることで発生する水素ガスを抑え込むためピンホールなどの欠陥の少ない無電解メッキができる。メッキ液中に１００ｇ／１０００ｃｃのサーメット粉を入れて容器にポンプ注入終わると又別の同じ無電解メッキ液でサーメット粉の入っていないメッキ液をギヤポンプにて０．３〜０．５ＭＰａの圧力をかけてストップバルブにて圧力のかかった状態としてメッキする。ボイルシャルルの法則は気体に関するものであるが、液体中でも成立する。一定温度中での一定の液体の体積は圧力に反比例する。発生する水素ガスは無電解メッキ液中に吸収されるため圧力解放されると急激に膨れて離脱する。そのため数分ごとにメッキ液の入れ替えをすることで欠陥の少ない無電解メッキが可能である。
【００１６】
第２の解決手段による効果は以下である。無電解メッキ液の圧力を０．３〜０．５ＭＰａに保持するので、メッキ品質欠陥となる水素が生成しにくいことである。
【００１７】
第３の解決手段による効果は以下である。無電解メッキ液中に１３０ｍＡ／ｄｍ２の外部電流を流す電気メッキ法である。従来の３倍以上の析出金属イオンのため厚手メッキの必要な自動車のエンジンシリンダーに最適である。エンジンシリンダー自体が圧力容器となるためアルミニウムからなるエンジンシリンダーの内面を旋回する揚力羽根方式電極のため２段圧縮メッキによる肉厚メッキが簡単にできる。
【００１８】
第４の解決手段による効果は以下である。従来の無電解メッキ液はＮｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ｂ、Ｃｕの３種類のみである。半金属として他に、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｂ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｓなどもあるのに作られない最大の理由は地殻濃度より、Ｇｅ（１．５ｐｐｍ）、Ｓｂ（０．２ｐｐｍ）、Ｔｅ（０．００５ｐｐｍ）、Ｓｅ（０．０５ｐｐｍ）、Ａｓ（１．８ｐｐｍ）と非常に少なく高価なためである。Ｂ（１０ｐｐｍ）、Ｐ（１０００ｐｐｍ）、Ｓｉ（２７７０００ｐｐｍ）、Ｓ（２６０ｐｐｍ）、逆にＳ、Ｐはコスト的に安価である。Ｓｉが使用されないのは溶解しにくいためである。液体フラックス中にＮａ、Ｋ、Ｌｉ、Ｒｂ、Ｃｓなどのアルカリ金属とＢ、Ｓｉ、Ａｓ、Ｔｅ、Ａｔ、Ｇｅ、Ｓｂなどの半金属、Ｓ、Ｐを組み合わせてさらにＦ、ＣＬ、Ｂｒ、Ｉなどのハロゲンを組み合わせる。母材がアルミニウムの場合は、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｓｉなどが主体となる下地メッキが必要である。エンジンシリンダーは冷却されているがこれらのホワイト系では経年劣化に耐えない。そのため、アルミニウムに直接乗せる無電解メッキが必要である。Ｎｉ−Ｓｉ、Ｎｉ−Ｂ、Ｃｕ−Ｂなどが液体フラックス中に浸した後であれば圧力メッキとして複合メッキが可能である。
【００１９】
第５の解決手段による効果は以下である。通電電極が揚力羽根方式で羽根の最上面に凸型の純銅丸棒Φ６〜Φ８が挿入されている。この最上段の線接触電極で１０〜１３度の羽根のひねりが点接触通電極を意味する。かつ、２次元的に圧縮力が作用するため最短の距離に入ったサーメット粉のみの電流が流れるため均一にメッキを可能にした。通常の電気メッキ法はメッキされる物体の入側と出側に電流が集中し両端に厚くメッキが付く。サーメット粒子一つ一つに点通電のため電流密度が一定であるため均一のメッキを可能とする。無電解メッキでなく一般の電気メッキの場合は、Φ６〜Φ８がそのまま電極となり自己溶解するが点接触溶解である。この羽根が回ることで圧縮と引き離しの力が生まれるためサーメット粒子の確実な接合以外は引き離し力にて再度無電解メッキ液中にもどる。
【００２０】
第６の解決手段による効果は以下である。通常高炉本体の羽口から加熱及び圧縮した空気とともに、微粉炭を吹き込む供給パイプの内面は激しい摩耗環境にあるにも関わらず、耐熱、耐磨耗材料を施工する技術がなく、２〜３ヶ月に１回交換していた。ＴｉＣ＋Ｎｉ−Ｂメッキ粒度１０〜２０μｍ粉を０．１〜０．２ｍｍと厚くメッキすることで長寿命化が可能となった。２０Ａ×ｓｃｈ４０と細長いパイプの内外面に均一の分散メッキが可能となったためである。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】はエンジンシリンダーの内面に無電解メッキする際の横断面図。
【図２】はエンジンシリンダーと揚力羽根の位置関係を示す平面図。
【図３】は微粉吹き込みパイプの無電解メッキの横断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の実施形態を請求項１〜請求項６及び図１〜図３に基づいて説明する。
