CN105908250A - 含不锈钢构件的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供含不锈钢构件的制造方法,其包括:对于具有长边方向和短边方向且具有由不锈钢构成的表面的空心状的初始构件的该表面实施喷射处理的工序;以及,对于经过喷射处理的表面实施电解抛光处理的工序,实施电解抛光处理的工序中,初始构件以其长边方向相对于水平方向倾斜的状态浸渍于电解抛光液。

Description

含不锈钢构件的制造方法
技术领域
本发明涉及含不锈钢构件的制造方法和含不锈钢构件。
背景技术
不锈钢是耐蚀性(防锈性)和耐热性优异的材料,广泛用于从日用品用途到工业制品用途和工业设备用途。以往,从设计性、耐蚀性的观点出发,各种用途所用的不锈钢构件通常采用抛光处理等对表面进行镜面精加工。
然而,近年来,对于在清洁感/卫生感高的环境下生活的追求逐步提高,为了赋予指纹不易突显的性质(本说明书中,也将该性质称为“指纹隐蔽性”)、耐污物附着性,提出了对于不锈钢的表面实施毛面加工(satin-finish,表面凹凸)(例如,日本特开平11-226606号公报、日本特开2010-168655号公报)。
发明内容
本发明的目的在于,提供具有由不锈钢构成的表面凹凸的构件且表面凹凸形状的面内均匀性优异的含不锈钢构件的制造方法,以及通过该制造方法得到的含不锈钢构件。
本发明提供以下所示的含不锈钢构件的制造方法和含不锈钢构件。
[1]一种含不锈钢构件的制造方法,其包括:
对于具有长边方向和短边方向且具有由不锈钢构成的表面的初始构件的前述表面实施喷射处理的工序;以及
对于经过前述喷射处理的表面实施电解抛光处理的工序,
实施前述电解抛光处理的工序中,前述初始构件以其长边方向相对于水平方向倾斜的状态浸渍于电解抛光液。
[2]根据[1]所述的制造方法,其中,实施前述电解抛光处理的工序中,前述初始构件以其长边方向与铅垂方向实质上平行的方式浸渍于电解抛光液。
[3]根据[1]或[2]所述的制造方法,其中,实施前述电解抛光处理的工序中,前述初始构件以其上端被支承构件固定的状态浸渍于电解抛光液。
[4]根据[1]~[3]中任一项所述的制造方法,其中,实施前述电解抛光处理的工序中,电极浸渍于前述电解抛光液,该电极在前述电解抛光液内的位置可调。
[5]根据[1]~[4]中任一项所述的制造方法,其还包括在实施前述电解抛光处理的工序之后在经过前述电解抛光处理的表面上形成被覆层的工序。
[6]根据[5]所述的制造方法,其中,前述被覆层包含防锈剂。
[7]根据[1]~[6]中任一项所述的制造方法,其中,前述初始构件是空心状的。
[8]一种含不锈钢构件,其是通过[1]~[7]中任一项所述的制造方法得到的。
采用本发明可以提供具有由不锈钢构成的表面凹凸的构件且表面凹凸形状的面内均匀性优异的含不锈钢构件的制造方法,以及通过该制造方法得到的表面凹凸形状的面内均匀性优异的含不锈钢构件。
采用本发明能够得到指纹隐蔽性、耐蚀性、洗净性等特性在其表面的面内均一的含不锈钢构件。另外,采用本发明还能够通过源起于表面凹凸的粗糙感来提升含不锈钢构件的设计性。
需要说明的是,本说明书中,“洗净性”意指,污物(包括微粒、病毒、细菌等)不易附着于表面,或者附着于表面的污物的容易去除性。
该发明的上述及其它目的、特征、细节和优点可通过参照附图所理解的有关该发明的以下详细说明而得以体现。
附图说明
图1所示为本发明的含不锈钢构件的制造方法的一个例子的流程图。
图2所示为本发明的电解抛光处理工序的一个例子的概要截面图。
图3所示为按照本发明对于喷射处理后的构件进行电解抛光处理的情况的示意图。
