JP2003025209A - ステンレス鋼の研磨方法 - Google Patents
ステンレス鋼の研磨方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 弾性を有する研磨工具を用いてステンレス鋼
を研削する際に、簡易に、かつ低コストで優れた表面外
観および耐食性を有するステンレス鋼を得る方法を提供
する。 【構成】 ステンレス鋼表面を、弾性を有する研磨工具
で研磨する際に、希土類元素酸化物を主成分とする研磨
剤を研磨工具に塗布しながら、あるいは希土類元素酸化
物を主成分とする研磨剤を付着させた研磨工具で研磨す
る。 【硬化】 希土類元素酸化物が、研磨焼けの生成を抑制
し、ステンレス鋼本来の不動態皮膜の生成に有効に作用
し、表面外観および耐食性の双方に優れたステンレス鋼
を得ることができる。
を研削する際に、簡易に、かつ低コストで優れた表面外
観および耐食性を有するステンレス鋼を得る方法を提供
する。 【構成】 ステンレス鋼表面を、弾性を有する研磨工具
で研磨する際に、希土類元素酸化物を主成分とする研磨
剤を研磨工具に塗布しながら、あるいは希土類元素酸化
物を主成分とする研磨剤を付着させた研磨工具で研磨す
る。 【硬化】 希土類元素酸化物が、研磨焼けの生成を抑制
し、ステンレス鋼本来の不動態皮膜の生成に有効に作用
し、表面外観および耐食性の双方に優れたステンレス鋼
を得ることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、表面外観および耐食性
に優れた装飾用ステンレス鋼を得る研磨方法に関する。
に優れた装飾用ステンレス鋼を得る研磨方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】装飾用ステンレス鋼、例えば、欄干など
に用いられる装飾用ステンレス研磨管は、通常、研削砥
石、フラップホイールおよびブラシなどの研磨工具によ
る研磨により所定の研磨面に仕上げられる。しかし、研
削砥石、フラップホイール、研磨ベルトおよびブラシな
どの研磨工具による疵取り研磨や仕上げ研磨では、研磨
条件によっては局部的に研磨発熱が３００℃を超えるよ
うになるため、ステンレス鋼の合金相中のＦｅが優先酸
化し、ステンレス鋼の表面に、通常の不動態皮膜に比べ
てＦｅ酸化物を多く含有した淡黄色あるいは茶褐色の酸
化皮膜、いわゆる研磨焼けが発生し、ステンレス鋼本来
の耐食性を著しく低下させている。
に用いられる装飾用ステンレス研磨管は、通常、研削砥
石、フラップホイールおよびブラシなどの研磨工具によ
る研磨により所定の研磨面に仕上げられる。しかし、研
削砥石、フラップホイール、研磨ベルトおよびブラシな
どの研磨工具による疵取り研磨や仕上げ研磨では、研磨
条件によっては局部的に研磨発熱が３００℃を超えるよ
うになるため、ステンレス鋼の合金相中のＦｅが優先酸
化し、ステンレス鋼の表面に、通常の不動態皮膜に比べ
てＦｅ酸化物を多く含有した淡黄色あるいは茶褐色の酸
化皮膜、いわゆる研磨焼けが発生し、ステンレス鋼本来
の耐食性を著しく低下させている。
【０００３】研磨焼けしたステンレス鋼の耐食性を回復
させるとともに光沢を有する研磨面に仕上げる場合、バ
フ、フェルトおよびスポンジなどの弾性を有する研磨工
具にアルミナ、炭化珪素などの砥粒を主体とした研磨剤
を塗布しながら研磨したり、研磨面全体の研磨焼けを完
全に除去するために、研磨後のステンレス鋼を硝酸や硫
酸などの酸液に浸漬させたり、研磨砥粒を分散させた硝
酸などの酸を含む研磨液を研磨面に供給しながら弾性を
有する研磨工具で研磨するメカノケミカル研磨を行って
いる。
させるとともに光沢を有する研磨面に仕上げる場合、バ
フ、フェルトおよびスポンジなどの弾性を有する研磨工
具にアルミナ、炭化珪素などの砥粒を主体とした研磨剤
を塗布しながら研磨したり、研磨面全体の研磨焼けを完
全に除去するために、研磨後のステンレス鋼を硝酸や硫
酸などの酸液に浸漬させたり、研磨砥粒を分散させた硝
酸などの酸を含む研磨液を研磨面に供給しながら弾性を
有する研磨工具で研磨するメカノケミカル研磨を行って
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、アルミ
ナ、炭化珪素などの砥粒を主体とした研磨剤を塗布しな
がら研磨工具で研磨する方法では、研磨面の微小な凹凸
に追従し難いため、研磨工具が接触しない領域に表面の
研磨焼けが残存し易くなる。これらを完全に除去するた
めには研磨のパス回数を増やさねばならず、作業時間の
増加と研磨コストの増大を招いている。また、酸液に浸