【００２３】
第１の解決手段は請求項１に示すように、エンジンシリンダー４０をＯリング２５でシールした上フランジ７０と下フランジ７１で挟み込み、前記上フランジ７０と前記下フランジ７１で回転可能に保持した主軸２４にサポート１２を設け、該サポート１２に揚力羽根１０を取り付け、該揚力羽根１０の長さ方向に電極１１を圧入し、前記主軸２４に受電リング２２を嵌装し、該受電リング２２に給電ブラシ２１を当接し、前記電極１１に通電可能にし、前記エンジンシリンダー空間４０ａに、無電解メッキ液を充填し、該無電解メッキ液を大気圧以上に保持し、前記主軸２４を回転させ、前記電極１１に通電しながら前記エンジンシリンダー４０の内面４０ｂに無電解メッキすることを特徴とする無電解メッキ方法である。
【００２４】
図１は、エンジンシリンダー４０にメッキする場合の横断面図である。圧力をかけてメッキする方法を模式的に示している。ポンプ５０にてメッキ液槽５４からメッキ液を吸い上げてエンジンシリンダー空間４０ａに供給する。ポンプ５０にて無電解メッキ液に０．３〜０．５ＭＰａの圧力をかける。エンジンシリンダー空間４０ａ内の過剰メッキ液は、バルブ５４にてコントロールされ配管５２を通してメッキ液槽に返送される。メッキ液は又、サーメット粒混濁槽６４にはメッキ液に混濁したサーメット粒が充填されており、ポンプ６０にて吸い上げ、配管６１を経由して、エンジンシリンダー空間４０ａに送給される。エンジンシリンダーの過剰サーメット混濁液はバルブ６４でコントロールされ、サーメット粉槽に返送される。エンジンシリンダー４０は上フランジ７０と下フランジ７１をボルト７２にて締め付け、Ｏリング２５で圧力保持する。メッキ液圧力は、０．３〜０．５ＭＰａを保持するようにポンプ５０のコントロールバルブ５３にて絞る。ポンプ５０は安定して圧力を保持できるようにギヤポンプがよい。ＴｉＣサーメット粉は１００ｇ／リットルでエンジンシリンダーの中に注入する。
【００２５】
揚力羽根１０はサポート１３を介して主軸に取り付けられている。主軸２４は軸受２６にて回転自在に支持され、主軸２４を回転するモータ２０は回転数１０〜３０ｒｐｍである。主軸はＯリングにてシールされている。モータ２０はカップリング２７にて主軸２４と連結され、主軸２４にはサポート軸１３により揚力羽根１０が取り付けられている。主軸２４には銅からなる受電リング２２が嵌装されている。受電リング２２は給電ブラシ２１と接触している。電源３０から供給された電流は、ケーブル３１を経由し、給電ブラシ２１に送られ、受電リング２２からケーブル３２を経由して電極１１に供給される。電流は、電極１１とエンジンシリンダー４０の最小隙間Ｘを介して流れる。エンジンシリンダー４０はケーブル３３により電源３０とつながっている。電極１１は揚力羽根１０に純銅の丸棒を圧入して形成している。電極とエンジンシリンダーの最小距離Ｘは１〜３ｍｍである。主軸２４、サポート１２、上フランジ７０下フランジ７１は、絶縁体であり、樹脂で形成するのが望ましい。エンジンシリンダー４０には加熱ケーブル８１を巻きつけて加熱する。メッキ液温度は加熱電源及び制御盤８０により８０〜９０℃の範囲で制御する。
【００２６】
本発明による無電解メッキ手順は以下である。（１）圧力一定保持のためポンプ５０（ギヤポンプが望ましい）にて無電解メッキ浴を０．３〜０．５ＭＰａにする。（２）スタート時に、無電解メッキ浴にメッキしたサーメット粉をメッキ浴１０００ｃｃに対して１００ｇの割合で注入する。その後はバルブ５３にてメッキ浴の注入はストップし無電解メッキ液を０．３〜０．５ＭＰａに保持する。（３）メッキ浴を８０〜９０℃に管理するためアルミニウムパイプの外側に帯状の加熱ケーブル８１を巻きつけてヒータ電源及び制御装置８０にて±１℃に管理する。（４）０．３〜０．５ＭＰａの圧力をかけたメッキ浴中に、通電揚力羽根１０の電極１１からエンジンシリンダー４０の内面４０ｂに通電し無電解メッキした。被メッキ材のアルミニウム製のエンジンシリンダーは前もって下地にＮｉ−Ｂメッキし、その上にサーメットの複合メッキを実施した。（５）揚力羽根１０の最大の特長は最大の圧力の時に最大の電流が流れることであり、１０〜３０ｒｐｍにて回転しているためサーメット粒子が瞬間的に複合メッキされるが、近辺のメッキ不可のサーメット粒子は揚力羽根１０にて引きの力が働くため離脱する。圧縮吸着メッキと離脱が一瞬にて起こる。（６）確実に圧縮通電した粒子のみがメッキされる。自動車のエンジンシリンダー４０の様に研磨作業する場合は、０．２〜０．３ｍｍの厚肉サーメットメッキが可能である。（７）高圧にてメッキ浴中に強制的に溶解した水素ガスはボイルシャルルの法則にて圧力解放された瞬間に外気中に析出蒸発する。メッキ液管理が簡単である。圧力解放と同時に素早く水素ガスが逃げるため水素に起因する欠陥が皆無となった。
