JP2003019623A - 被加工物の表面機能改善方法及び装置 - Google Patents
被加工物の表面機能改善方法及び装置Info
- Publication number
- JP2003019623A JP2003019623A JP2001203089A JP2001203089A JP2003019623A JP 2003019623 A JP2003019623 A JP 2003019623A JP 2001203089 A JP2001203089 A JP 2001203089A JP 2001203089 A JP2001203089 A JP 2001203089A JP 2003019623 A JP2003019623 A JP 2003019623A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- grinding
- workpiece
- grindstone
- electrode
- elid
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
Landscapes
- Grinding-Machine Dressing And Accessory Apparatuses (AREA)
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
- Chemical Treatment Of Metals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＥＬＩＤ研削と同時に被加工物の表面機能を
改善することができる被加工物の表面機能改善方法及び
装置を提供する。 【解決手段】 電解インプロセスドレッシング研削装置
１０と被加工物を電極より高い電位に印加するワーク印
加装置１２とを備え、アルカリ性研削液を導電性研削液
３として用い、かつ被加工物を電極より高い電位に印加
する。これにより、研削液中のＯＨイオンと溶存酸素濃
度を増大させることができ、プラス（＋）の電位を有す
る被加工物の表面にＯＨイオンを引きつけて、表面をＯ
Ｈイオンと溶存酸素によりこれを酸化して表面に酸化皮
膜を形成する。
改善することができる被加工物の表面機能改善方法及び
装置を提供する。 【解決手段】 電解インプロセスドレッシング研削装置
１０と被加工物を電極より高い電位に印加するワーク印
加装置１２とを備え、アルカリ性研削液を導電性研削液
３として用い、かつ被加工物を電極より高い電位に印加
する。これにより、研削液中のＯＨイオンと溶存酸素濃
度を増大させることができ、プラス（＋）の電位を有す
る被加工物の表面にＯＨイオンを引きつけて、表面をＯ
Ｈイオンと溶存酸素によりこれを酸化して表面に酸化皮
膜を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＥＬＩＤ研削と同
時に被加工物の表面機能を改善する表面機能改善方法及
び装置に関する。
時に被加工物の表面機能を改善する表面機能改善方法及
び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】鏡面仕上げを必要とする部位への加工手
段として最も一般的なものは、ラッピング、ポリッシン
グ等、遊離砥粒を用いた研磨加工である。しかし研磨加
工は、（１）通常手作業のため効率が悪い、（２）被加
工物へ砥粒が食い込む場合がある、などの問題点があ
る。そのため、近年では研削に代表される固定砥粒を用
いた加工手段が注目を集めている。一方、ますます細密
化する半導体回路の加工などを背景として、位置決めの
精度の高い加工機と固定砥粒加工とを組み合わせた超精
密研削技術の開発と実用化が求められている。超精密研
削では、加工面粗さや形状精度、表面品位などで厳しい
仕様を満たさなければならない。
段として最も一般的なものは、ラッピング、ポリッシン
グ等、遊離砥粒を用いた研磨加工である。しかし研磨加
工は、（１）通常手作業のため効率が悪い、（２）被加
工物へ砥粒が食い込む場合がある、などの問題点があ
る。そのため、近年では研削に代表される固定砥粒を用
いた加工手段が注目を集めている。一方、ますます細密
化する半導体回路の加工などを背景として、位置決めの
精度の高い加工機と固定砥粒加工とを組み合わせた超精
密研削技術の開発と実用化が求められている。超精密研
削では、加工面粗さや形状精度、表面品位などで厳しい
仕様を満たさなければならない。
【０００３】上述した問題点を解決する加工手段として
固定砥粒を用いた砥石の表面を電解ドレッシングしなが
ら、砥石でワークを研削加工する電解インプロセスドレ
ッシング研削（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ Ｉｎ−ｐｒ
ｏｃｅｓｓ Ｄｒｅｓｓｉｎｇ Ｇｒｉｎｄｉｎｇ）が
注目されている。以下、この研削手段をＥＬＩＤ研削と
呼ぶ。
固定砥粒を用いた砥石の表面を電解ドレッシングしなが
ら、砥石でワークを研削加工する電解インプロセスドレ
ッシング研削（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ Ｉｎ−ｐｒ
ｏｃｅｓｓ Ｄｒｅｓｓｉｎｇ Ｇｒｉｎｄｉｎｇ）が
注目されている。以下、この研削手段をＥＬＩＤ研削と
呼ぶ。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ＥＬＩＤ研削は、一般
的な金属材料の他、超硬金属、脆性材料、セラミック
ス、ガラス、半導体等の多くの材料を高精度、高品質、
高能率で加工することができる。しかし、この加工によ
り得られた加工物を、エンジンのシリンダ、軸受部品、