漬する方法では、バッチ処理のため工数大となる。さら
に、研磨砥粒を分散させた酸液を研磨面に供給しながら
研磨するメカノケミカル研磨では、研磨焼けの完全除去
に工数がかかり、生産性が低下し、高コストとなる。
ナ、炭化珪素などの砥粒を主体とした研磨剤を塗布しな
がら研磨工具で研磨する方法では、研磨面の微小な凹凸
に追従し難いため、研磨工具が接触しない領域に表面の
研磨焼けが残存し易くなる。これらを完全に除去するた
めには研磨のパス回数を増やさねばならず、作業時間の
増加と研磨コストの増大を招いている。また、酸液に浸
漬する方法では、バッチ処理のため工数大となる。さら
に、研磨砥粒を分散させた酸液を研磨面に供給しながら
研磨するメカノケミカル研磨では、研磨焼けの完全除去
に工数がかかり、生産性が低下し、高コストとなる。
【０００５】本発明は、このような問題を解消すべく案
出されたものであり、弾性を有する研磨工具を用いてス
テンレス鋼を研削する際に、簡易に、かつ低コストで優
れた表面外観および耐食性を有するステンレス鋼を得る
方法を提供することを目的とする。
出されたものであり、弾性を有する研磨工具を用いてス
テンレス鋼を研削する際に、簡易に、かつ低コストで優
れた表面外観および耐食性を有するステンレス鋼を得る
方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のステンレス鋼の
研磨方法は、その目的を達成するため、弾性を有する研
磨工具での疵取り研磨および仕上げ研磨の際に、希土類
元素酸化物を主成分とする研磨剤を研磨工具に塗布しな
がら、あるいは希土類元素酸化物を主成分とする研磨剤
を付着させた研磨工具で研磨するものである。同様に、
光沢研磨の際に、弾性を有する研磨工具での乾式研磨の
際に、希土類元素酸化物を主成分とする研磨剤を研磨工
具に塗布しながら、あるいは希土類元素酸化物を主成分
とする研磨剤を付着させた研磨工具で研磨する。また、
酸液を研磨剤として湿式研磨の際には、研磨液に希土類
元素の酸化物を分散させて弾性を有する研磨工具で研磨
したり、希土類元素の酸化物を主成分とする研磨剤を付
着させた繊維状物質からなる研磨工具で研磨するもので
ある。希土類元素酸化物としては、Ｙ2Ｏ3、ＣｅＯ2あ
るいはＬａ2Ｏ3などが使用される。
研磨方法は、その目的を達成するため、弾性を有する研
磨工具での疵取り研磨および仕上げ研磨の際に、希土類
元素酸化物を主成分とする研磨剤を研磨工具に塗布しな
がら、あるいは希土類元素酸化物を主成分とする研磨剤
を付着させた研磨工具で研磨するものである。同様に、
光沢研磨の際に、弾性を有する研磨工具での乾式研磨の
際に、希土類元素酸化物を主成分とする研磨剤を研磨工
具に塗布しながら、あるいは希土類元素酸化物を主成分
とする研磨剤を付着させた研磨工具で研磨する。また、
酸液を研磨剤として湿式研磨の際には、研磨液に希土類
元素の酸化物を分散させて弾性を有する研磨工具で研磨
したり、希土類元素の酸化物を主成分とする研磨剤を付
着させた繊維状物質からなる研磨工具で研磨するもので
ある。希土類元素酸化物としては、Ｙ2Ｏ3、ＣｅＯ2あ
るいはＬａ2Ｏ3などが使用される。
【０００７】
【作用】ステンレス鋼の研磨による耐食性の低下は、次
のように考えられている。すなわち、図１に示すよう
に、ステンレス鋼１の表面は、通常Ｃｒの不動態皮膜２
で覆われており、この不動態皮膜２がステンレス鋼の地
肌に対して防食作用を呈する。ところが、ステンレス鋼
１を研削砥石、フラップホイール、研磨ベルトおよびブ
ラシなどの研磨工具で研磨すると、研磨条件によっては
局部的に研磨発熱が３００℃を超えるようになるため、
ステンレス鋼の合金相中のＦｅが優先酸化し、ステンレ
ス鋼の表面に通常の不動態皮膜に比べて、Ｆｅ酸化物を
多く含有した淡黄色あるいは茶褐色の酸化皮膜３、いわ
ゆる研磨焼けが発生し、ステンレス鋼本来の不動態皮膜
の形成を抑制するため、耐食性を著しく低下させると考
えられている。
のように考えられている。すなわち、図１に示すよう
に、ステンレス鋼１の表面は、通常Ｃｒの不動態皮膜２
で覆われており、この不動態皮膜２がステンレス鋼の地
肌に対して防食作用を呈する。ところが、ステンレス鋼
１を研削砥石、フラップホイール、研磨ベルトおよびブ
ラシなどの研磨工具で研磨すると、研磨条件によっては
局部的に研磨発熱が３００℃を超えるようになるため、
ステンレス鋼の合金相中のＦｅが優先酸化し、ステンレ
ス鋼の表面に通常の不動態皮膜に比べて、Ｆｅ酸化物を
多く含有した淡黄色あるいは茶褐色の酸化皮膜３、いわ
