JP2000192134A - 金属の表面処理方法 - Google Patents
金属の表面処理方法Info
- Publication number
- JP2000192134A JP2000192134A JP10363494A JP36349498A JP2000192134A JP 2000192134 A JP2000192134 A JP 2000192134A JP 10363494 A JP10363494 A JP 10363494A JP 36349498 A JP36349498 A JP 36349498A JP 2000192134 A JP2000192134 A JP 2000192134A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal
- current
- residual stress
- treatment
- present
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 加工により所要の寸法に仕上げられた金属部
品の寸法形状や熱処理効果、あるいは表面粗さや金属光
沢等を変化させずに、加工により生じた残留応力のばら
つきを均一化するとともに、微視的な表面粗さを平滑化
して摩擦係数を下げる。 【解決手段】 本発明では、ｐＨ７以上の電解液３中に
浸積された金属に、この電解液３を介して交流電流を流
すことにより、金属の寸法形状や金属の有する他の特性
に殆ど影響を及ぼすことなく、金属表面における残留応
力のばらつきを均一化するとともに、微視的な表面粗さ
を平滑化して摩擦係数を下げる。ここで、上記電流の周
波数は、０．０５〜１００Ｈｚであることが望ましい。
また、上記電流の電圧は、０．１〜５０Ｖであることが
望ましい。
品の寸法形状や熱処理効果、あるいは表面粗さや金属光
沢等を変化させずに、加工により生じた残留応力のばら
つきを均一化するとともに、微視的な表面粗さを平滑化
して摩擦係数を下げる。 【解決手段】 本発明では、ｐＨ７以上の電解液３中に
浸積された金属に、この電解液３を介して交流電流を流
すことにより、金属の寸法形状や金属の有する他の特性
に殆ど影響を及ぼすことなく、金属表面における残留応
力のばらつきを均一化するとともに、微視的な表面粗さ
を平滑化して摩擦係数を下げる。ここで、上記電流の周
波数は、０．０５〜１００Ｈｚであることが望ましい。
また、上記電流の電圧は、０．１〜５０Ｖであることが
望ましい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば機械加工さ
れた金属の表面処理方法に関する。
れた金属の表面処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】切削、研削、あるいは研磨等の方法によ
り機械加工された金属の表面には、機械加工の結果、加
工変質層が形成される。このうち、耐磨耗性等の特性に
最も悪影響を及ぼし、金属の表面損傷に対する抵抗力を
低下させるのは、加工による残留歪み、すなわち残留応
力である。
り機械加工された金属の表面には、機械加工の結果、加
工変質層が形成される。このうち、耐磨耗性等の特性に
最も悪影響を及ぼし、金属の表面損傷に対する抵抗力を
低下させるのは、加工による残留歪み、すなわち残留応
力である。
【０００３】この残留応力は、巨視的にみると均一であ
るが、微視的に見ると、金属の結晶毎、結晶間、更には
結晶中に析出した炭化物等の析出物と母相間等において
大きなばらつきを有しており、例えば、引張と圧縮のよ
うな、全く逆の残留応力分布を有する場合もある。この
ような微視的な残留応力のばらつきのうち、耐磨耗性等
の特性に最も影響するのは、より引張側に近い残留応力
を有する部分で、その結果、金属の表面損傷は、この部
分で発生しやすい。
るが、微視的に見ると、金属の結晶毎、結晶間、更には
結晶中に析出した炭化物等の析出物と母相間等において
大きなばらつきを有しており、例えば、引張と圧縮のよ
うな、全く逆の残留応力分布を有する場合もある。この
ような微視的な残留応力のばらつきのうち、耐磨耗性等
の特性に最も影響するのは、より引張側に近い残留応力
を有する部分で、その結果、金属の表面損傷は、この部
分で発生しやすい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記悪影響を排除し、
材料が本来有する耐磨耗性等の特性を発揮させるために
は、上記した残留応力のばらつきを均一化すればよい。
しかしながら、加工により所要の寸法に仕上げられた金
属部品の寸法形状や熱処理効果、あるいは表面粗さや金
属光沢等を変化させずに、上記した残留応力のばらつき