電子部品、光学部品、等に適用するためには、従来、メ
ッキ、蒸着、塗装等の耐食処理を施し、その酸化（腐
食）を防止する必要があった。
的な金属材料の他、超硬金属、脆性材料、セラミック
ス、ガラス、半導体等の多くの材料を高精度、高品質、
高能率で加工することができる。しかし、この加工によ
り得られた加工物を、エンジンのシリンダ、軸受部品、
電子部品、光学部品、等に適用するためには、従来、メ
ッキ、蒸着、塗装等の耐食処理を施し、その酸化（腐
食）を防止する必要があった。
【０００５】しかし、かかる耐食処理により、ＥＬＩＤ
研削で得られた高精度及び高品質が損なわれる場合があ
った。また、生体内で使用するいわゆる生体材料（例え
ば人工歯根）の場合には、耐食処理自体が生体に影響を
及ぼすおそれがあるため、研削加工した加工物を耐食処
理せずにそのまま使用する必要がある。この場合、人体
に影響のない材料は限られるため、これを耐食処理する
ことなく耐食性、トライボロジー特性、疲労強度等の表
面機能を改善することが望まれる。
研削で得られた高精度及び高品質が損なわれる場合があ
った。また、生体内で使用するいわゆる生体材料（例え
ば人工歯根）の場合には、耐食処理自体が生体に影響を
及ぼすおそれがあるため、研削加工した加工物を耐食処
理せずにそのまま使用する必要がある。この場合、人体
に影響のない材料は限られるため、これを耐食処理する
ことなく耐食性、トライボロジー特性、疲労強度等の表
面機能を改善することが望まれる。
【０００６】本発明はかかる問題点を解決するために創
案されたものである。すなわち、本発明の目的は、ＥＬ
ＩＤ研削と同時に被加工物の表面機能を改善することが
できる被加工物の表面機能改善方法及び装置を提供する
ことにある。
案されたものである。すなわち、本発明の目的は、ＥＬ
ＩＤ研削と同時に被加工物の表面機能を改善することが
できる被加工物の表面機能改善方法及び装置を提供する
ことにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、導電性
砥石（１）と電極（２）との間に導電性研削液（３）を
流しながら、砥石と電極との間に電圧を印加し、砥石を
電解ドレッシングしながら被加工物（４）を研削する電
解インプロセスドレッシング研削において、アルカリ性
研削液を導電性研削液（３）として用い、かつ被加工物
を電極より高い電位に印加する、ことを特徴とする被加
工物の表面機能改善方法が提供される。
砥石（１）と電極（２）との間に導電性研削液（３）を
流しながら、砥石と電極との間に電圧を印加し、砥石を
電解ドレッシングしながら被加工物（４）を研削する電
解インプロセスドレッシング研削において、アルカリ性
研削液を導電性研削液（３）として用い、かつ被加工物
を電極より高い電位に印加する、ことを特徴とする被加
工物の表面機能改善方法が提供される。
【０００８】また、本発明によれば、導電性砥石（１）
と電極（２）との間にアルカリ性の導電性研削液（３）
を流しながら、砥石と電極との間に電圧を印加し、砥石
を電解ドレッシングしながら被加工物（４）を研削する
電解インプロセスドレッシング研削装置（１０）と、被
加工物を電極より高い電位に印加するワーク印加装置
（１２）とを備えた、ことを特徴とする被加工物の表面
機能改善装置が提供される。
と電極（２）との間にアルカリ性の導電性研削液（３）
を流しながら、砥石と電極との間に電圧を印加し、砥石
を電解ドレッシングしながら被加工物（４）を研削する
電解インプロセスドレッシング研削装置（１０）と、被
加工物を電極より高い電位に印加するワーク印加装置
（１２）とを備えた、ことを特徴とする被加工物の表面
機能改善装置が提供される。
【０００９】本発明の好ましい実施形態によれば、前記
被加工物は、導電性を有し、かつ酸化物が安定して存在
しうる材料である。
被加工物は、導電性を有し、かつ酸化物が安定して存在
しうる材料である。
【００１０】上記本発明の方法及び装置によれば、アル
カリ性研削液を導電性研削液として用いることにより、
研削液中にＯＨイオンを大量に遊離させることができ
る。また、電解インプロセスドレッシング研削（ＥＬＩ
Ｄ研削）において、砥石をプラス（＋）に電極をマイナ
ス（−）に印加するので、砥石と電極との間で水（研削
液）の電気分解が生じ、ＯＨイオンと共に溶存酸素濃度
を増大させることができる。
カリ性研削液を導電性研削液として用いることにより、
研削液中にＯＨイオンを大量に遊離させることができ
る。また、電解インプロセスドレッシング研削（ＥＬＩ
Ｄ研削）において、砥石をプラス（＋）に電極をマイナ
ス（−）に印加するので、砥石と電極との間で水（研削
液）の電気分解が生じ、ＯＨイオンと共に溶存酸素濃度
を増大させることができる。
【００１１】更に、本発明の方法では、被加工物（例え
ば金属材料）を電極より高い電位に印加するので、被加
工物はプラス（＋）の電位を有する。従って、研削液中
のＯＨイオンを被加工物の表面に引きつけて、表面をＯ
Ｈイオンと溶存酸素によりこれを酸化して表面に酸化皮
膜が形成される。
ば金属材料）を電極より高い電位に印加するので、被加
工物はプラス（＋）の電位を有する。従って、研削液中
のＯＨイオンを被加工物の表面に引きつけて、表面をＯ
Ｈイオンと溶存酸素によりこれを酸化して表面に酸化皮
膜が形成される。
【００１２】また、ＥＬＩＤ研削では、砥石の表面に不
導体皮膜が形成され、この皮膜を構成する金属の水酸化
物が被加工物に転写されるので、被加工物表面の酸化皮
膜の形成が助長される。従って、被加工物の表面は、Ｅ
ＬＩＤ研削で表面を研削すると同時に、研削加工により
露出した素材表面をＯＨイオンと溶存酸素で酸化して強