【００２７】
エンジンシリンダー４０の空間４０ａには０．３〜０．５ＭＰａの圧力をかけ、１３０ｍＡ／ｄｍ２の電流をかけながら、主軸２４を１０〜３０ｒｐｍで回転させることにより、電極１１とエンジンシリンダー４０の間、即ち最小距離となるＸの間は常時通電しており、ＴｉＣの１０〜２０μｍの粒子がスパークしエンジンシリンダー４０に圧着される。この連続メッキ運転にて０．２〜０．３ｍｍの厚メッキをする。複合メッキ以外にも応用可能である。
【００２８】
圧力をかけるためエンジンシリンダー４０のような円型の被メッキ材に対して最適であるが、円形以外の被メッキ材でも治具の設計と通電方法を考えれば利用は可能である。ヘリコプターのような回転揚力羽根は従来ならば通電極を羽根に沿って作っていたが、圧力をかけることとメッキ液の交換を自働的にすることで均一の厚手メッキが可能である。従来、ヘリコプターに使用する羽根は、ならい通電極によるＣｒメッキである。ＡＬ鍛造のジュラルミンのためＡＬ＋Ｃｕ＋Ｎｉ＋Ｚｎ＋Ｃｒのように５元素入っているため単独のＣｒメッキは出来ず下地メッキが独特でありＣｕ、Ｚｎ、Ｎｉの複合メッキである。圧力メッキだとＮｉ−ＰもしくはＮｉ−Ｂ＋αとして例えば、特開２０１２−０２４８０４号広報に記載の液体フラックスに含有されるような添加剤でＴｉＣの厚メッキが可能である。且つ比重はＣｒ：７．１９に対して、ＴｉＣ：４．５である。耐磨耗性はＣｒに対して２〜３倍である。飛行機の翼やヘリコプターの揚力羽根は大気中の粉塵で研削摩耗を受けるので耐磨耗性を向上するために最適なメッキである。
【００２９】
図２は揚力羽根１０とエンジンシリンダー４０の横断面図である。メッキ最大の欠陥原因はメッキ液中に発生する水素である。ボイルシャルルの法則で、メッキ液を大気圧以上に保持すると水素の溶解度が増しメッキ液中に水素泡の発生が抑制できる。揚力羽根１０は回転するので、揚力羽根１０の電極１１と間の距離がエンジンシリンダー４０の距離Ｘが最小になる部分に最大の電流が流れ、サーメット粒子がエンジンシリンダー４０表面にメッキされる。エンジンシリンダー４０は高温高圧環境下でピストンの往復運動により大きな摩擦剪断力が付加されるので研磨面にする必要がある。そのためメッキ厚みは０．２〜０．３ｍｍの厚メッキとし、研磨して最適な厚みに調整する。ＡＬ素材にＮｉ複合メッキする際、マイクロクラックポーラスメッキすることで下地電流密度を分散させることが可能なためサーメット粒子間の凹凸面が研磨後のエンジンオイル溜りとなるため摩耗防止が図れる。Ｎｉ複合メッキによる下地凹凸は電流値の上下変化させることで作られる。
【００３０】
半金属としてのＢ、Ｐは無電解メッキ中に、還元析出にて５〜８ｗｔ％は金属イオンと化合して結晶を作っているためイオン差の大きい還元剤が必要である。これをコントロールするため分散剤として界面活性剤が入っているが硝酸鉛、塩化アンチモン、三酸化二ヒ素、水酸化ゲルマニウムのように半金属の触媒毒作用を利用して進行をコントロールする。かつ、０．１〜０．２ｗｔ％と微量であるがこれらの半金属がＰ、Ｂ中の結晶析出を大中小とコントロールしかつこれらも一緒にイオン化のまま皮膜に取り込まれるため潤滑性や撥水性が加わるため従来にない無電解メッキが可能になった。
【００３１】
次亜リン酸塩を還元剤とする無電解ＮｉメッキはＮｉ―Ｐの合金皮膜又はＮｉ−Ｂの合金皮膜が得られる。ＨＢＦやＮａＢＨ４などのホウ水素化合物などを使用して良質の被膜を得ているがリンやホウ素などの半金属イオンの共析作用を利用しているため溶液還元管理が困難である。最大の理由は、メッキ中に発生する多量の水素ガスのためｐＨ低下やそれに伴う析出速度が低下することやメッキ浴温度（８０〜９０℃）の管理である。メッキ液組成及び作業条件の影響は以下である。錯化剤濃度が増えると析出速度が遅くなる。還元剤濃度が増加すると析出速度が速くなる。温度が高くなると析出速度が速くなる。通常９０℃で作業するが１０℃低下すると析出速度は半減する。ｐＨが水素ガスの発生により徐々に低下するため、自働浴管理装置が必要である。
【００３２】
第２の解決手段は請求項２に示すように、前記エンジンシリンダー空間に充填した無電解メッキ液の圧力は０．３〜０．５ＭＰａであることを特徴とする無電解メッキ方法である。
【００３３】
従来の無電解メッキは大気中でのメッキであったため特に無電解メッキは大量の水素ガスを発生するため、液管理も８０〜９０℃と狭い範囲で濃度と温度管理を正確にする必要があった。無電解メッキ液中に０．３〜０．５ＭＰａの圧力をかけてメッキして、５〜１０分間隔でメッキ液のポンプ交換にて圧力解放する。圧力中で水素ガスの体積を１／１５〜１／１０に圧縮した状態で、メッキ浴から抽出し、メッキ浴の外に放出する。又、メッキ液を入れて圧力を上げることで厚肉メッキを可能にした。