のみを均一化する技術は、従来存在しなかった。
材料が本来有する耐磨耗性等の特性を発揮させるために
は、上記した残留応力のばらつきを均一化すればよい。
しかしながら、加工により所要の寸法に仕上げられた金
属部品の寸法形状や熱処理効果、あるいは表面粗さや金
属光沢等を変化させずに、上記した残留応力のばらつき
のみを均一化する技術は、従来存在しなかった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記事情に鑑
みてなされたもので、ｐＨ７以上の電解液中に浸積され
た金属に、この電解液を介して交流電流を流すことによ
り、金属の寸法形状や金属の有する他の特性に殆ど影響
を及ぼすことなく、金属表面における残留応力のばらつ
きを均一化するとともに、微視的な表面粗さを平滑化し
て摩擦係数を下げるものである。
みてなされたもので、ｐＨ７以上の電解液中に浸積され
た金属に、この電解液を介して交流電流を流すことによ
り、金属の寸法形状や金属の有する他の特性に殆ど影響
を及ぼすことなく、金属表面における残留応力のばらつ
きを均一化するとともに、微視的な表面粗さを平滑化し
て摩擦係数を下げるものである。
【０００６】ここで、上記電流の周波数は、０．０５〜
１００Ｈｚであることが望ましい。また、上記電流の電
圧は、０．１〜５０Ｖであることが望ましい。
１００Ｈｚであることが望ましい。また、上記電流の電
圧は、０．１〜５０Ｖであることが望ましい。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づき、本発明の実
施の形態について説明する。図１に、本発明に使用され
る処理装置１の構造の例を示す。図中符号２は金属製の
処理槽で、処理槽２内には、ｐＨ７以上、すなわち中性
〜アルカリ性の電解液３が貯留されている。ここで、電
解液３を中性〜アルカリ性とした理由は、酸性の電解液
３を用いると、電解液３に処理すべき金属を浸積した際
に、金属が溶解して、金属の寸法形状や表面粗さ、更に
は金属の光沢等が変化する恐れがあるためである。
施の形態について説明する。図１に、本発明に使用され
る処理装置１の構造の例を示す。図中符号２は金属製の
処理槽で、処理槽２内には、ｐＨ７以上、すなわち中性
〜アルカリ性の電解液３が貯留されている。ここで、電
解液３を中性〜アルカリ性とした理由は、酸性の電解液
３を用いると、電解液３に処理すべき金属を浸積した際
に、金属が溶解して、金属の寸法形状や表面粗さ、更に
は金属の光沢等が変化する恐れがあるためである。
【０００８】符号４は金属製の網カゴで、網カゴ４は処
理槽２と接触することなく、処理槽２内に出し入れ自在
とされている。また、符号５は定電圧電源で、定電圧電
源５の出力端子６，７は、処理槽２及び網カゴ４にそれ
ぞれ連結され、その結果、処理槽２と網カゴ４との間で
は、電解液３を介してのみ電流が流れるようになってい
る。
理槽２と接触することなく、処理槽２内に出し入れ自在
とされている。また、符号５は定電圧電源で、定電圧電
源５の出力端子６，７は、処理槽２及び網カゴ４にそれ
ぞれ連結され、その結果、処理槽２と網カゴ４との間で
は、電解液３を介してのみ電流が流れるようになってい
る。
【０００９】ここで、直流電流では所望の処理効果が得
られないため、処理に際し定電圧電源５から供給される
電流には、周波数が０．０５〜１００Ｈｚの交流電流を
使用する。また、処理電圧が過大となると、処理すべき
金属の品質管理が困難となり、実用面でも問題があるた
め、処理電圧は、０．１〜５０Ｖの範囲内とする。
られないため、処理に際し定電圧電源５から供給される
電流には、周波数が０．０５〜１００Ｈｚの交流電流を
使用する。また、処理電圧が過大となると、処理すべき
金属の品質管理が困難となり、実用面でも問題があるた
め、処理電圧は、０．１〜５０Ｖの範囲内とする。
【００１０】処理に際しては、処理すべき金属を脱脂洗
浄した後、網カゴ４内に設置し、網カゴ４を、上記金属
が完全に電解液３内に浸積するまで処理槽２内に降ろ
す。次いで、定電圧電源５から通電を開始すると、処理
槽２と網カゴ４との間にて電解液３を介して流れる交流
電流が、網カゴ４内の金属にも流れ、金属が表面処理さ
れる。通電の開始後所定時間が経過したら、定電圧電源
５からの通電を停止して網カゴ４を処理槽２から引き上
げ、網カゴ４から処理済みの金属を取り出し、洗浄後乾
燥させる。
浄した後、網カゴ４内に設置し、網カゴ４を、上記金属
が完全に電解液３内に浸積するまで処理槽２内に降ろ
す。次いで、定電圧電源５から通電を開始すると、処理
槽２と網カゴ４との間にて電解液３を介して流れる交流
電流が、網カゴ４内の金属にも流れ、金属が表面処理さ
れる。通電の開始後所定時間が経過したら、定電圧電源