い酸化皮膜が形成され、その表面機能（耐食性、トライ
ボロジー特性、疲労強度等）を改善することができる。
導体皮膜が形成され、この皮膜を構成する金属の水酸化
物が被加工物に転写されるので、被加工物表面の酸化皮
膜の形成が助長される。従って、被加工物の表面は、Ｅ
ＬＩＤ研削で表面を研削すると同時に、研削加工により
露出した素材表面をＯＨイオンと溶存酸素で酸化して強
い酸化皮膜が形成され、その表面機能（耐食性、トライ
ボロジー特性、疲労強度等）を改善することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
を図面を参照して説明する。なお、各図において共通す
る部分には同一の符号を付して使用する。
を図面を参照して説明する。なお、各図において共通す
る部分には同一の符号を付して使用する。
【００１４】図１は、本発明の表面機能改善装置の全体
構成図である。この図において、本発明の表面機能改善
装置は、ＥＬＩＤ研削装置１０と、ワーク印加装置１２
を備える。
構成図である。この図において、本発明の表面機能改善
装置は、ＥＬＩＤ研削装置１０と、ワーク印加装置１２
を備える。
【００１５】ＥＬＩＤ研削装置１０は、被加工物４（ワ
ーク）との接触面を有する導電性砥石１と、砥石と間隔
を隔てて対向する電極２と、砥石１と電極２との間に導
電性研削液３を流すノズル７と、砥石１と電極２との間
に電圧を印加する電源５（ＥＬＩＤ研削）とからなり、
導電性砥石１と電極２との間に導電性研削液３を流しな
がら、砥石１と電極２との間に電圧を印加し、砥石１を
電解ドレッシングしながらワーク４を研削するようにな
っている。
ーク）との接触面を有する導電性砥石１と、砥石と間隔
を隔てて対向する電極２と、砥石１と電極２との間に導
電性研削液３を流すノズル７と、砥石１と電極２との間
に電圧を印加する電源５（ＥＬＩＤ研削）とからなり、
導電性砥石１と電極２との間に導電性研削液３を流しな
がら、砥石１と電極２との間に電圧を印加し、砥石１を
電解ドレッシングしながらワーク４を研削するようにな
っている。
【００１６】ノズル７は、砥石１と電極２の間を通過し
た研削液３が、そのまま砥石１とワーク４との間に流れ
るように配置するのがよい。また、砥石１とワーク４と
の間に導電性研削液３を流すように別のノズル７’を設
け、ノズル７’の研削液３が砥石１と電極２の間を通過
した研削液３と合流して混合するようにしてもよい。
た研削液３が、そのまま砥石１とワーク４との間に流れ
るように配置するのがよい。また、砥石１とワーク４と
の間に導電性研削液３を流すように別のノズル７’を設
け、ノズル７’の研削液３が砥石１と電極２の間を通過
した研削液３と合流して混合するようにしてもよい。
【００１７】ワーク印加装置１２は、この例では、ＥＬ
ＩＤ電源５の陽極（＋）とワーク４を電気的に接続する
ワーク印加ライン１２ａを有し、ワーク４を砥石１と同
電位にするようになっている。なお、ワーク印加装置１
２は、この構成に限定されず、ワーク４を電極２より高
い電位に印加できればよく、例えば、砥石と電極の中間
電位に印加してもよい。また、ワーク印加ライン１２ａ
は必ずしも不可欠ではなく、例えば、砥石とワークを接
地（アース）し、電極のみに負（−）の電圧を印加する
ようにしてもよい。更に、ＥＬＩＤ電源としてパルス電
圧を用いる場合に、別の電源でワークのみを一定電圧に
印加してもよい。
ＩＤ電源５の陽極（＋）とワーク４を電気的に接続する
ワーク印加ライン１２ａを有し、ワーク４を砥石１と同
電位にするようになっている。なお、ワーク印加装置１
２は、この構成に限定されず、ワーク４を電極２より高
い電位に印加できればよく、例えば、砥石と電極の中間
電位に印加してもよい。また、ワーク印加ライン１２ａ
は必ずしも不可欠ではなく、例えば、砥石とワークを接
地（アース）し、電極のみに負（−）の電圧を印加する
ようにしてもよい。更に、ＥＬＩＤ電源としてパルス電
圧を用いる場合に、別の電源でワークのみを一定電圧に
印加してもよい。
【００１８】本発明を適用する被加工物４（ワーク）
は、ワーク印加装置１２で必要な電位を印加できるよう
に導電性を有し、かつＥＬＩＤ研削と同時に形成された
酸化物が表面に安定して存在しうる材料である必要があ
る。かかるワーク４は、金属一般、金属を含む複合材
料、半導体、導電性セラミックス等である。
は、ワーク印加装置１２で必要な電位を印加できるよう
に導電性を有し、かつＥＬＩＤ研削と同時に形成された
酸化物が表面に安定して存在しうる材料である必要があ
る。かかるワーク４は、金属一般、金属を含む複合材
料、半導体、導電性セラミックス等である。
【００１９】上述した表面機能改善装置を用い、本発明
の方法では、アルカリ性研削液を導電性研削液３として
用い、かつワーク４をワーク印加装置１２により電極２
より高い電位に印加した状態で、ワークをＥＬＩＤ研削
する。
の方法では、アルカリ性研削液を導電性研削液３として
用い、かつワーク４をワーク印加装置１２により電極２
より高い電位に印加した状態で、ワークをＥＬＩＤ研削
する。
【００２０】上述した本発明の方法及び装置によれば、
アルカリ性研削液を導電性研削液３として用いることに
より、研削液中にＯＨイオンを大量に遊離させることが
できる。また、ＥＬＩＤ研削において、砥石１をプラス
（＋）に電極２をマイナス（−）に印加するので、砥石
１と電極２との間で水（研削液）の電気分解が生じ、Ｏ
Ｈイオンと共に溶存酸素濃度を増大させることができ
る。
アルカリ性研削液を導電性研削液３として用いることに
より、研削液中にＯＨイオンを大量に遊離させることが
できる。また、ＥＬＩＤ研削において、砥石１をプラス
（＋）に電極２をマイナス（−）に印加するので、砥石