ゆる研磨焼けが発生し、ステンレス鋼本来の不動態皮膜
の形成を抑制するため、耐食性を著しく低下させると考
えられている。
【０００８】本発明者らは、このような耐食性低下のメ
カニズムに着目し、研磨焼けの発生を抑制し、ステンレ
ス鋼の表面に正常なＣｒの不動態皮膜を形成する研磨方
法について検討した。その結果、希土類元素酸化物を主
成分とする研磨剤を弾性を有する研磨工具に塗布する
か、希土類元素酸化物を主成分とする研磨剤を用いて研
磨することにより、研磨焼けの発生が抑制され、耐食性
に有効な不動態皮膜が形成されることにより、耐候性が
向上することを見出した。
カニズムに着目し、研磨焼けの発生を抑制し、ステンレ
ス鋼の表面に正常なＣｒの不動態皮膜を形成する研磨方
法について検討した。その結果、希土類元素酸化物を主
成分とする研磨剤を弾性を有する研磨工具に塗布する
か、希土類元素酸化物を主成分とする研磨剤を用いて研
磨することにより、研磨焼けの発生が抑制され、耐食性
に有効な不動態皮膜が形成されることにより、耐候性が
向上することを見出した。
【０００９】本発明の特徴である希土類元素の酸化物系
の研磨剤を用いた疵取り研磨、仕上げ研磨および光沢研
磨での不動態皮膜の形成は、図２に示すような過程をと
ると考えられる。研磨前のステンレス鋼１の表面不動態
皮膜２は、機械的な研磨により表面から除去される。こ
こで、研磨工具に塗布された希土類元素の酸化物が、ス
テンレス鋼の表面で優先的に酸化層４を形成するため、
Ｆｅの優先酸化による研磨焼けの形成を抑制できる。さ
らに、ステンレス鋼表面に形成した希土類元素の酸化物
層は、ステンレス鋼表面のイオン欠陥構造を金属イオン
欠損型から酸素イオン欠損型に変化させる。このため、
拡散速度の遅い酸素イオンは拡散律速になり、Ｃｒの不
動態皮膜の成長方向が外側から内側に変化し、ボイドの
形成を抑制できる。このＣｒの不動態皮膜は、通常のＣ
ｒの不動態皮膜に比べて表面欠陥が少なく、緻密、かつ
強固であり、耐食性向上に極めて有効である。
の研磨剤を用いた疵取り研磨、仕上げ研磨および光沢研
磨での不動態皮膜の形成は、図２に示すような過程をと
ると考えられる。研磨前のステンレス鋼１の表面不動態
皮膜２は、機械的な研磨により表面から除去される。こ
こで、研磨工具に塗布された希土類元素の酸化物が、ス
テンレス鋼の表面で優先的に酸化層４を形成するため、
Ｆｅの優先酸化による研磨焼けの形成を抑制できる。さ
らに、ステンレス鋼表面に形成した希土類元素の酸化物
層は、ステンレス鋼表面のイオン欠陥構造を金属イオン
欠損型から酸素イオン欠損型に変化させる。このため、
拡散速度の遅い酸素イオンは拡散律速になり、Ｃｒの不
動態皮膜の成長方向が外側から内側に変化し、ボイドの
形成を抑制できる。このＣｒの不動態皮膜は、通常のＣ
ｒの不動態皮膜に比べて表面欠陥が少なく、緻密、かつ
強固であり、耐食性向上に極めて有効である。
【００１０】また、メカノケミカル研磨による光沢研磨
では、酸性水溶液のケミカル作用により、疵取り研磨お
よび仕上げ研磨で形成したステンレス鋼の表面の研磨焼
けを溶解し、さらに、除去能力を向上するために砥粒に
よるメカニカル作用により活性化された研磨面で、希土
類元素が上記と同様に作用し、緻密かつ強固なＣｒの不
動態膜を形成する。なお、本発明の光沢研磨を適用する
ステンレス鋼を仕上げ研磨の際にも、希土類元素酸化物
を主成分とする研磨剤を用いて研磨することが好まし
い。
では、酸性水溶液のケミカル作用により、疵取り研磨お
よび仕上げ研磨で形成したステンレス鋼の表面の研磨焼
けを溶解し、さらに、除去能力を向上するために砥粒に
よるメカニカル作用により活性化された研磨面で、希土
類元素が上記と同様に作用し、緻密かつ強固なＣｒの不
動態膜を形成する。なお、本発明の光沢研磨を適用する
ステンレス鋼を仕上げ研磨の際にも、希土類元素酸化物
を主成分とする研磨剤を用いて研磨することが好まし
い。
【００１１】
【実施の態様】板状あるいは管状のステンレス鋼は、一
般に実施されている砥石研磨、研磨ベルト、フラップホ
イールおよびブラシなどを工具として疵取り研磨や仕上
げ研磨を行い、光沢を有する研磨面に仕上げる場合、
綿、麻およびフェルトなどのバフに研磨剤を塗布しなが
ら研磨するバフ研磨や、研磨砥粒を分散させた硝酸など
の酸を含む研磨液を研磨面に供給しながら弾性を有する
研磨工具で研磨するメカノケミカル研磨を行っている。
この研磨に使用する装置・方法は、研磨剤の使用を除い
て従来のものと変わらない。
般に実施されている砥石研磨、研磨ベルト、フラップホ
イールおよびブラシなどを工具として疵取り研磨や仕上