５からの通電を停止して網カゴ４を処理槽２から引き上
げ、網カゴ４から処理済みの金属を取り出し、洗浄後乾
燥させる。
【００１１】上記処理の結果、通電に伴い金属の表面に
投入された電気化学的エネルギーにより、金属の表面に
おける金属結晶の微視的なひずみが緩和され、微視的な
残留応力のばらつきが均一化される。また、上記処理に
よる、金属の寸法や金属の有する他の特性への影響はな
い。すなわち、上記処理によれば、金属の寸法形状や金
属の有する他の特性に殆ど影響を及ぼすことなく、耐磨
耗性等の特性を向上させ、金属の表面損傷に対する抵抗
力を増加させることが可能となる。
投入された電気化学的エネルギーにより、金属の表面に
おける金属結晶の微視的なひずみが緩和され、微視的な
残留応力のばらつきが均一化される。また、上記処理に
よる、金属の寸法や金属の有する他の特性への影響はな
い。すなわち、上記処理によれば、金属の寸法形状や金
属の有する他の特性に殆ど影響を及ぼすことなく、耐磨
耗性等の特性を向上させ、金属の表面損傷に対する抵抗
力を増加させることが可能となる。
【００１２】
【実施例】以下に実施例を示し、本発明の効果について
説明する。 実施例１：軸受鋼製の試験片に、図２にＡ〜Ｄで示すよ
うな処理をそれぞれ施し、処理の前後におけるFe(110)
ピークの半価幅の減少率及び微視的残留応力の減少量
を、Ｘ線解析により測定した。その結果を図３に示す。
説明する。 実施例１：軸受鋼製の試験片に、図２にＡ〜Ｄで示すよ
うな処理をそれぞれ施し、処理の前後におけるFe(110)
ピークの半価幅の減少率及び微視的残留応力の減少量
を、Ｘ線解析により測定した。その結果を図３に示す。
【００１３】図３からわかる通り、上記処理の結果、半
価幅及び残留応力は、処理前に比べ明らかに減少してい
る。また、その減少程度は、処理時間が長い程大きい。
価幅及び残留応力は、処理前に比べ明らかに減少してい
る。また、その減少程度は、処理時間が長い程大きい。
【００１４】実施例２：同一種の金属片を用いて往復動
磨耗試験を行い、本発明の処理の有無による摩擦係数及
びその変化を比較した。その結果を図４及び図５に示
す。図４は無処理の金属片を用いた場合、図５は処理後
の金属片を用いた場合である。
磨耗試験を行い、本発明の処理の有無による摩擦係数及
びその変化を比較した。その結果を図４及び図５に示
す。図４は無処理の金属片を用いた場合、図５は処理後
の金属片を用いた場合である。
【００１５】図４と図５との比較からわかる通り、処理
の結果、金属片の表面における摩擦係数は明らかに低下
している。すなわち、本発明の処理は、摩擦係数の低減
に効果的である。
の結果、金属片の表面における摩擦係数は明らかに低下
している。すなわち、本発明の処理は、摩擦係数の低減
に効果的である。
【００１６】実施例３：市販のボールベアリングに本発
明の処理を施し、その耐久性の変化を比較した。その結
果を図６に示す。図６中、白丸は通常の熱処理を施した
ベアリングの場合、黒丸は特殊熱処理を施したベアリン
グの場合、白四角及び黒四角は、通常の熱処理を施した
ベアリング及び特殊熱処理を施したベアリングのそれぞ
れに、本発明の処理を施した場合である。
明の処理を施し、その耐久性の変化を比較した。その結
果を図６に示す。図６中、白丸は通常の熱処理を施した
ベアリングの場合、黒丸は特殊熱処理を施したベアリン
グの場合、白四角及び黒四角は、通常の熱処理を施した
ベアリング及び特殊熱処理を施したベアリングのそれぞ
れに、本発明の処理を施した場合である。
【００１７】図６からわかる通り、本発明の処理の結
果、通常の熱処理を施したベアリング及び特殊熱処理を
施したベアリングのいずれにおいても、寿命が７〜１０
倍程度増加している。すなわち、本発明の処理は、耐磨
耗性の向上に効果的である。
果、通常の熱処理を施したベアリング及び特殊熱処理を
施したベアリングのいずれにおいても、寿命が７〜１０
倍程度増加している。すなわち、本発明の処理は、耐磨
耗性の向上に効果的である。
【００１８】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、通
電に伴い金属の表面に投入された電気化学的エネルギー
により、金属の表面における金属結晶の微視的なひずみ
が緩和され、微視的な残留応力のばらつきが均一化され
るとともに、微視的な表面粗さが平滑化されて摩擦係数
が下がる。また、本発明の処理による、金属の寸法や金
属の有する他の特性への影響はない。すなわち、本発明
によれば、金属の寸法や金属の有する他の特性に殆ど影
響を及ぼすことなく、耐磨耗性等の特性を向上させ、金
属の表面損傷に対する抵抗力を増加させることが可能と
なる。