【００３４】
第３の解決手段は請求項３に示すように、前記無電解メッキ液中の前記電極への通電は１３０ｍＡ／ｄｍ２であることを特徴とする無電解メッキ方法である。
【００３５】
無電解メッキは電流を流さないメッキ法であるが、あえて無電解メッキ浴中に１３０ｍＡ／ｄｍ２の微弱外部電流を流すことで析出度の大きい厚メッキを可能にした。
【００３６】
無電解メッキ液中に強制的に不純物を入れるとイオン化電流の差が発生し、不純物の粒子がメッキ皮膜中に析出して取り込まれる。この現象を利用したメッキである。１例として、Ｎｉ−Ｐメッキ液中ではＮｉに対してＰの方が（＋５）の電位差があるためＮｉイオン金属に対してＰが析出する。その時サーメット粉はＮｉに対して（−６）の電位が発生しているためＰ（＋５）の電子をもち、ＴｉＣは（−６）の電子を持ち、互いに引き合いＮｉを中立としてＴｉＣ粒の上にＰがまず析出し、ＴｉＣの（−１）電子はＮｉに対して遊離しているため引き合う際結果的にサーメット粒を巻き込むことになる。これが電子同士の引き合う力を利用したのが複合メッキである。
【００３７】
ＡＬ２Ｏ３、ＴｉＣ、ＳｉＣ、ＢＮ、ＷＣ、ＣｏＣ、ＭｏＣ、ＶＣ、ＮｂＣ、Ｃｒ２Ｃ７などのセラミックス系や炭化物系をメッキ皮膜中に取り込ませることで耐熱、耐磨耗、耐食性などの要求されるところ、自動車のエンジンシリンダーなどに適する。フッ素樹脂をマトリックス中に共析させると糸巻き取機ボビン送給ローラのように滑らかな供給性と耐磨耗の要求されるところのものも作れる。これらの複合メッキ皮膜はメッキ液中で連続的に成長する金属表面に分散粒子が圧力をかけられているところに通電電極翼の揚力２次圧力と球面３次電極圧にて粒子同士の衝突と通電による液中圧着スタッド溶接電流にて圧着溶解と同時にメッキが起こるため還元金属（Ｐ、Ｂ、Ｓｉ、Ｇｅなど）の析出膜にて次々と埋め込まれる。スタート時に１３０ｍＡ／ｄｍ２の微小電流はサーメット粒１０〜２０μｍにとってスタッド溶接電流である。一種の液中スパーク溶着である。そのため無電解メッキであるが、１３０ｍＡ／ｄｍ２の電流を流すことを特長としている。特に短時間で厚手のメッキと接合メッキ強度を向上できた。
【００３８】
第４の解決手段は請求項４に示すように、前記無電解メッキ液は無電解Ｎｉ−Ｐメッキ液もしくは無電解Ｎｉ−Ｂメッキ液もしくは無電解Ｃｕ−Ｂメッキ液であり、且つ、これらの無電解メッキ液のいずれかに、液体フラックスを添加したものであることを特徴とする無電解メッキ方法である。
【００３９】
従来の無電解メッキはＮｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ｂ、Ｃｕのみの３種類であったが半金属元素溶解することで従来にない無電解メッキ液を自由に作れる磁場溶解法である。例えば、特開２０１２−０２４８０４号広報に記載の液体フラックスの主成分は下記である。Ｎａ２Ｂ４Ｏ７・１０Ｈ２Ｏ、ＨＢＦ４、Ｐ（ＯＣＨ３）３、Ｈ２ＳｉＦ６、Ｂ（ＯＣＨ３）３を３０ｗｔ％濃度となるようにメタノール中で磁界をかけながら溶解する。分子の配合割合は、Ｎａ：６．３４ｗｔ％、Ｂ：１４．４３ｗｔ％、Ｐ：０．８３２ｗｔ％、Ｓｉ：１．２９９ｗｔ％、Ｈ：２．９１６ｗｔ％、Ｃ：１４．８６３ｗｔ％、Ｏ：３５．２７４ｗｔ％、Ｆ：２４．０３である。ＨとＦにて結合してＨＦとなり蒸発する際にイオン化電位差の順に、先ずアルカリ金属のＮａが引き寄せられて、次にＢが、次にＰが次にＳｉが引き寄せられてサーメット粒子が結合する。そのためアンカー効果の役割を果たしている。従来のＮｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ｂのように半金属だけのメッキ液にＮａとＳｉが加わることでアンカー効果が大きくなる
【００４０】
無電解メッキの特長は電気メッキと異なり、メッキされる製品の表面の凹凸に関係なく均一の厚みでメッキが可能であることである。メッキ温度８０〜９０℃保持してメッキ液の循環をさせることだけが需要である。メッキ皮膜中にＰ、Ｂなどの半金属が金属イオンの差にてＮｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ｂとなって析出することで４００℃以上加熱すると硬化する性質のため硬質Ｃｒメッキに匹敵する耐磨耗性を要求するところに適しているメッキである。次亜リン酸ナトリウムや水素化ホウ素ナトリウム、ヒドラジン水和物などを還元剤の誘電体として使うことで無電解メッキができる。ニッケル塩と次亜リン酸型無電解メッキ浴は酸性浴とアンモニアアルカリ浴や苛性アルカリ浴に大別される。さらに、メッキ浴中に添加される錯化剤、調整剤、ｐＨ緩衝剤などによって無電解メッキ浴は構成される。