げ研磨を行い、光沢を有する研磨面に仕上げる場合、
綿、麻およびフェルトなどのバフに研磨剤を塗布しなが
ら研磨するバフ研磨や、研磨砥粒を分散させた硝酸など
の酸を含む研磨液を研磨面に供給しながら弾性を有する
研磨工具で研磨するメカノケミカル研磨を行っている。
この研磨に使用する装置・方法は、研磨剤の使用を除い
て従来のものと変わらない。
【００１２】本発明で使用する希土類元素の酸化物とし
ては、Ｙ2Ｏ3、ＣｅＯ2あるいはＬａ2Ｏ3などが使用さ
れる。一般的に使用される砥粒に準ずる粒径のものを用
いればよいが、研磨目への作用効率の観点から粒径３μ
ｍ以下のものを使用することが好ましい。また、メカノ
ケミカル研磨に使用する場合でも、研磨液への均一な分
散状態を得るために粒径３μｍ以下のものを使用するこ
とが好ましい。希土類元素酸化物を主成分とする研磨剤
の使用は、その効果から、疵取り研磨、仕上げ研磨およ
び光沢研磨のいずれの工程でも、最終パスで塗布または
付着させれば十分である。その他の研磨では、従来の研
磨工具やアルミナ砥粒を主体とした研磨剤を使用すれば
よい。
ては、Ｙ2Ｏ3、ＣｅＯ2あるいはＬａ2Ｏ3などが使用さ
れる。一般的に使用される砥粒に準ずる粒径のものを用
いればよいが、研磨目への作用効率の観点から粒径３μ
ｍ以下のものを使用することが好ましい。また、メカノ
ケミカル研磨に使用する場合でも、研磨液への均一な分
散状態を得るために粒径３μｍ以下のものを使用するこ
とが好ましい。希土類元素酸化物を主成分とする研磨剤
の使用は、その効果から、疵取り研磨、仕上げ研磨およ
び光沢研磨のいずれの工程でも、最終パスで塗布または
付着させれば十分である。その他の研磨では、従来の研
磨工具やアルミナ砥粒を主体とした研磨剤を使用すれば
よい。
【００１３】希土類元素の酸化物を主成分とする研磨剤
の使用形態は、研磨工具の形状、研磨剤の塗布・付着効
率を考慮して決められる。脂肪酸等の油脂を粘着剤とし
て固めて研磨工具に擦り付ける方法、油脂と水および乳
化剤で形成したエマルジョンに分散させてエアースプレ
ーなどで吹き付ける方法、固体微粒子のまま振りかける
方法のいずれでも構わない。研磨工具中に均一に塗布・
付着されていれば十分である。本発明のステンレス鋼の
表面研磨方法は、オーステナイト系はもとより、フェラ
イト系、あるいはマルテンサイト系のいずれにも適用で
きる。
の使用形態は、研磨工具の形状、研磨剤の塗布・付着効
率を考慮して決められる。脂肪酸等の油脂を粘着剤とし
て固めて研磨工具に擦り付ける方法、油脂と水および乳
化剤で形成したエマルジョンに分散させてエアースプレ
ーなどで吹き付ける方法、固体微粒子のまま振りかける
方法のいずれでも構わない。研磨工具中に均一に塗布・
付着されていれば十分である。本発明のステンレス鋼の
表面研磨方法は、オーステナイト系はもとより、フェラ
イト系、あるいはマルテンサイト系のいずれにも適用で
きる。
【００１４】
【実施例】実施例１
被研磨材として、代表的なオーステナイト系ステンレス
鋼であるＳＵＳ３０４を３００×３００×２．５ｔに切
り出し、研磨工具に＃１２０、＃１５０の砥粒を有する
幅１５０ｍｍ、周長９６０ｍｍの研磨ベルト６を用い
て、研磨速度１０００ｍ／分、押付け荷重１００Ｎ、送
り速度４ｍ／分の条件で１パスの研磨を行った。この時
のステンレス鋼板１に研磨ベルト６に押付けるコンタク
トホイール７には、ウレタンゴム製のφ１００ｍｍ、硬
度Ｈｓ７０のものを用いた。
鋼であるＳＵＳ３０４を３００×３００×２．５ｔに切
り出し、研磨工具に＃１２０、＃１５０の砥粒を有する
幅１５０ｍｍ、周長９６０ｍｍの研磨ベルト６を用い
て、研磨速度１０００ｍ／分、押付け荷重１００Ｎ、送
り速度４ｍ／分の条件で１パスの研磨を行った。この時
のステンレス鋼板１に研磨ベルト６に押付けるコンタク
トホイール７には、ウレタンゴム製のφ１００ｍｍ、硬
度Ｈｓ７０のものを用いた。
【００１５】この疵取り研磨後のステンレス鋼被研磨材
１をＮｏ．４仕上げに仕上げるために、疵取り研磨と同
様に図３の研磨装置を用いて、仕上げ研磨工程に＃１８
０の砥粒を有する幅１５０ｍｍ、周長９６０ｍｍの研磨
ベルト６を用いて、研磨速度１０００ｍ／分、押付け荷
重１００Ｎ、送り速度４ｍ／分の条件で１パスの研磨を
行った。この仕上げ研磨工程では、粒径２．０μｍ以下
のＣｅＯ2を主成分とした希土類元素酸化物を８０％以
上含有した（残りは鉱物からの精製時の残渣）砥粒を脂
肪酸などの油脂に５０ｗｔ％分散させたものをφ５０×
２００Ｌの固形に固めた固形研磨剤８を適量ずつ研磨ベ
ルト６に塗布しながら研磨した。