電に伴い金属の表面に投入された電気化学的エネルギー
により、金属の表面における金属結晶の微視的なひずみ
が緩和され、微視的な残留応力のばらつきが均一化され
るとともに、微視的な表面粗さが平滑化されて摩擦係数
が下がる。また、本発明の処理による、金属の寸法や金
属の有する他の特性への影響はない。すなわち、本発明
によれば、金属の寸法や金属の有する他の特性に殆ど影
響を及ぼすことなく、耐磨耗性等の特性を向上させ、金
属の表面損傷に対する抵抗力を増加させることが可能と
なる。
【図１】 本発明に使用される処理装置の構造の例を模
式的に示す断面図である。
式的に示す断面図である。
【図２】 試験片に対し本発明の処理を施した際におけ
る処理条件を示す図である。
る処理条件を示す図である。
【図３】 本発明の処理の前後におけるFe(110)ピーク
の半価幅の減少率及び微視的残留応力の減少量を示す図
である。
の半価幅の減少率及び微視的残留応力の減少量を示す図
である。
【図４】 無処理の金属片を用いて往復動磨耗試験を行
った場合における、摩擦係数及びその変化を示す図であ
る。
った場合における、摩擦係数及びその変化を示す図であ
る。
【図５】 本発明の処理を施した金属片を用いて往復動
磨耗試験を行った場合における、摩擦係数及びその変化
を示す図である。
磨耗試験を行った場合における、摩擦係数及びその変化
を示す図である。
【図６】 市販のボールベアリングに本発明の処理を施
し、その耐久性の変化を比較した図である。
し、その耐久性の変化を比較した図である。
１ 処理装置 ２ 処理槽 ３ 電解液 ４ 網カゴ ５ 定電圧電源 ６，７ 出力端子
Claims (3)
- 【請求項１】 ｐＨ７以上の電解液中に浸積された金属
に、上記電解液を介して交流電流を流すことを特徴とす
る金属の表面処理方法。 - 【請求項２】 上記電流の周波数が０．０５〜１００Ｈ
ｚであることを特徴とする請求項１に記載の金属の表面
処理方法。 - 【請求項３】 上記電流の電圧が０．１〜５０Ｖである
ことを特徴とする請求項１または２に記載の金属の表面
処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10363494A JP2000192134A (ja) | 1998-12-21 | 1998-12-21 | 金属の表面処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10363494A JP2000192134A (ja) | 1998-12-21 | 1998-12-21 | 金属の表面処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000192134A true JP2000192134A (ja) | 2000-07-11 |
Family
ID=18479463
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10363494A Pending JP2000192134A (ja) | 1998-12-21 | 1998-12-21 | 金属の表面処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000192134A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53137010A (en) * | 1977-05-04 | 1978-11-30 | Inoue Japax Res Inc | Surface treating apparatus |
| JPH09207029A (ja) * | 1996-02-02 | 1997-08-12 | Toyo Rikagaku Kenkyusho:Kk | チタン及びチタン合金の電解研磨方法 |
-
1998
- 1998-12-21 JP JP10363494A patent/JP2000192134A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53137010A (en) * | 1977-05-04 | 1978-11-30 | Inoue Japax Res Inc | Surface treating apparatus |
| JPH09207029A (ja) * | 1996-02-02 | 1997-08-12 | Toyo Rikagaku Kenkyusho:Kk | チタン及びチタン合金の電解研磨方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101463637B1 (ko) | 금속 판재의 압연 방법 및 상기 압연 방법을 이용하여 제조된 압연 판재 | |