１と電極２との間で水（研削液）の電気分解が生じ、Ｏ
Ｈイオンと共に溶存酸素濃度を増大させることができ
る。
【００２１】更に、本発明の方法では、被加工物４（例
えば金属材料）を電極より高い電位に印加するので、被
加工物はプラス（＋）の電位を有する。従って、研削液
中のＯＨイオンを被加工物の表面に引きつけて、表面を
ＯＨイオンと溶存酸素によりこれを酸化して表面に酸化
皮膜が形成される。
えば金属材料）を電極より高い電位に印加するので、被
加工物はプラス（＋）の電位を有する。従って、研削液
中のＯＨイオンを被加工物の表面に引きつけて、表面を
ＯＨイオンと溶存酸素によりこれを酸化して表面に酸化
皮膜が形成される。
【００２２】また、ＥＬＩＤ研削では、砥石１の表面に
不導体皮膜が形成され、この皮膜を構成する金属の水酸
化物（Ｆｅ（ＯＨ）2，Ｆｅ（ＯＨ）3）が被加工物に転
写されるので、被加工物表面の酸化皮膜の形成が助長さ
れる。従って、被加工物の表面は、ＥＬＩＤ研削で表面
を研削すると同時に、研削加工により露出した素材表面
をＯＨイオンと溶存酸素で酸化して強い酸化皮膜が形成
され、その表面機能（耐食性、トライボロジー特性、疲
労強度等）を改善することができる。
不導体皮膜が形成され、この皮膜を構成する金属の水酸
化物（Ｆｅ（ＯＨ）2，Ｆｅ（ＯＨ）3）が被加工物に転
写されるので、被加工物表面の酸化皮膜の形成が助長さ
れる。従って、被加工物の表面は、ＥＬＩＤ研削で表面
を研削すると同時に、研削加工により露出した素材表面
をＯＨイオンと溶存酸素で酸化して強い酸化皮膜が形成
され、その表面機能（耐食性、トライボロジー特性、疲
労強度等）を改善することができる。
【００２３】図２は、本発明の表面機能改善装置の他の
構成例を示す図である。この図に示すように、本発明の
表面機能改善装置を構成するＥＬＩＤ研削装置１０は、
（Ａ）ロータリー平面研削盤、（Ｂ）円筒研削盤、
（Ｃ）曲面加工装置、等であってもよい。なお、この図
において、ワーク印加装置１２は省略している。（Ｂ）
円筒研削盤では、シリンダーや軸受部品のトライボロジ
ー特性の改善に特に適している。また、（Ｃ）曲面加工
装置では、ミラー、レンズ等の保護膜形成に適している
構成例を示す図である。この図に示すように、本発明の
表面機能改善装置を構成するＥＬＩＤ研削装置１０は、
（Ａ）ロータリー平面研削盤、（Ｂ）円筒研削盤、
（Ｃ）曲面加工装置、等であってもよい。なお、この図
において、ワーク印加装置１２は省略している。（Ｂ）
円筒研削盤では、シリンダーや軸受部品のトライボロジ
ー特性の改善に特に適している。また、（Ｃ）曲面加工
装置では、ミラー、レンズ等の保護膜形成に適している
【００２４】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。図１に示
した表面機能改善装置１０を用い、生体用金属系材料と
して広く用いられるＴｉ−６Ａｌ−４Ｖ合金に対してＥ
ＬＩＤ研削により表面仕上げを施した試験片を準備し、
耐食性に及ぼすＥＬＩＤ研削の効果について従来のアル
ミナ研磨と比較した。
した表面機能改善装置１０を用い、生体用金属系材料と
して広く用いられるＴｉ−６Ａｌ−４Ｖ合金に対してＥ
ＬＩＤ研削により表面仕上げを施した試験片を準備し、
耐食性に及ぼすＥＬＩＤ研削の効果について従来のアル
ミナ研磨と比較した。
【００２５】（供試材および実験方法）表１に示す化学
成分を有するＴｉ−６Ａｌ−４Ｖ合金を被加工物４（ワ
ーク）として使用した。このワーク４を９００℃、８時
間の焼鈍処理を施し組織を粗大化させた後、本発明によ
るＥＬＩＤ研削と、アルミナによるバフ研磨とを施し
た。
成分を有するＴｉ−６Ａｌ−４Ｖ合金を被加工物４（ワ
ーク）として使用した。このワーク４を９００℃、８時
間の焼鈍処理を施し組織を粗大化させた後、本発明によ
るＥＬＩＤ研削と、アルミナによるバフ研磨とを施し
た。
【００２６】
【表１】
【００２７】ＥＬＩＤ研削は、研削砥石として鋳鉄ボン
ドダイヤモンド砥石を用い、＃４０００まで順次研削を
施した。また、アルミナによるバフ研磨はエメリ紙によ
り＃２０００まで順次研磨した後、アルミナ粉０．０６
μｍを用いて鏡面状に仕上げた。以下前者をＥＬＩＤ研
削材、後者をアルミナ研磨材と称す。
ドダイヤモンド砥石を用い、＃４０００まで順次研削を
施した。また、アルミナによるバフ研磨はエメリ紙によ
り＃２０００まで順次研磨した後、アルミナ粉０．０６
μｍを用いて鏡面状に仕上げた。以下前者をＥＬＩＤ研
削材、後者をアルミナ研磨材と称す。
【００２８】腐食試験はポテンシオスタットを用いて３
電極法により行った。この試験では、動電位分極測定を
行い電気化学的に金属表面の耐食性を評価した。その
際、電位走査速度は１０ｍＶ／ｍｉｎとし、電解液とし
ては２５℃に保持した３％ＮａＣｌ溶液を用いた。表面
の観察には走査型電子顕微鏡（以下ＳＥＭ）、表面の元
素分析にはＸ線分析装置（以下ＥＤＸ）を用いた。
電極法により行った。この試験では、動電位分極測定を
行い電気化学的に金属表面の耐食性を評価した。その
際、電位走査速度は１０ｍＶ／ｍｉｎとし、電解液とし
ては２５℃に保持した３％ＮａＣｌ溶液を用いた。表面
の観察には走査型電子顕微鏡（以下ＳＥＭ）、表面の元
素分析にはＸ線分析装置（以下ＥＤＸ）を用いた。
【００２９】（実験結果）ＥＬＩＤ研削材とアルミナ研
磨材の表面粗さの測定結果を表２に示す。表２からアル
ミナ研磨材と比較してＥＬＩＤ研削材の方が表面状態が
粗いことがわかる。また、ＳＥＭにより観察した結果か
らＥＬＩＤ研削材には、明瞭な研削痕が形成されている
ことがわかる。
磨材の表面粗さの測定結果を表２に示す。表２からアル
ミナ研磨材と比較してＥＬＩＤ研削材の方が表面状態が