１をＮｏ．４仕上げに仕上げるために、疵取り研磨と同
様に図３の研磨装置を用いて、仕上げ研磨工程に＃１８
０の砥粒を有する幅１５０ｍｍ、周長９６０ｍｍの研磨
ベルト６を用いて、研磨速度１０００ｍ／分、押付け荷
重１００Ｎ、送り速度４ｍ／分の条件で１パスの研磨を
行った。この仕上げ研磨工程では、粒径２．０μｍ以下
のＣｅＯ2を主成分とした希土類元素酸化物を８０％以
上含有した（残りは鉱物からの精製時の残渣）砥粒を脂
肪酸などの油脂に５０ｗｔ％分散させたものをφ５０×
２００Ｌの固形に固めた固形研磨剤８を適量ずつ研磨ベ
ルト６に塗布しながら研磨した。
【００１６】比較例１
比較として、実施例１に用いた研磨装置と同じ装置を使
用し、仕上げ研磨工程に使用する＃１８０の研磨ベルト
６には何も塗布しない条件で研磨を行った。
用し、仕上げ研磨工程に使用する＃１８０の研磨ベルト
６には何も塗布しない条件で研磨を行った。
【００１７】実施例２
被研磨材として、代表的なオーステナイト系ステンレス
鋼であるＳＵＳ３０４のφ４２．７×１．５ｔ×１００
０ｍｍのパイプ９を適用し、図４に示す研磨装置を用い
て、研磨工具１０である＃２４０、＃４００の砥粒を有
するφ１５０×５０×５０ｍｍのフラップホイールで送
り速度２ｍ／分、工具回転数１０００ｒｐｍ、切込み量
２ｍｍの研磨条件で疵取り研磨を施したものを用いた。
この疵取り研磨後のステンレスパイプ９を準鏡面に仕上
げるために、疵取り研磨と同様に図２の研磨装置を用い
て、送り速度２ｍ／分、工具回転数１０００ｒｐｍ、切
込み量２ｍｍの研磨条件で仕上げ研磨および光沢研磨を
行った。仕上げ研磨工程では、研磨工具１０として、＃
８００の砥粒を有するφ１５０×５０×５０ｍｍのフラ
ップホイールで１パス研磨した。光沢研磨工程では研磨
工具１０にφ２００×５０×１０ｍｍの綿バフを５枚を
１組として３パス研磨を行った。
鋼であるＳＵＳ３０４のφ４２．７×１．５ｔ×１００
０ｍｍのパイプ９を適用し、図４に示す研磨装置を用い
て、研磨工具１０である＃２４０、＃４００の砥粒を有
するφ１５０×５０×５０ｍｍのフラップホイールで送
り速度２ｍ／分、工具回転数１０００ｒｐｍ、切込み量
２ｍｍの研磨条件で疵取り研磨を施したものを用いた。
この疵取り研磨後のステンレスパイプ９を準鏡面に仕上
げるために、疵取り研磨と同様に図２の研磨装置を用い
て、送り速度２ｍ／分、工具回転数１０００ｒｐｍ、切
込み量２ｍｍの研磨条件で仕上げ研磨および光沢研磨を
行った。仕上げ研磨工程では、研磨工具１０として、＃
８００の砥粒を有するφ１５０×５０×５０ｍｍのフラ
ップホイールで１パス研磨した。光沢研磨工程では研磨
工具１０にφ２００×５０×１０ｍｍの綿バフを５枚を
１組として３パス研磨を行った。
【００１８】この仕上げ研磨工程および光沢研磨工程で
は、粒径２．０μｍ以下のＣｅＯ2を主成分とした希土
類元素酸化物を８０％以上含有した（残りは鉱物からの
精製時の残渣）砥粒を脂肪酸などの油脂に５０ｗｔ％分
散させたものをφ５０×２００Ｌの固形に固めた固形研
磨剤８を適量ずつ研磨ベルト６に塗布しながら研磨し
た。なお、光沢研磨工具では、最終パス（３パス目）の
み希土類元素酸化物を有する固形研磨剤８を塗布してお
り、その他のパスは通常のアルミナ系の研磨剤を用い
た。
は、粒径２．０μｍ以下のＣｅＯ2を主成分とした希土
類元素酸化物を８０％以上含有した（残りは鉱物からの
精製時の残渣）砥粒を脂肪酸などの油脂に５０ｗｔ％分
散させたものをφ５０×２００Ｌの固形に固めた固形研
磨剤８を適量ずつ研磨ベルト６に塗布しながら研磨し
た。なお、光沢研磨工具では、最終パス（３パス目）の
み希土類元素酸化物を有する固形研磨剤８を塗布してお
り、その他のパスは通常のアルミナ系の研磨剤を用い
た。
【００１９】比較例２
実施例２と同じ図４に示す研磨装置で疵取り研磨を施し
たステンレスパイプ９の仕上げ研磨工程として、＃８０
０の砥粒を有するφ１５０×５０×５０ｍｍのフラップ
ホイールに研磨剤は塗布しない条件で１パス研磨したも
のを被研磨材とした。光沢研磨工程では、粒径５μｍ以
下のアルミナ砥粒を脂肪酸などの油脂に８０ｗｔ％分散
させたものをφ５０×２００Ｌの固形に固めた固形研磨
剤８を適量ずつ綿バフに塗布しながら研磨した。研磨条
件は、実施例２と同様である。
たステンレスパイプ９の仕上げ研磨工程として、＃８０
０の砥粒を有するφ１５０×５０×５０ｍｍのフラップ
ホイールに研磨剤は塗布しない条件で１パス研磨したも
のを被研磨材とした。光沢研磨工程では、粒径５μｍ以
下のアルミナ砥粒を脂肪酸などの油脂に８０ｗｔ％分散