图4所示为将喷射处理后的构件以其长边方向与水平方向平行的方式浸渍来实施电解抛光处理的情况的示意图。
具体实施方式
以下,对于本发明的含不锈钢构件的制造方法和含不锈钢构件进行详细说明。
<含不锈钢构件的制造方法>
本发明的含不锈钢构件的制造方法包括下述工序:
对于具有由不锈钢构成的表面的初始构件的该表面实施喷射处理的喷射处理工序S10;以及
对于经过喷射处理的表面实施电解抛光处理的电解抛光处理工序S20。
本发明的含不锈钢构件的制造方法还可以进一步包括在电解抛光处理工序S20之后实施的在经过电解抛光处理的表面上形成被覆层的被覆层形成工序S30。
(1)喷射处理工序S10
本工序是对于初始构件所具有的由不锈钢构成的表面实施喷射处理的工序。由此,可以赋予该表面以第1表面凹凸形状。采用喷射处理,即使初始构件具有复杂形状的表面,也能够进行均匀的表面凹凸加工。
初始构件只要其表面(通常是表面整体或表面的大部分)由不锈钢构成,则没有特别限制,可以是仅由不锈钢形成的构件,也可以是不锈钢与其它材料的复合材,优选是仅由不锈钢形成的构件。由不锈钢构成的上述表面可以是未经过特殊的表面处理或未形成被覆层的无垢表面。
作为不锈钢,可列举出奥氏体系不锈钢、铁素体系不锈钢、马氏体系不锈钢、二相系不锈钢、析出硬化系不锈钢。奥氏体系不锈钢的具体例包括SUS301、301L、303、304、304L、305、310S、312L、316、316L、317。铁素体系不锈钢的具体例包括SUS405、410L、430、436L。马氏体系不锈钢的具体例包括SUS403、410。二相系不锈钢的具体例包括SUS329J1、SUS329J3L。析出硬化系不锈钢的具体例包括SUS630、631。其中,为了不易受电解抛光液中的酸性成分侵害、在电解抛光处理后容易得到光泽性,优选的是不锈钢含有较多的镍,因此,不锈钢优选是奥氏体系不锈钢等的型号300系列的SUS、析出硬化系不锈钢等的型号600系列的SUS。
初始构件具有长边方向和短边方向。初始构件的尺寸没有特别限制,最大长度可以例如为0.5~5m左右、优选为0.7~3m左右。为了有效地得到本发明产生的效果,最大长度与最小长度之比(最大长度/最小长度)优选为1.5以上、更优选为2以上、进一步为3以上(例如5以上)。“长边方向”意指最大长度方向。另外,“短边方向”意指最小长度方向。
初始构件的具体的形状没有特别限制,代表性的形状的一个例子是具有长边方向的柱状。初始构件也可以为空心状(例如空心状的柱状体),此情况下,初始构件可以是如不锈钢管这样的管(pipe)。该管的截面形状例如可以为圆形以及长方形、正方形等方形。初始构件也可以有具有曲线形状部、弯曲部的形状。初始构件例如可以是具有由不锈钢构成的表面的2个以上构件结合而成的结合构件。此情况下,初始构件可以在其表面具有例如熔接部。
作为喷射处理所用的喷射装置,可以使用采用空气来投射介质(磨削材)的喷气装置(鼓风机型、压缩机型等)、利用电动机的旋转运动来投射介质的喷丸装置等。作为介质的材质,例如可列举出氧化铝(褐色、白色)、碳化硅、玻璃、铁、铜、锌、铝、不锈钢、硅砂、石榴石、树脂等。介质的形状没有特别限制,例如为球状或大致球状。介质的粒径(直径)例如可以为5μm~2mm。
从所得的含不锈钢构件的指纹隐蔽性、洗净性的观点出发,喷射处理优选以使由此得到的第1表面凹凸形状的JIS B 0601:2001所规定的算术平均粗糙度Ra为1.5μm以上的方式进行,更优选以使Ra为1.7μm以上的方式进行。出于同样的理由,通过喷射处理得到的第1表面凹凸形状的Ra优选为6.0μm以下、更优选为4.0μm以下。第1表面凹凸形状的Ra过大时,虽然也取决于电解抛光处理工序S20的条件,但倾向于含不锈钢构件的表面凹凸附着的污物变得难以被去除、洗净性下降。另外,第1表面凹凸形状的Ra过小时,可能对于指纹隐蔽性造成不良影响。算术平均粗糙度Ra等表面粗度可以使用激光显微镜、三维形状测定机来测定。