主成分は金属塩としてのニッケル塩化物、ニッケル硫酸塩化物などを還元剤として次亜リン酸ナトリウムを使うと、ＮｉＣＬ２・６Ｈ２Ｏ＋ＮａＰＨ２Ｏ・Ｈ２Ｏ→Ｎｉ＋Ｈ３ＰＯ３＋５Ｈ２Ｏ＋２ＨＣＬ→Ｎｉ＋Ｐ＋６Ｈ２Ｏ＋２ＨＣＬ＋ＮａＯＨ＋Ｈ↑＋Ｏ２↑となる。無電解メッキ浴を８０〜９０℃と温度上昇すると熱運動によって電子準位の高い方にイオン電流として流れるため電子が原子を置き去りにするため、電子の抜けた場所が正孔となるため穴の中の電子が移動する。自由電子がエネルギーを得るためメッキされる金属体の表面に連続移動するため無電解メッキが可能となる。メッキ浴の主成分は溶解する水＋金属イオン＋還元剤である。金属イオンのＮｉに対して半金属のＰ、Ｂ、Ｓは全て負電子が大きいことがＮｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ｂ、Ｎｉ＋Ｓとなる。対して、水はほぼＮｉと同位のため硝酸鉛などを微量加えることでメッキ液の自然分解を抑制する安定剤と添加物ができることでメッキ液の長寿命化を図る。グリシンやチオ尿素などを加えることで水素ガスの発生を抑える。
【００４１】
アルカリ性メッキ浴はアンモニア水や水酸化ナトリウムにてｐＨ調整（ｐＨ７〜ｐＨ１１）している。錯化剤としてクエン酸ナトリウムやホウ酸などを使うことでメッキ析出速度を向上させている。圧力水中に水素ガスを注入しても両者がプロトンにならないがイオン結合した金属のイオンが入ると水素ガスの発生がある。水素分子中の水素がプロトンとなるため水素交換がメッキでは確実に発生する。金属イオンが触媒の働きをするためである。オレフィンの水和反応などでＣについているＨにプロトンがついてカルボニウムイオンなどが形成されるため自動的に自己錯体が出来上がるように配合する。
【００４２】
メッキ後の異性化とＨ反応が触媒作用で発生しているメカニズムは以下である。均一系触媒は、硫酸、塩酸、硝酸、リン酸、苛性ソーダ、苛性カリである。不均一系触媒は以下である。８族遷移金属として、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｎｉがある。酸化物として、ＺｎＯ、ＡＬ２Ｏ３、ＮｉＯ、ＴｉＯ２、Ｖ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３、ＭｎＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｎＯがある。混合酸化物として、ＳｉＯ２−ＡＬ２Ｏ３、ＡＬ２Ｏ３−Ｂ２Ｏ３、ＳｉＯ２−ＭｇＯ、ＳｉＯ２−ＺｎＯ２、Ｖ２Ｏ５−ＭｏＯ３がある。交換イオン種として、Ｌｉ＋、Ｋ＋Ｍｇ＋２、Ｃａ＋２、Ｓｒ＋２、Ｚｎ＋２がある。硫化物として、ＺｎＳ、ＣｄＳがある。金属水素化物として、ＣａＨ２、ＢａＨ２がある。金属硫酸塩として、ＮｉＳＯ４・６Ｈ２Ｏ、ＣｕＳＯ４・６Ｈ２Ｏがある。金属リン酸塩として、ＢａＨＰＯ４、Ｆｅ３（ＰＯ４）２がある。金属塩酸塩として、ＣｕＣＬ２、ＮｉＣＬ２、ＦｅＣＬ２がある。金属硝酸塩として、Ｃｕ（ＮＯ３）、Ｎｉ（ＮＯ３）がある。全てメッキ浴に使用される試薬である。無電解メッキはイオン差にて発生する電子を使うため、メッキ液自体が自己触媒となって連続反応をする必要がある。セラミックス、ガラス、樹脂などに８族遷移金属が使用される。Ｓｎ２＋Ｐｄ２→Ｓｎ４＋Ｐｄ０のＰｄアンカー効果は以下である。ＳｎがＰｄに対して（＋）イオンであり、電子は（＋）→（−）に流れるため電子の抜けた正孔にＰｄが置き換わるためアンカー効果が出やすい。ＺｎとＳｎでは似た反応が生じる。ＰｄＣＬ２＋ＳｎＣＬ２→Ｓｎ４＋Ｐｄ＋２ＣＬ２↑、ＺｎＣＬ２＋ＳｎＣＬ２Ｓｎ４＋Ｚｎ＋２ＣＬ２↑である。アンカー効果として使用可能であるが融点が低いためセラミックスなどの耐熱性を要する環境では使用できない。メッキ浴となる酸濃度と各種金属塩の酸強度は金属イオンの電気陰性に比例することからＺｎ＋Ｓｎの組み合わせが酸浴ではできない。ＰｄＣＬ２＋ＳｎＣＬ２→Ｓｎ４＋Ｐｄ＋２ＣＬ２↑が最適である。金属硫酸塩の金属イオン電気陰性度とポーリング値は似ているがポーリング値の２以下は共有結合である。つまり金属は確実に合金を作り確実に塩基となる。そのためメッキが可能である。
【００４３】
メッキは、メッキ液中の金属イオンを被メッキ材の表面上に還元析出させて金属皮膜を作るのであるが、以下の３通りがある。（１）外部電力によって電極の金属イオン又はメッキ液中の金属イオンを電解析出させる電気メッキ法、（２）メッキ液中の金属イオンを化学薬品によって還元析出させる化学還元メッキ法、（３）メッキ液中の金属イオンを被メッキ材によって置換析出させる置換メッキ法である。無電解メッキでは金属塩、還元剤の他に還元効率をよくしその寿命を延ばすため種々の薬品を添加する。メッキ液の構成は主成分と補助成分がある。主成分には金属塩として、塩化ニッケル・６水和物、硫酸銅・６水和物がある。還元剤として、次亜リン酸ナトリウム、水素化ホウ素ナトリウムがある。補助成分には、ｐＨ調整剤として、アンモニア水、苛性ソーダ、苛性カリがある。緩衝剤としては、クエン酸ナトリウム、酢酸ナトリウム、ホウ酸、有機酸、無機アルカリ塩がある。錯化剤としては、苛性ソーダ、苛性カリ、水酸化アンモニアがある。促進剤としては、チオ尿素、グリシンがある。安定剤としては、鉛化合物、硫化物がある。改良剤としては、アルキルベンゼンスルホス酸塩、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルがある。