させたものをφ５０×２００Ｌの固形に固めた固形研磨
剤８を適量ずつ綿バフに塗布しながら研磨した。研磨条
件は、実施例２と同様である。
【００２０】実施例３
実施例２と同じ疵取り研磨および仕上げ研磨を施したス
テンレスパイプ９を被研磨材として、準鏡面に仕上げる
ためにマシニングセンタを用いてカップ方式の光沢研磨
を行った。研磨工具には、ナイロン６６繊維で編んだシ
ートに粒径１μｍ以下のＣｅＯ2を主成分とした希土類
元素を８０％以上含有した（残りは鉱物からの精製時の
残渣）研磨剤を付着させ、φ１５０×５０×５０ｍｍの
ディスク状に成形固化させたカップ型のフェルトバフ１
１を用いた。このフェルトバフ１１を図５に示すように
接着剤などで塩ビ製の台座１２に固定し、駆動軸１３を
マシニングセンタの研磨ヘッド部の回転軸１４に装着し
て、送り速度２ｍ／分、工具回転数１０００ｒｐｍ、切
込み量１ｍｍの研磨条件で研磨した。
テンレスパイプ９を被研磨材として、準鏡面に仕上げる
ためにマシニングセンタを用いてカップ方式の光沢研磨
を行った。研磨工具には、ナイロン６６繊維で編んだシ
ートに粒径１μｍ以下のＣｅＯ2を主成分とした希土類
元素を８０％以上含有した（残りは鉱物からの精製時の
残渣）研磨剤を付着させ、φ１５０×５０×５０ｍｍの
ディスク状に成形固化させたカップ型のフェルトバフ１
１を用いた。このフェルトバフ１１を図５に示すように
接着剤などで塩ビ製の台座１２に固定し、駆動軸１３を
マシニングセンタの研磨ヘッド部の回転軸１４に装着し
て、送り速度２ｍ／分、工具回転数１０００ｒｐｍ、切
込み量１ｍｍの研磨条件で研磨した。
【００２１】実施例４
実施例２と同じ疵取り研磨および仕上げ研磨を施したス
テンレスパイプ９を被研磨材として、図６に示すメカノ
ケミカル研磨装置を用いて準鏡面に仕上げるための光沢
研磨を行った。このメカノケミカル研磨装置は、ステン
レスパイプ９をウレタンゴム製の回転ロール１５、駆動
ロール１６および押えロール１７で固定しながら送り込
み、研磨工具１０をパイプ９に接触させて研磨する図５
と同様のカップ方式の研磨装置である。研磨液１８は、
研磨工具の内部から供給する構造となっている。
テンレスパイプ９を被研磨材として、図６に示すメカノ
ケミカル研磨装置を用いて準鏡面に仕上げるための光沢
研磨を行った。このメカノケミカル研磨装置は、ステン
レスパイプ９をウレタンゴム製の回転ロール１５、駆動
ロール１６および押えロール１７で固定しながら送り込
み、研磨工具１０をパイプ９に接触させて研磨する図５
と同様のカップ方式の研磨装置である。研磨液１８は、
研磨工具の内部から供給する構造となっている。
【００２２】研磨液１８は、濃度５ｗｔ％の硝酸水溶液
４０ＬにＣｅＯ2を主成分とした希土類元素を８０％以
上含有した研磨剤１０００ｇを均一に分散させて液温が
２５℃になるように管理しながらポンプで循環して使用
した。研磨工具には、ナイロン６６繊維で編んだシート
をφ１５０×５０×５０ｍｍのディスク状に成形固化さ
せたカップ型のフェルトバフ１１を用いた。研磨条件
は、工具回転数５００ｒｐｍ、研磨荷重２００Ｎ、送り
速度４ｍ／分、パイプ回転数５００ｒｐｍとした。
４０ＬにＣｅＯ2を主成分とした希土類元素を８０％以
上含有した研磨剤１０００ｇを均一に分散させて液温が
２５℃になるように管理しながらポンプで循環して使用
した。研磨工具には、ナイロン６６繊維で編んだシート
をφ１５０×５０×５０ｍｍのディスク状に成形固化さ
せたカップ型のフェルトバフ１１を用いた。研磨条件
は、工具回転数５００ｒｐｍ、研磨荷重２００Ｎ、送り
速度４ｍ／分、パイプ回転数５００ｒｐｍとした。
【００２３】実施例５
実施例２と同じ疵取り研磨および仕上げ研磨を施したス
テンレスパイプ９を被研磨材として、図６に示すメカノ
ケミカル研磨装置を用いて準鏡面に仕上げるための光沢
研磨を行った。研磨液１８に、濃度５ｗｔ％の硝酸水溶
液４０Ｌ、研磨工具１０にナイロン６６繊維で編んだシ
ートに、粒径１μｍ以下のＣｅＯ2を主成分とした希土
類元素を８０％以上含有した研磨剤を付着させてディス
ク状に成形固化させたカップ型のフェルトバフ１１を用
いた以外は、実施例４と同じ条件とした。
テンレスパイプ９を被研磨材として、図６に示すメカノ
ケミカル研磨装置を用いて準鏡面に仕上げるための光沢
研磨を行った。研磨液１８に、濃度５ｗｔ％の硝酸水溶
液４０Ｌ、研磨工具１０にナイロン６６繊維で編んだシ
ートに、粒径１μｍ以下のＣｅＯ2を主成分とした希土
類元素を８０％以上含有した研磨剤を付着させてディス
ク状に成形固化させたカップ型のフェルトバフ１１を用