通过喷射处理形成的第1表面凹凸形状的表面粗度可以通过调整介质的粒径、形状、材质、投射速度、投射密度等来控制。
喷射处理后的构件接着供于后述的电解抛光处理工序S20,但在电解抛光处理工序S20之前也可以设置例如如下工序。
〔a〕脱脂工序。是用于将表面附着的和/或自表面渗透的油分等去除或减少的处理工序。脱脂工序可以是使喷射处理后的构件浸渍于脱脂剂中的处理。脱脂剂可以使用以往公知的脱脂剂。脱脂处理的温度例如为40~70℃、优选为50~65℃。
〔b〕酸浸渍工序。通过该处理可以将脱脂处理后的构件附着的脱脂剂去除或减少。作为酸,若采用电解抛光处理工序S20中使用的电解抛光液所含的成分中的至少1种,则在要供于电解抛光处理工序S20的喷射处理后的构件的表面附着有水分的情况下,可以防止该水分混入电解抛光液中而稀释电解抛光液的不良情况。
〔c〕水洗工序和除水工序。通过水洗处理可以将喷射处理后的构件附着的污物或脱脂剂等去除或减少。水洗工序可以是将喷射处理后的构件浸渍于水的处理或对于该构件喷水的处理、或者它们的组合等。为了防止电解抛光液的稀释化,将水洗工序后的构件供于电解抛光处理工序S20时,优选在电解抛光处理工序S20之前设置用于将附着于表面的水去除的除水工序。除水工序可以是通过喷气而去除水的工序等。
(2)电解抛光处理工序S20
本工序是对于经过喷射处理的表面实施电解抛光处理的工序。参照图2,电解抛光处理可如下进行:在电解抛光槽4收纳的电解抛光液3中浸渍喷射处理后的构件1和电极2,以喷射处理后的构件1(以下,也简称为“构件1”)为阳极电极(阳极),以电极2为阴极电极(阴极),在它们之间流通直流电流。也可以另外准备浸渍于电解抛光液3的阳极电极,通过构件1与其接触而使构件1具有作为阳极电极的功能。电解抛光处理中,阳极电极(构件1)处发生构成不锈钢的金属的离子化反应(金属的溶解反应)而产生氧气,而在阴极电极由于电解抛光液3的还原而产生氢气。
通过电解抛光处理,尤其是第1表面凹凸形状的凸部的溶解优先进行,结果第1表面凹凸形状变钝,形成较之平滑化的第2表面凹凸形状。该第2表面凹凸形状使得含不锈钢构件可以显现良好的指纹隐蔽性和洗净性。另外,通过实施电解抛光处理,在电解抛光处理表面形成富Cr的钝化被膜,所以可以提升耐蚀性。另外,通过实施电解抛光处理,还可以将初始构件的表面附着的或者自表面渗透至内部的油分等去除。
电解抛光液3采用电解液。电解抛光液3(电解液)的具体例包括硫酸系、磷酸系、高氯酸系、硫酸-磷酸系、硫酸-磷酸-亚磷酸系的电解液(水溶液)。电解抛光液3例如可以含有1种或2种以上表面活性剂等添加剂。为了确保电解抛光处理中的电解抛光液3的浓度均匀性,优选的是,电解抛光槽4附设气动搅拌、螺旋桨搅拌等搅拌装置,一边搅拌电解抛光液3一边进行电解抛光处理。电解抛光处理中的电解抛光液3的温度例如为40~80℃、优选为55~70℃。有电解抛光液3的温度越高则电解抛光的反应速度越大的倾向,但鉴于第2表面凹凸形状的控制性、操作环境,优选设为上述温度范围。
电极2(阴极电极)优选由不易受电解抛光液3侵害的材质形成。作为该材质,可列举出铜、不锈钢、钛、铅、铝、石墨等。电极2与供于电解抛光处理的浸渍于电解抛光液3的构件1对向配置。电解抛光处理主要在与电极2之间电流更容易流通的构件1的外表面进行。电解抛光处理的电流密度例如为1~60A/dm2、优选为5~30A/dm2