粗いことがわかる。また、ＳＥＭにより観察した結果か
らＥＬＩＤ研削材には、明瞭な研削痕が形成されている
ことがわかる。
【００３０】
【表２】
【００３１】（腐食試験）図３にＥＬＩＤ研削材とアル
ミナ研磨材の動電位分極試験結果を示す。この図から、
アルミナ研磨材と比較してＥＬＩＤ研削材の孔食電位は
低い値を示していることがわかる。しかしながら、不動
態域保持電流密度に注目すると、その値はＥＬＩＤ研削
材の方が低く、より耐食性に優れることを示唆してい
る。以下、これらの原因について考察する。
ミナ研磨材の動電位分極試験結果を示す。この図から、
アルミナ研磨材と比較してＥＬＩＤ研削材の孔食電位は
低い値を示していることがわかる。しかしながら、不動
態域保持電流密度に注目すると、その値はＥＬＩＤ研削
材の方が低く、より耐食性に優れることを示唆してい
る。以下、これらの原因について考察する。
【００３２】まず腐食試験前の表面性状を把握するため
に、ＥＬＩＤ研削材とアルミナ研磨材に対してＸ線分析
装置（ＥＤＸ）により表面全体の分析を行った。その結
果を図４（ａ），（ｂ）に示す。図４からはＥＬＩＤ研
削材（右図）においてはアルミナ研磨材（左図）と比較
して酸素の含有量が著しく多いことがわかる。このこと
はＥＬＩＤ材表面に何らかの酸化皮膜が形成されている
ことを示唆しており、これがＥＬＩＤ研削材が不動態域
において良好な耐食性を示した要因と考えられる。な
お、ＥＬＩＤ研削においては砥石と電極との間で水の電
気分解が起こっており、これにより生成した酸素イオン
が、加工熱により活性となる試験面と化学反応を起こし
た結果、表面に酸化層が形成されたと考えられる。
に、ＥＬＩＤ研削材とアルミナ研磨材に対してＸ線分析
装置（ＥＤＸ）により表面全体の分析を行った。その結
果を図４（ａ），（ｂ）に示す。図４からはＥＬＩＤ研
削材（右図）においてはアルミナ研磨材（左図）と比較
して酸素の含有量が著しく多いことがわかる。このこと
はＥＬＩＤ材表面に何らかの酸化皮膜が形成されている
ことを示唆しており、これがＥＬＩＤ研削材が不動態域
において良好な耐食性を示した要因と考えられる。な
お、ＥＬＩＤ研削においては砥石と電極との間で水の電
気分解が起こっており、これにより生成した酸素イオン
が、加工熱により活性となる試験面と化学反応を起こし
た結果、表面に酸化層が形成されたと考えられる。
【００３３】（ステンレス鋼との比較）図５に、ステン
レス鋼に対してＥＬＩＤ研削を施し耐食性を評価した結
果を示す。この図において横軸は電圧、縦軸は電流であ
り、図中の（１）はアルミナ研磨材、（２）（３）は本
発明によるＥＬＩＤ研削材である。アルミナ研磨材の表
面粗さは、（３）と同等であり、（２）はそれよりも粗
くなっている。各図において、電圧を徐々に上げると電
流は少しずつ増加するが、ある電圧以上では電流が急増
する。この急増点の電圧が高く電流が低いほど耐食性が
高いことになる。この図から、アルミナ研磨材と比較し
てＥＬＩＤ研削材の方が高い孔食電位を有しており、ま
た不動態域において低い保持電流密度を有していること
がわかる。
レス鋼に対してＥＬＩＤ研削を施し耐食性を評価した結
果を示す。この図において横軸は電圧、縦軸は電流であ
り、図中の（１）はアルミナ研磨材、（２）（３）は本
発明によるＥＬＩＤ研削材である。アルミナ研磨材の表
面粗さは、（３）と同等であり、（２）はそれよりも粗
くなっている。各図において、電圧を徐々に上げると電
流は少しずつ増加するが、ある電圧以上では電流が急増
する。この急増点の電圧が高く電流が低いほど耐食性が
高いことになる。この図から、アルミナ研磨材と比較し
てＥＬＩＤ研削材の方が高い孔食電位を有しており、ま
た不動態域において低い保持電流密度を有していること
がわかる。
【００３４】図６は、ステンレスの加工面の元素分析の
結果である。この図からＥＬＩＤ研削材においてはアル
ミナ研磨材と比較して酸素の含有量が多いことがわか
る。従って、図６と図７からＥＬＩＤ研削材の研削表面
にはチタンの場合と同様に安定した酸化皮膜が形成され
ていると考えられる。しかしながら、ステンレス鋼に対
してはチタンに観察されたような明瞭な研削痕は認めら
れなかった。これが、腐食ピットの発生を抑制し良好な
耐食性を示した要因と考えられる。したがって適切な研
削条件を見つけ出すことができれば、チタン合金へもＥ
ＬＩＤ研削法を適用することが可能と考えられる。
結果である。この図からＥＬＩＤ研削材においてはアル
ミナ研磨材と比較して酸素の含有量が多いことがわか
る。従って、図６と図７からＥＬＩＤ研削材の研削表面
にはチタンの場合と同様に安定した酸化皮膜が形成され
ていると考えられる。しかしながら、ステンレス鋼に対
してはチタンに観察されたような明瞭な研削痕は認めら
れなかった。これが、腐食ピットの発生を抑制し良好な
耐食性を示した要因と考えられる。したがって適切な研
削条件を見つけ出すことができれば、チタン合金へもＥ
ＬＩＤ研削法を適用することが可能と考えられる。
【００３５】（結論）Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ合金に対して
ＥＬＩＤ研削を施し耐食性を評価した結果アルミナ研磨
材と比較して粗い表面が形成され低い孔食電位を有した
が、不動態域においては良好な耐食性を有することが明
らかとなった。これは、水の電気分解により生成した酸
素イオンが、加工熱により活性となる試験面と化学反応
を起こした結果、表面に酸化層が形成されたためと考え
られる。
ＥＬＩＤ研削を施し耐食性を評価した結果アルミナ研磨
材と比較して粗い表面が形成され低い孔食電位を有した
が、不動態域においては良好な耐食性を有することが明
らかとなった。これは、水の電気分解により生成した酸