いた以外は、実施例４と同じ条件とした。
【００２４】比較例３
比較例２と同じ疵取り研磨および仕上げ研磨を施したス
テンレスパイプ９を被研磨材として、図６に示すメカノ
ケミカル研磨装置を用いて準鏡面に仕上げるための光沢
研磨を行った。研磨液１８は、濃度５ｗｔ％の硝酸水溶
液４０Ｌに＃３０００の緑色炭化珪素（ＧＣ）の研磨剤
１０００ｇを均一に分散させて液温が２５℃になるよう
に管理した。その他の実験条件は、実施例４と同じであ
る。
テンレスパイプ９を被研磨材として、図６に示すメカノ
ケミカル研磨装置を用いて準鏡面に仕上げるための光沢
研磨を行った。研磨液１８は、濃度５ｗｔ％の硝酸水溶
液４０Ｌに＃３０００の緑色炭化珪素（ＧＣ）の研磨剤
１０００ｇを均一に分散させて液温が２５℃になるよう
に管理した。その他の実験条件は、実施例４と同じであ
る。
【００２５】評価
上記のような仕上げ研磨および光沢研磨を行ったステン
レス鋼板１またはステンレスパイプ９と、疵取り研磨後
のステンレス鋼板１を硝酸濃度１０％で２０秒浸漬した
ものについて、濃度５％、温度３５℃の食塩水を１５分
間噴霧した後、相対湿度２０％の乾燥した雰囲気中で６
０℃に１時間保持し、相対湿度９８％の湿潤雰囲気中で
５０℃に保持する塩水噴霧−乾燥−湿潤を１サイクルと
する発銹試験を５０サイクル行った。その試験結果を表
１に示す。なお、発銹試験の評価は、発銹が見られない
ものを○、赤錆の原因となるシミが発生していたものを
△、赤錆が発生していたものを×として判定した。
レス鋼板１またはステンレスパイプ９と、疵取り研磨後
のステンレス鋼板１を硝酸濃度１０％で２０秒浸漬した
ものについて、濃度５％、温度３５℃の食塩水を１５分
間噴霧した後、相対湿度２０％の乾燥した雰囲気中で６
０℃に１時間保持し、相対湿度９８％の湿潤雰囲気中で
５０℃に保持する塩水噴霧−乾燥−湿潤を１サイクルと
する発銹試験を５０サイクル行った。その試験結果を表
１に示す。なお、発銹試験の評価は、発銹が見られない
ものを○、赤錆の原因となるシミが発生していたものを
△、赤錆が発生していたものを×として判定した。
【００２６】
【００２７】発銹試験では、本発明例の何れの条件で研
磨を行っても良好な表面外観および耐食性を有したステ
ンレス鋼板１およびステンレスパイプ９が得られた。し
かし、仕上げ研磨工程の研磨ベルト６への研磨剤８を塗
布しない比較例１や、光沢研磨工程においてアルミナや
炭化珪素の砥粒を含有した固定研磨剤を使用して研磨し
た比較例２および比較例３では、ステンレス鋼表面に多
量の赤錆やシミが発生していた。このステンレス鋼１の
表面を細かく観察したところ、凹部に研磨焼け３が残存
し、その研磨焼け３を起点としてシミが発生しているこ
とがわかった。
磨を行っても良好な表面外観および耐食性を有したステ
ンレス鋼板１およびステンレスパイプ９が得られた。し
かし、仕上げ研磨工程の研磨ベルト６への研磨剤８を塗
布しない比較例１や、光沢研磨工程においてアルミナや
炭化珪素の砥粒を含有した固定研磨剤を使用して研磨し
た比較例２および比較例３では、ステンレス鋼表面に多
量の赤錆やシミが発生していた。このステンレス鋼１の
表面を細かく観察したところ、凹部に研磨焼け３が残存
し、その研磨焼け３を起点としてシミが発生しているこ
とがわかった。
【００２８】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、ステンレス鋼の表面を、弾性を有する研磨工具で研
磨する際に、Ｙ2Ｏ3やＣｅＯ2などの希土類元素酸化物
を主体とする研磨剤を研磨工具に塗布するか、あるいは
研磨工具に付着させた状態で研磨することにより、希土
類金属酸化物がステンレス鋼表面の研磨焼けの生成の抑
制および除去に有効に作用し、表面外観および耐食性の
双方に優れ、長期間にわたっての金属光沢の維持が可能
なステンレス鋼を得ることができる。
は、ステンレス鋼の表面を、弾性を有する研磨工具で研
磨する際に、Ｙ2Ｏ3やＣｅＯ2などの希土類元素酸化物
を主体とする研磨剤を研磨工具に塗布するか、あるいは
研磨工具に付着させた状態で研磨することにより、希土
類金属酸化物がステンレス鋼表面の研磨焼けの生成の抑
制および除去に有効に作用し、表面外観および耐食性の
双方に優れ、長期間にわたっての金属光沢の維持が可能
なステンレス鋼を得ることができる。
【図１】 研磨前後のステンレス鋼表面の変化を説明す
る図
る図
【図２】 本発明における研磨前後のステンレス鋼表面
の変化を説明する図
の変化を説明する図
【図３】 研磨ベルトによる研磨の概略図
【図４】 ストレート方式研磨の概略図