作为电极2,例如可以使用平板状的电极。对于构件1的表面整体而言,为了使该表面与电极2的距离尽量均一且对于构件1的表面整体进行尽量均一的电解抛光处理,可以将2个以上的电极2(例如平板状的电极板)浸渍于电解抛光液3,或者如图2所示,可以设为将2个以上的电极2(例如平板状的电极板)浸渍于电解抛光液3且在这些电极2之间浸渍构件的方式。
另外,对于构件1的表面整体而言,为了使该表面与电极2的距离尽量均一且对于构件1的表面整体进行尽量均一的电解抛光处理,可以根据构件1的形状来调整电极2的形状。例如,构件1为如图2所示的圆柱状等的情况下,电极2可以具有与构件1的表面的曲面部匹配的曲面部。构件1具有复杂形状的情况下,对于构件1的表面整体而言,为了使该表面与电极2的距离尽量均一,电极2可以具有与上述复杂形状匹配的形状。
电极2若为在电解抛光液3内的位置可调的电极,则可以根据构件1的形状而适应地改变电极2的浸渍位置,所以在对构件1的表面进行均一的电解抛光方面是有利的,另外,即使是对具有不同形状的2种以上的构件1进行电解抛光处理的情况下,也能够对这些构件的表面进行均一的电解抛光。位置可调的电极2优选可在水平方向、铅垂方向或这两个方向移动位置。
本发明中,构件1以其长边方向相对于水平方向倾斜的状态浸渍于电解抛光液3而被电解抛光。由此,可以得到第2表面凹凸形状的面内均匀性优异、进而指纹隐蔽性、耐蚀性、洗净性等特性在其表面的面内均一的含不锈钢构件。究其原因是,如上所述在电解抛光处理中,随着反应的进行,自构件1的表面产生氧气,但通过以长边方向相对于水平方向倾斜的方式将构件1浸渍于电解抛光液3,从而随着反应而产生的氧气的气泡容易从构件1的表面脱离,不易引起由气泡附着于该表面而导致的反应障碍(参照图3)。与此相对,以长边方向与水平方向平行的方式浸渍构件1的情况下,氧气的气泡滞留在该构件的底部,由此阻碍金属离子的溶出,该部分未被有效施以电解抛光处理,表面凹凸形状出现不均匀(参照图4)。
参照图3,从所得的第2表面凹凸形状的面内均匀性的观点出发,构件1的长边方向与水平方向所成的角度θ优选为60~90°、更优选为70~90°、进一步优选为80~90°。特别优选的是,构件1以其长边方向与铅垂方向实质上平行的方式浸渍。“与铅垂方向实质上平行”意指,角度θ为85~90°。需要说明的是,角度θ在构件1配置成与水平方向平行时为0°、配置成与铅垂方向平行时为90°,可取的最大值为90°。角度θ最优选为90°。
作为以长边方向相对于水平方向倾斜的状态(理想的是,以长边方向与铅垂方向实质上平行的方式)将构件1浸渍于电解抛光液3的手段,可以是将电解抛光槽4的底面和构件1的下端部固定的手段,优选的是将构件1的上端和支承构件固定的手段。该支承构件例如可以是在电解抛光槽4的上方设置的沿横向延伸的(梁状的)构件。通过在支承构件的固定器具安装构件1,可以以吊着构件1的状态浸渍于电解抛光液3。固定器具优选构件1的装卸自由。支承构件可以是能够调整固定器具的位置的支承构件。另外,支承构件可以具有2个以上的固定器具。由此,还可以同时对2个以上的构件1进行电解抛光处理。
按照本发明的构件1在电解抛光液3中的浸渍方式(浸渍取向)在例如以下方面是有利的。
〔a〕对于尺寸大的构件1也可以没有问题地进行电解抛光处理。按照本发明,即使构件1的尺寸大,也可以抑制电解抛光槽4的占有面积增大地实施电解抛光处理、或者不使占有面积增大地实施电解抛光处理。
〔b〕按照本发明,用1个电解抛光槽4一次处理多个构件等的量产化变得容易。另外,构件1的浸渍和取出也变得容易,因此在这方面也有利于量产化。
〔c〕即使构件1为空心状,也可以不使该空心部夹带电解抛光液3地取出电解抛光处理后的构件1。由此可以抑制电解抛光液3的浪费。