| Rammelt et al. | The influence of surface roughness on the impedance data for iron electrodes in acid solutions | |
| US6174610B1 (en) | Steel having excellent corrosion resistance and method of making the same | |
| JP2613702B2 (ja) | ステンレス鋼製活字バンドのミクロ仕上げのための装置及び電気化学的方法 | |
| CN110685003B (zh) | 一种在45钢表面制备超疏水Ni-P-Al2O3纳米复合镀层的电化学方法 | |
| US6264817B1 (en) | Method for microplasma oxidation of valve metals and their alloys | |
| Chivers et al. | Fretting fatigue palliatives: some comparative experiments | |
| CN106929888A (zh) | 一种层状复合纳米结构镍的制备方法 | |
| JP2000192134A (ja) | 金属の表面処理方法 | |
| CN101435163A (zh) | 高洁净不锈钢索的结构及其处理方法 | |
| US5342502A (en) | Method of preparing silicon carbide particles dispersed in an electrolytic bath for composite electroplating of metals | |
| EA020478B1 (ru) | Способ финишной обработки деталей | |
| JPH11241280A (ja) | 鋼線及びその製造方法 | |
| US5213667A (en) | Electrolytic bath solution and method for improving the surface wear resistance of tools | |
| Majeed et al. | Study of the Effect of Magnetic Abrasive Finishing on the Material Removal of AA1100 Aluminum Alloy | |
| JPH07177721A (ja) | 電磁式アクチュエータ | |
| Shan-Fei et al. | Study on electrochemical polishing of TC4 alloy | |
| Mandich | Troubleshooting Decorative Electroplating Installations-Part 5: Plating Problems Caused by Heat & Bath Temperature Fluctuations | |
| CN113846366A (zh) | 一种耐蚀微弧氧化复合涂层的制备方法 | |
| CN112393987B (zh) | 一种脉冲磁场处理对传动齿轮疲劳性能影响的分析方法 | |
| RU2082766C1 (ru) | Способ магнитной обработки детали | |
| Misra et al. | Study of electrochemical-mechanical finishing of bevel gears | |
| Alaskari et al. | Novel Permanent Magnetic Surface Work Hardening Process for 60/40 Brass. Materials 2021, 14, 6312 | |
| Alqahtani | Examination of Oxidation Sites for Electrolytic In-Process Dressing (ELID) Grinding using SEM | |
| JP2002180898A (ja) | 湿式シリンダライナとその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040316 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040420 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040817 |