素イオンが、加工熱により活性となる試験面と化学反応
を起こした結果、表面に酸化層が形成されたためと考え
られる。
【００３６】なお、本発明は、上述した実施形態に限定
されず、本発明の要旨を逸脱しない限りで主種に変更で
きることは勿論である。
されず、本発明の要旨を逸脱しない限りで主種に変更で
きることは勿論である。
【００３７】
【発明の効果】上述したように、本発明の方法及び装置
によれば、研削液中のＯＨイオンと溶存酸素濃度を増大
させることができ、プラス（＋）の電位を有する被加工
物の表面にＯＨイオンを引きつけて、表面をＯＨイオン
と溶存酸素によりこれを酸化して表面に酸化皮膜を形成
することができる。
によれば、研削液中のＯＨイオンと溶存酸素濃度を増大
させることができ、プラス（＋）の電位を有する被加工
物の表面にＯＨイオンを引きつけて、表面をＯＨイオン
と溶存酸素によりこれを酸化して表面に酸化皮膜を形成
することができる。
【００３８】従って、被加工物の表面は、ＥＬＩＤ研削
で表面を研削すると同時に、研削加工により露出した素
材表面をＯＨイオンと溶存酸素で酸化して強い酸化皮膜
が形成され、その表面機能（耐食性、トライボロジー特
性、疲労強度等）が改善される。
で表面を研削すると同時に、研削加工により露出した素
材表面をＯＨイオンと溶存酸素で酸化して強い酸化皮膜
が形成され、その表面機能（耐食性、トライボロジー特
性、疲労強度等）が改善される。
【００３９】すなわち、本発明の被加工物の表面機能改
善方法及び装置は、ＥＬＩＤ研削と同時に被加工物の表
面機能を改善することができる、等の優れた効果を有す
る。
善方法及び装置は、ＥＬＩＤ研削と同時に被加工物の表
面機能を改善することができる、等の優れた効果を有す
る。
【図１】本発明の表面機能改善装置の全体構成図であ
る。
る。
【図２】本発明の表面機能改善装置の他の構成例を示す
図である。
図である。
【図３】ＥＬＩＤ研削材とアルミナ研磨材の動電位分極
試験結果である。
試験結果である。
【図４】ＥＬＩＤ研削材とアルミナ研磨材の加工面の元
素分析結果である。
素分析結果である。
【図５】ステンレスの動電位分極試験結果である。
【図６】ステンレスの加工面の元素分析結果である。
１ 導電性砥石、２ 電極、３ 導電性研削液、４ ワ
ーク（被加工物）、５ 電源、７ ノズル、１０ ＥＬ
ＩＤ研削装置、１２ ワーク印加装置、１２ａ ワーク
印加ライン
ーク（被加工物）、５ 電源、７ ノズル、１０ ＥＬ
ＩＤ研削装置、１２ ワーク印加装置、１２ａ ワーク
印加ライン
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 小茂鳥 潤
埼玉県和光市広沢２番１号 理化学研究所
内
(72)発明者 永田 仁
神奈川県横浜市港北区箕輪町１−11−20
Ｆターム(参考） 3C047 AA25 AA27
3C059 AA02 AB01 HA08
Claims (3)
- 【請求項１】 導電性砥石（１）と電極（２）との間に
導電性研削液（３）を流しながら、砥石と電極との間に
電圧を印加し、砥石を電解ドレッシングしながら被加工
物（４）を研削する電解インプロセスドレッシング研削
において、 アルカリ性研削液を導電性研削液（３）として用い、か
つ被加工物を電極より高い電位に印加する、ことを特徴
とする被加工物の表面機能改善方法。 - 【請求項２】 前記被加工物は、導電性を有し、かつ酸
化物が安定して存在しうる材料である、ことを特徴とす
る請求項１に記載の被加工物の表面機能改善方法。 - 【請求項３】 導電性砥石（１）と電極（２）との間に
アルカリ性の導電性研削液（３）を流しながら、砥石と
電極との間に電圧を印加し、砥石を電解ドレッシングし
ながら被加工物（４）を研削する電解インプロセスドレ
ッシング研削装置（１０）と、 被加工物を電極より高い電位に印加するワーク印加装置
（１２）とを備えた、ことを特徴とする被加工物の表面
機能改善装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001203089A JP4895440B2 (ja) | 2001-07-04 | 2001-07-04 | 被加工物の表面機能改善方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001203089A JP4895440B2 (ja) | 2001-07-04 | 2001-07-04 | 被加工物の表面機能改善方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003019623A true JP2003019623A (ja) | 2003-01-21 |
| JP4895440B2 JP4895440B2 (ja) | 2012-03-14 |
Family
ID=19039784
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001203089A Expired - Fee Related JP4895440B2 (ja) | 2001-07-04 | 2001-07-04 | 被加工物の表面機能改善方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4895440B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006159369A (ja) * | 2004-12-09 | 2006-06-22 | Institute Of Physical & Chemical Research | ノズル式ｅｌｉｄ研削方法および装置 |