由于上述〔a〕~〔c〕等,从而有利于含不锈钢构件的制造的制造效率、量产性、大型化、工业化、经济性。
从所得的含不锈钢构件的指纹隐蔽性、洗净性的观点出发,电解抛光处理优选以使由此得到的第2表面凹凸形状的JIS B 0601:2001所规定的算术平均粗糙度Ra为0.5μm以上的方式进行,更优选以使Ra为1μm以上(例如2μm)以上的方式进行。出于同样的理由,电解抛光处理后的第2表面凹凸形状的Ra优选为5μm以下、更优选为3.5μm以下。第2表面凹凸形状的Ra过大时,倾向于难以去除附着于含不锈钢构件的表面凹凸的污物、洗净性下降。另外,第2表面凹凸形状的Ra过小时,可能对指纹隐蔽性造成不良影响。
从所得的含不锈钢构件的指纹隐蔽性、洗净性的观点出发,JIS B 0601:2001所规定的最大谷深Rv优选为5~40μm、更优选为10~30μm。另外,出于同样的理由,JIS B 0601:2001所规定的十点平均粗糙度RzJIS优选为2~20μm、更优选为5~20μm。
通过电解抛光处理形成的第2表面凹凸形状的表面粗度可以通过调整电解抛光液3的种类、温度、电解抛光时间、电流密度等来控制。
本发明的含不锈钢构件的制造方法可以包括将电解抛光处理后的构件1的表面附着的电解抛光液3去除的工序等附加工序。去除电解抛光液3的工序可以是将电解抛光处理后的构件1浸渍于水的处理或对构件1喷水的处理、或者它们的组合等。附加工序的另外一例是浸渍于硫酸等酸的工序。通过将电解抛光处理后的构件1浸渍于酸,可以将表面附着的电解抛光液3稀释、去除。附加工序的另外一例是进行用布等擦拭含不锈钢构件的表面的处理的工序。
(3)被覆层形成工序S30
通过电解抛光处理工序S20得到的含不锈钢构件可以直接适用作各种用途的构件,也可以设置在经过电解抛光处理的表面上形成被覆层的被覆层形成工序S30而在第2表面凹凸形状之上形成被覆层。
被覆层可以通过将期望的被覆物自身或含有其的液(溶液等)采用以往公知的方法进行涂布而形成。涂布液包含溶剂时等,根据需要也可以在涂布处理之后设置干燥工序。也可以设置利用热或光照射等使涂层固化的工序。
被覆层的具体例包括包含防锈剂的层、包含表面活性剂的层。这些层根据需要可以含有粘结剂树脂。作为被覆层,也可以设置由热塑性树脂、固化性树脂的固化物构成的层。通过形成被覆层,可以提高含不锈钢构件的耐蚀性、表面的强度。设置包含表面活性剂的被覆层时,可以防止表面的变色、或抑制生锈。从确保指纹隐蔽性的观点出发,被覆层优选具有透光性、更优选是光学透明的。
<含不锈钢构件>
本发明的含不锈钢构件是通过上述本发明的制造方法得到的,具备上述第2表面凹凸形状。对于本发明的含不锈钢构件,其所具有的第2表面凹凸形状的面内均匀性优异,该第2表面凹凸形状可以由大致一样的表面凹凸形状构成。
通过该第2表面凹凸形状,本发明的含不锈钢构件可以显现遍及表面整体地均一或大致均一并且良好的指纹隐蔽性、洗净性等。另外,可以显现遍及表面整体地均一或大致均一并且良好的耐蚀性。此外,本发明的含不锈钢构件通过源起于表面凹凸的粗糙感而设计性也优异。
本发明的含不锈钢构件可以适于用作人手有可能触摸的不锈钢构件、要求卫生外观的器具/部件等。人手有可能触摸的不锈钢构件的具体例包括:扶手;栏杆;门把手;窗框等各种框架;把手;电源、按钮等的外壳;围栏;栅栏;手柄;不锈钢制日用品(餐具类等)。要求卫生外观的器具/部件的具体例包括医疗器具、医疗器械用的部件。
[实施例]
以下,列举实施例和比较例来更详细地说明本发明,但本发明不限于这些实施例。以下的实施例和比较例中,表面凹凸的算术平均粗糙度Ra、最大谷深Rv和十点平均粗糙度RzJIS是基于JIS B 0601:2001并使用KEYENCECORPORATION制的“形状测定激光显微镜VK-8700”测定的。