【００４４】
銅の無電解メッキはニッケルと比較して標準単極電位が、０．３３４Ｖあるため溶液中より容易に銅が析出するためニッケルの様に次亜リン酸ナトリウムや水素化ホウ素ナトリウム、ヒドラジンのような強い還元剤を必要としない。フェーリングメッキ液中にホルムアルデヒドを薄めたホルマリン（ＣＨ２Ｏ）を１／１０〜１／５入れることでよい。無電解メッキ（フェーリング液）は、硫酸銅：３５ｇ／５００ｍリットル、酒石酸カリウム：１７０ｇ／５００ｍリットル酒石酸ナトリウム：５０ｇ／５００ｍリットル、水酸化ナトリウム：５０ｇ／５００ｍリットル、ホルムアルデヒド：１００〜２００ｃｃを加えて生成する。硫酸銅の代わりに硝酸銅や塩化銅でも代用可である。多くの場合、還元剤にはあホルムアルデヒドを使用するので還元析出反応は次式となる。Ｃｕ＋２＋２ＨＣＨＯ＋４ＯＨ−→Ｃｕ＋Ｈ２↑＋２Ｈ２Ｏ＋２ＨＣＯ−（１）、２Ｃｕ＋２＋ＨＣＨＯ＋５ＯＨ−→Ｃｕ２Ｏ＋ＨＣＯ３＋３Ｈ２Ｏ（２）。（１）は自己触媒反応で被メッキ素地上に銅が析出する。（２）は分解反応が生じるため酸化銅が溶液中に沈殿する。そのため、添加剤として酒石酸塩を加える。
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（３）式の通り、遊離水酸化ナトリウム、水酸化カリウムは存在しない。そのため、ホルムアルデヒド液中で銅の析出反応は抑えられている。添加剤として、有機イオウ化合物、グリシンを使用する。銅の無電解メッキには半金属のＰ、Ｓ、Ｓｉなどは使用されない。硫酸銅９０ｗｔ％＋ホウフッ化銅１０ｗｔ％いれることでＣｕに対する還元反応を促進できる。硫酸銅９０ｗｔ％＋ホウ酸エステル１０ｗｔ％入れることでＣｕに対する還元反応を促進できる。硫酸銅９０ｗｔ％＋正リン酸エステル１０ｗｔ％いれることでＣｕに対するＰの触媒作用による析出硬化ができる。Ｎｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ｂ、に対するＣｕ−Ｐ，Ｃｕ−Ｂのメッキは可能である。サーメット粒子１０〜２０μｍに対して、従来単なるＣｕメッキであったがＮｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ｂのように硬化する。
【００４５】
半金属元素は非金属元素であるが金属元素と似た傾向を示す。電気陰性度も大きくハロゲンに近い。そのため、他の元素と化合物を作ると極性の大きいものとなりやすく自身が陽性成分となる特色がある。半導体の様に高純度の結晶にこれらの半金属元素を入れることで目的に沿ったキャリヤーの種別と濃度が制御できる元素である。無電解メッキ液にこれらの半金属元素が入ることでイオン差により自己析出することで共晶析出する性質を持つ。半金属元素として、Ｂ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｇｅが利用できる。
【００４６】
第５の解決手段は請求項５に示すように、前記無電解メッキ液中に、メッキを施した１０〜２０μｍのＴｉＣ粉を混濁して、該ＴｉＣ粉を前記エンジンシリンダー４０の内面にメッキすることを特徴とする無電解メッキ方法である。
【００４７】
ＴｉＣ回収チップを粉砕するためには非常に硬いため位置エネルギー粉砕杵と臼の関係で強制的に０．５〜１．０ｍｍアンダーまで粉砕し篩選択にて１０〜２０μｍアンダー粉を磁力吸着にて杵と臼がハイクロム鋳鉄の粉砕中に切削されるため粉状にて出現している。そのため磁力吸着で選別する。サーメットも３〜５ｗｔ％のＮｉやＣｒが入っているため弱磁性体であり選別するのは比重と風力と磁界の組み合わせにて取り出している。サーメット粉（１０〜２０μｍ）にＮｉ−Ｂ又はＣｕなどの無電解メッキをするためにはそれなりの設備が必要である。サーメット粉は比重４．５〜４．７であり重いのであるが、１０〜２０μｍの微粉になるとメッキ液の表面張力により浮き上がる。メッキ浴撹拌中に旋回流中にて比重計計測し常時新品メッキ浴を入れることで紛体メッキする。超微細粒子のため一瞬にてメッキするためメッキ濃度の減少が大きい。細かな液管理が必要である。
【００４８】