【図５】 カップ方式研磨の概略図
【図６】 メカノケミカル研磨装置の概略図
１：ステンレス鋼、 ２：通常の不動態皮膜、
３：Ｆｅ酸化物を多く含有した酸化皮膜、 ４：希土
類元素の酸化物層、 ５：希土類元素の酸化物により
緻密化された不動態皮膜、 ６：研磨ベルト、
７：コンタクトホイール、 ８：固定研磨剤、
９：ステンレスパイプ、 １０：フラップホイール、
１１：フェルト、 １２：台座、 １３：回転
軸、 １４：駆動軸、 １５：回転ロール、 １
６：送りロール、 １７：押えロール、１８：研磨液
３：Ｆｅ酸化物を多く含有した酸化皮膜、 ４：希土
類元素の酸化物層、 ５：希土類元素の酸化物により
緻密化された不動態皮膜、 ６：研磨ベルト、
７：コンタクトホイール、 ８：固定研磨剤、
９：ステンレスパイプ、 １０：フラップホイール、
１１：フェルト、 １２：台座、 １３：回転
軸、 １４：駆動軸、 １５：回転ロール、 １
６：送りロール、 １７：押えロール、１８：研磨液
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 原 健治
兵庫県尼崎市鶴町１番地 日新製鋼株式会
社技術研究所内
Ｆターム(参考） 3C058 AA05 AA06 AA07 AA09 AA12
AC04 CA02 CA04 CB03 CB05
DA02
Claims (2)
- 【請求項１】 ステンレス鋼表面を弾性を有する研磨工
具で研磨する際に、希土類元素酸化物を主成分とする研
磨剤を研磨工具に塗布しながら研磨することを特徴とす
るステンレス鋼の研磨方法。 - 【請求項２】 ステンレス鋼表面を弾性を有する研磨工
具で研磨する際に、希土類元素酸化物を主成分とする研
磨剤を付着させた研磨工具で研磨することを特徴とする
ステンレス鋼の研磨方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001221156A JP2003025209A (ja) | 2001-07-23 | 2001-07-23 | ステンレス鋼の研磨方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001221156A JP2003025209A (ja) | 2001-07-23 | 2001-07-23 | ステンレス鋼の研磨方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003025209A true JP2003025209A (ja) | 2003-01-29 |
Family
ID=19054868
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001221156A Pending JP2003025209A (ja) | 2001-07-23 | 2001-07-23 | ステンレス鋼の研磨方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003025209A (ja) |
Cited By (9)
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|---|---|---|---|---|
| WO2007008318A1 (en) * | 2005-07-07 | 2007-01-18 | Main Steel Polishing Company, Inc. | Faux stainless steel and method of making |
| JP2007301639A (ja) * | 2006-05-08 | 2007-11-22 | C Uyemura & Co Ltd | 研磨布及び研磨方法 |
| JP2011011327A (ja) * | 2009-07-06 | 2011-01-20 | Akira Nakajima | 耐食処理を受けたステンレス製厨房器具 |
| CN106248675A (zh) * | 2016-08-23 | 2016-12-21 | 西部金属材料股份有限公司 | 一种超导线阻隔层用铌带的组织的检验方法 |
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-
2001
- 2001-07-23 JP JP2001221156A patent/JP2003025209A/ja active Pending
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