<实施例1>
准备由SUS304形成的方管。该方管是截面为长方形的空心状的不锈钢管,为长度(纵)39.5cm、宽度5cm、厚度0.2cm〔最大长度(纵)/最小长度(厚度)=197.5〕。
对于方管所具有的两个主面,使用压缩机型的喷气装置进行以球状的氧化铝为介质的喷射处理。对于喷射处理后的方管的第1表面凹凸形状(一个主面的任意1点),测定算术平均粗糙度Ra、最大谷深Rv和十点平均粗糙度RzJIS,结果它们分别为1.96μm、19.32μm、16.24μm。主面是指,由纵向的边和宽度方向的边构成的面。
接着,通过浸渍于由硫酸-磷酸系水溶液形成的电解抛光液,进行电解抛光处理。电解抛光处理通过一边搅拌电解抛光液一边以电解抛光液的温度60℃、电流密度8A/dm2(施加电压8V)、电解抛光时间8分钟来进行。阴极电极使用2块铜板,使它们对向配置并浸渍于电解抛光液。方管以其主面与铜板对向的方式配置并浸渍在2块铜板之间。电解抛光处理时,方管以其长边方向(纵向)与铅垂方向平行的方式浸渍(θ=90°)。通过以上操作而得到具有表面凹凸的含不锈钢构件。对于含不锈钢构件的第2表面凹凸形状(2个主面各3点),测定算术平均粗糙度Ra、最大谷深Rv和十点平均粗糙度RzJIS。将结果示于表1。将上述2个主面在表1中记作第1主面、第2主面。上述3点为长度方向的中央部、一侧端部附近、以及另一侧端部附近。
<比较例1>
电解抛光处理中,将方管以其长边方向(纵向)与水平方向平行的方式浸渍(θ=0°),除此以外,与实施例1同样地操作,得到具有表面凹凸的含不锈钢构件。电解抛光处理时,第1主面朝上、第2主面朝下地浸渍方管。对于含不锈钢构件的第2表面凹凸形状(2个主面各3点),测定算术平均粗糙度Ra、最大谷深Rv和十点平均粗糙度RzJIS。将结果示于表1。另外,比较例1中,对于喷射处理后的方管的第1表面凹凸形状(一个主面的任意1点),测定算术平均粗糙度Ra、最大谷深Rv和十点平均粗糙度RzJIS,结果它们分别与实施例1同等。上述3点为长度方向的中央部、一侧端部附近、以及另一侧端部附近。
[表1]
已对本发明的实施方式进行了说明,而应当理解的是,此次公开的实施方式均是例示,并不限于它们。本发明的范围由权利要求体现,涵盖了与权利要求同等和在范围内的所有变更。

Claims (6)

1.一种含不锈钢构件的制造方法,其包括:
对于具有长边方向和短边方向且具有由不锈钢构成的表面的空心状的初始构件的所述表面实施喷射处理的工序;以及
对于经过所述喷射处理的表面实施电解抛光处理的工序,
实施所述电解抛光处理的工序中,所述初始构件以其长边方向相对于水平方向倾斜的状态浸渍于电解抛光液。
2.根据权利要求1所述的制造方法,其中,实施所述电解抛光处理的工序中,所述初始构件以其长边方向与铅垂方向实质上平行的方式浸渍于电解抛光液。
3.根据权利要求1所述的制造方法,其中,实施所述电解抛光处理的工序中,所述初始构件以其上端被支承构件固定的状态浸渍于电解抛光液。
4.根据权利要求1所述的制造方法,其中,实施所述电解抛光处理的工序中,电极浸渍于所述电解抛光液,该电极在所述电解抛光液内的位置可调。
5.根据权利要求1所述的制造方法,其还包括在实施所述电解抛光处理的工序之后在经过所述电解抛光处理的表面上形成被覆层的工序。
6.根据权利要求5所述的制造方法,其中,所述被覆层包含防锈剂。
CN201610313431.2A 2015-07-21 2016-05-12 含不锈钢构件的制造方法 Active CN105908250B (zh)

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