揚力羽根方式通電極で旋回することで無電解メッキ液の撹拌と再揚力羽根圧力による線通電方式メッキのため一瞬の電流に合格したサーメット粒子のみをメッキ可能で不安定な粒子は揚力羽根の浮力にて引き離されるため確実に強く接合した粒子のみ成長する。
【００４９】
従来はアンカー効果として、Ｓｎ２＋Ｐｄ２→Ｓｎ４＋Ｐｄ０のアンカー効果なしではセラミックスやサーメットのメッキが困難であった。液体フラックス中に数秒浸すことで、Ｎａ、Ｋ、Ｐ、Ｂなどがイオン状態になって溶解し、ＨＦが生じる際に析出してセラミックスやサーメット粒子に共析するため、Ｓｎ２＋Ｐｄ２→Ｓｎ４＋Ｐｄ０のアンカー効果なしでメッキが可能となった。
【００５０】
１０〜２０μｍの微細なサーメット、セラミックス、ガラスなどの粉に対して、液体フラックス中に数秒浸すだけで高価なメッキを不要とした。無電解メッキ液中に外部より１３０ｍＡ／ｄｍ２の微弱外部電流なしでは達成できなかった。通常、無電解メッキ液は８０〜９０℃の範囲で精密に温度管理する必要があるが、Ｓｎ２＋Ｐｄ２→Ｓｎ４＋Ｐｄ０の下地アンカーメッキ及び０．３〜０．５ＭＰａの圧力をかけてメッキすることから、６０〜９０℃の比較的広い条件範囲で無電解メッキが可能となった。自動車のエンジンシリンダーの様に燃焼熱にて１０００℃以上の熱伝導を受ける部分はエンジンが冷却されているとしても最低３００℃以上の耐熱性は必要である。Ｓｎの融点６３０℃、Ｐｄの融点１５５２℃、Ｓｎは４価となって置換するため６３０℃である。ＡＬの下地にＳｎがあることはその上に載るサーメットの離脱に繋がる。そのため、１０〜２０μｍのサーメット粉粉砕選別したものを１回液体フラックス中に浸し、よく撹拌し、取り出し、無電解メッキＮｉ−Ｐ液や無電解メッキＮｉ−Ｂ液中で無電解メッキする。
【００５１】
複合メッキとして金属以外ガラス繊維などの下地に無電解メッキ液中にＴｉＣなどをまず付けて種として、次に電気Ａｇメッキすることで病院内の換気フィルターなどを作ることで院内感染対策が可能なフィルターなどが作られる。このようにサーメット粉や金属粉を種付として析出メッキすることで強化繊維や樹脂などの大型品にも無電解メッキ＋通常の金属メッキが可能である。冶金法で作られた金属粉を使わずとも分散メッキが可能であれば、Ｆｅ２Ｏ３、ＦｅＯ、ＮｉＯ２、ＣｕＯ２、ＴｉＯ２、ＺｎＯ２などの酸化物を利用可能である。酸化物を前もって種メッキすれば複合メッキ化は可能なため多種多様な用途に対する組み合わせも可能である。飛行機、自動車の様に今後ますます軽量化する部品に金属以外の物との組み合わせ構造を図る無限の力を秘めている。
【００５２】
無電解メッキ液中でアルミニウムシリンダーの中で０．３〜０．５ＭＰａの圧力中で、揚力羽根は１０〜３０ｒｐｍで回転する。揚力羽根はＳＵＳ３０４で加工された中に純銅の通電極が埋め込まれている。この先端最短距離Ｘ（１〜３ｍｍ）の中にＴｉＣのサーメット粉が入った時電流は最短を流れるため揚力羽根にて一次圧縮を受け通電極にて２次圧縮を受け通電極から揚力羽根後部Ｃ間の引き離し揚力でＴｉＣサーメット粉が引き離されるため、１３０ｍＡ／ｄｍ２の電流は常に最短のみに流れる。１０〜２０μｍと非常に微細なる粒の凸部に１３０ｍＡ／ｄｍ２の微電流はスパークに値する電流である。母材アルミニウム側が−のためＣｕ側が＋極のため放電スパークが発生し一種のメッキ液中であるがスタッド溶接が完了する。ＴｉＣサーメット粒子表面にはＮｉ−Ｂ、Ｎｉ−Ｐ無電解メッキがされているため１３０ｍＡ／ｄｍ２の電流にて一瞬にＡＬ壁と接触した瞬間端面の突合せ溶接状態になり抵抗発熱にてＮｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ｂ 膜を溶解して続いて、１→２→３の状態でメッキが完了しＴｉＣのサーメット粒子は次々に最短点接触後は皮膜中に埋め込まれるため複合メッキが完了する。
【００５３】
無電解複合メッキは無機の微粒子であるＴｉＣ、ＳｉＣ、ＡＬ２Ｏ３、ＢＮ、ＺｒＢなどを無電解Ｎｉ−Ｐメッキ液又はＮｉ−Ｂ液中又はＣｕメッキ液中に分散させることでメッキ液中のＰやＢなどの半金属が共析する。半金属元素としてＢ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｔｅ、非金属としてＰ、Ｓ、Ｓｅなどが使用できる。無電解溶液として新たに生成することも可能である。特開２００９−２９７７８２号広報に記載しているように高温高圧溶解が可能である。最大１５０ｋｇ／ｃｍ２溶解も可能である。無電解メッキ液中に５〜１０ｗｔ％濃度で加えることで半金属として新たな共析を出すことが可能である。又、特開２０１０−１００４４１に記載しているように強磁場溶解にて製造できる。ＴｉＣの微粉末（１０〜２０μｍ）に前もって無電解粒子メッキをすることで共析粒子としているため、０．３〜０．５ＭＰａの圧力液中でさらに揚力羽根にて通電電流と圧力をかけることでメッキ浴中のＰ、Ｂなどの被膜中メッキ膜の中に簡単に挿入できることを具現化した。圧力と距離の２乗にて電流密度のアップは一瞬のバッハ効果である。水素ガスの発生が抑えられているため急激に押付け圧力中でのサーメット粒子の踊りと動きが一定方向のみ並んでメッキされる。半金属としてＰ、Ｂのみの無電解溶液中にＳｉ、Ｇｅ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｓなどをいれることも可能である。