| JP2006218595A (ja) * | 2005-02-14 | 2006-08-24 | Institute Of Physical & Chemical Research | 被加工物の表面仕上げ方法および加工品 |
| JP2008105124A (ja) * | 2006-10-25 | 2008-05-08 | Institute Of Physical & Chemical Research | 被加工物の表面改質加工方法及び装置 |
| JP2009099788A (ja) * | 2007-10-17 | 2009-05-07 | Denso Corp | ウェハの製造方法 |
| JP2009099849A (ja) * | 2007-10-18 | 2009-05-07 | Denso Corp | ウェハの製造方法 |
| CN110682224A (zh) * | 2019-09-23 | 2020-01-14 | 郑州磨料磨具磨削研究所有限公司 | 一种电镀砂轮镀层自动加工方法和加工装置 |
| JP7374542B1 (ja) | 2023-03-10 | 2023-11-07 | 株式会社シントク | 鋼製ロールの円筒研削に適した電解ドレッシング装置及び電解ドレッシング方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04140510A (ja) * | 1990-09-28 | 1992-05-14 | Ntn Corp | 固体潤滑転がり軸受 |
| JPH0639644A (ja) * | 1992-07-27 | 1994-02-15 | Seiko Seiki Co Ltd | 研削盤 |
| JPH07138765A (ja) * | 1993-11-19 | 1995-05-30 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 接着性に優れた表面層を有するＡｌ、Ａｌ合金およびその製造方法 |
| JPH093680A (ja) * | 1995-06-26 | 1997-01-07 | Shinko Pantec Co Ltd | 水素・酸素発生装置 |
| JPH1058236A (ja) * | 1996-08-12 | 1998-03-03 | Yuzo Mori | 超純水中の水酸基による加工方法 |
| JP2000061839A (ja) * | 1998-08-19 | 2000-02-29 | Rikagaku Kenkyusho | マイクロ放電ツルーイング装置とこれを用いた微細加工方法 |
-
2001
- 2001-07-04 JP JP2001203089A patent/JP4895440B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04140510A (ja) * | 1990-09-28 | 1992-05-14 | Ntn Corp | 固体潤滑転がり軸受 |
| JPH0639644A (ja) * | 1992-07-27 | 1994-02-15 | Seiko Seiki Co Ltd | 研削盤 |
| JPH07138765A (ja) * | 1993-11-19 | 1995-05-30 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 接着性に優れた表面層を有するＡｌ、Ａｌ合金およびその製造方法 |
| JPH093680A (ja) * | 1995-06-26 | 1997-01-07 | Shinko Pantec Co Ltd | 水素・酸素発生装置 |
| JPH1058236A (ja) * | 1996-08-12 | 1998-03-03 | Yuzo Mori | 超純水中の水酸基による加工方法 |
| JP2000061839A (ja) * | 1998-08-19 | 2000-02-29 | Rikagaku Kenkyusho | マイクロ放電ツルーイング装置とこれを用いた微細加工方法 |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006159369A (ja) * | 2004-12-09 | 2006-06-22 | Institute Of Physical & Chemical Research | ノズル式ｅｌｉｄ研削方法および装置 |
| US7758741B2 (en) | 2004-12-09 | 2010-07-20 | Riken | Method and apparatus for nozzle type ELID grinding |
| JP4658578B2 (ja) * | 2004-12-09 | 2011-03-23 | 独立行政法人理化学研究所 | ノズル式ｅｌｉｄ研削方法および装置 |
| JP2006218595A (ja) * | 2005-02-14 | 2006-08-24 | Institute Of Physical & Chemical Research | 被加工物の表面仕上げ方法および加工品 |
| JP2008105124A (ja) * | 2006-10-25 | 2008-05-08 | Institute Of Physical & Chemical Research | 被加工物の表面改質加工方法及び装置 |
| JP2009099788A (ja) * | 2007-10-17 | 2009-05-07 | Denso Corp | ウェハの製造方法 |
| JP2009099849A (ja) * | 2007-10-18 | 2009-05-07 | Denso Corp | ウェハの製造方法 |