【００５４】
第６の解決手段は請求項６に示すように、前記無電解メッキ液中にメッキを施工した１０〜２０μｍのＴｉＣ粉を、圧力をかけ微弱電流を流すことで、（−）側の微粉炭吹き込みバーナの内外面に０．１〜０．２ｍｍの肉厚でＴｉＣ粉を拡散メッキすることを特徴とする無電解メッキ方法である。
【００５５】
高炉用羽口より吹き込む微粉炭ブローパイプの微粉炭吹き込みバーナの切り継ぎよりＳＵＳ３１０−２０Ａｓｃｈ４０のパイプのＴｉＣ＋Ｎｉ−Ｂの分散メッキ状態を示す。このパイプ内は０．３〜０．５ＭＰａ圧縮加熱された空気と一緒に微粉炭が送られるため高速研磨摩耗を受ける。ＳＵＳ３１０−２０Ａｓｃｈ４０のパイプは羽口より先端部が２５０〜３５０ｍｍと飛び出ているため直接高炉内の熱１４００〜１５００℃の輻射熱も受けるため高温酸化する。耐熱耐磨耗の要求される過酷な環境であるも外径にアルミナ（ＡＬ２Ｏ３）プラズマ溶射だけである。過去、内面にアルマ加工、クロマイト処理、Ｃｒメッキなどの種々のテストをしたが効果なく、現在は未処理のＳＵＳ３１０−２０Ａｓｃｈ４０のみが使用されている。微電流＋圧力０．３〜０．５ＭＰａのメッキ液に圧力をかけることで発生する水素を抑え込むことに成功したため膨れ、巣、ピンホールも抑えることが可能となった。
【００５６】
図３は微粉炭吹き込みバーナの無電解メッキ説明図である。１００はＳＵＳ３１０−２０Ａｓｃｈ４０で（−）の極となっている。１０１は１３０ｍＡ／ｄｍ２の微弱電流を流す極で銅の丸棒である。１０２はＳＵＳ３０４のメッキ槽で３２〜４０Ａのパイプで（＋）極である。１０３は圧力のかかった無電解メッキ液（Ｎｉ−Ｂ）を注入する入り口である。１０４はパイプホルダーにてＳＵＳ３０４の金属である。１０５は１０４を保持するガイドホルダーにてＳＵＳ３０４の金属で作られている。１０６はメッキ液排出出口ホース継ぎ手で（＋）極となっている。１０６ａはリターンする無電解メッキ液の圧力を調節するバルブである。１０７はＴｉＣの混合した無電解メッキ液槽である。１０８はメッキ液に圧力をかけるギヤポンプである。１０９はメッキ圧０．３〜０．５ＭＰａのコントロールバルブである。１１０は回収無電解メッキ液タンクである。解放中に液中の水素ガスを逃がす。１１１は注入ノズルである。０．３〜０．５ＭＰａの圧力計付きである。１１５は管理用圧力計。１１２は排出メッキ液の微調整バルブである。１１３は排気液の解放による水素ガス逃がし槽である。１１４は直流メッキ電源にて１３０ｍＡ／ｄｍ２を保持する。
【符号の説明】
【００５７】
１０：揚力羽根
１１：電極
１２：サポート
２０：モータ
２１：給電ブラシ
２２：受電リング
２３：軸受
２４：主軸
２５：Ｏリング 
２６：カップリング
３０：電源
３１：ケーブル
３２：ケーブル
３３：ケーブル
４０：エンジンシリンダー
４０ａ：エンジンシリンダー空間
５０：ポンプ
５１：供給配管
５２：戻り配管
５３：バルブ
５４：メッキ液槽
６０：ポンプ
６１：供給配管
６２：戻り配管
６３：バルブ
６４：バルブ
６５：サーメット粒混濁槽
７０：上フランジ
７１：下フランジ
７２：ボルト
８０：ヒータ電源及び制御装置
８１：加熱ケーブル
１００：ＳＵＳ３１０  ２０Ａｓｃｈ４０で（−）の極
１０１：１３０ｍＡ／ｄｍ２の微弱電流を流す極で銅の丸棒
１０２：ＳＵＳ３０４のメッキ槽で３２〜４０Ａのパイプで（＋）極
１０３：圧力のかかった無電解メッキ液（Ｎｉ−Ｂ）を注入する入り口
１０４：パイプホルダーにてＳＵＳ３０４の金属
１０５：１０４を保持するガイドホルダーにてＳＵＳ３０４の金属
１０６：メッキ液排出出口ホース継ぎ手で（＋）極
１０６ａ：リターンする無電解メッキ液の圧力を調節するバルブ
１０７：ＴｉＣの混合した無電解メッキ液槽
１０８：メッキ液に圧力をかけるギヤポンプ
１０９：メッキ圧０．３〜０．５ＭＰａのコントロールバルブ
１１０：回収無電解メッキ液タンク
１１１：注入ノズル
１１２：排出メッキ液の微調整バルブ
１１３：排気液の解放による水素ガス逃がし槽
１１４：直流メッキ電源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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