| CN110682224A (zh) * | 2019-09-23 | 2020-01-14 | 郑州磨料磨具磨削研究所有限公司 | 一种电镀砂轮镀层自动加工方法和加工装置 |
| JP7374542B1 (ja) | 2023-03-10 | 2023-11-07 | 株式会社シントク | 鋼製ロールの円筒研削に適した電解ドレッシング装置及び電解ドレッシング方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4895440B2 (ja) | 2012-03-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105420805B (zh) | 电解质溶液和电抛光方法 | |
| Ohmori et al. | Improvement of corrosion resistance in metallic biomaterials using a new electrical grinding technique | |
| EP0576937A2 (en) | Apparatus for mirror surface grinding | |
| 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 | |
| TW458847B (en) | Electrically conductive dressing-grinding method and apparatus therefor | |
| CN105603414B (zh) | 一种制备不锈钢表面致密钝化膜的磨粒磨损预处理方法 | |
| JP4895440B2 (ja) | 被加工物の表面機能改善方法及び装置 | |
| US5868607A (en) | Electrolytic in-process dressing method, electrolytic in process dressing apparatus and grindstone | |
| US20060249398A1 (en) | Electrolytic microfinishing of metallic workpieces | |
| JP3647875B2 (ja) | 電解研磨技術により切削工具インサートの刃先を所期の半径に形成する方法 | |
| JP4982850B2 (ja) | 被加工物の表面改質加工方法及び装置 | |
| JP2002239905A (ja) | Ｃｍｐ用パッドコンディショナー及びその製造方法 | |
| CN1029995C (zh) | 钛基基质耐用镀层沉积法及由此得到的部件 | |
| JP4947907B2 (ja) | 被加工物の表面仕上げ方法および加工品 | |
| KR20160078556A (ko) | 구리를 포함하는 스테인리스강의 표면개질 방법 | |
| JP3530562B2 (ja) | レンズ研削方法 | |
| JP4737492B2 (ja) | メタルレスボンド砥石とそれによる電解ドレッシング研削方法及び装置 | |
| Chiou et al. | A novel method of composite electroplating on lap in lapping process | |
| JPH06254754A (ja) | 鏡面研削装置及び方法 | |
| JPS60114739A (ja) | Ｔｉの研磨・腐食方法 | |
| JPH0675823B2 (ja) | 研削加工装置 | |
| JPH07285071A (ja) | 電解ドレッシング研削方法及び装置 | |
| JPH02500374A (ja) | 金属箔又は帯を電鋳するための陰極表面処理 | |
| JPS5822627A (ja) | 円筒内面の電解研削複合加工法 | |
| TW201527042A (zh) | 線上複合電鍍電解銳化硏磨方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20031201 |
|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20040322 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080620 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100902 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100908 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20101027 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110408 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110602 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20111214 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20111220 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150106 Year of fee payment: 3 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |