JP2009138249A - Surface treatment method for workpiece - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、粒子をノズルから噴射させ、タイルやホーローなどの被処理物の表面に対して該粒子の一部を固着させる被処理物の表面処理方法に関する。 The present invention relates to a surface treatment method for an object to be treated in which particles are ejected from a nozzle and a part of the particles is fixed to the surface of the object to be treated such as a tile or an enamel.
被処理物の表面に、機能性を有する粒子をショットピーニング法によって固着させ、該表面に機能を付与することは周知である。 It is well known that functional particles are fixed to a surface of an object to be processed by a shot peening method to impart a function to the surface.
例えば、特開２０００−３１９１０９号には、無機系材料よりなる基材の表面に、Ａｇなどの抗菌材粒子をショットピーニングによって固着させることが開示されている。また、被処理物の表面に、スズをショットピーニングによって固着させることにより、該表面に帯電抑制機能を付与することも公知である。 For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-319109 discloses that antibacterial particles such as Ag are fixed to the surface of a base material made of an inorganic material by shot peening. It is also known that tin is fixed to the surface of an object to be processed by shot peening to impart a charge suppressing function to the surface.
上記のようにショットピーニング法によって粒子を被処理物の表面に固着させるためには、粒子の密度、粒度分布、融点等や、被処理物の表面の表面粗さ、硬度等を調整すると共に、該粒子の吐出圧、吐出量、差圧吸引空気量、該粒子を噴射するノズルと該被処理物の表面との距離、噴射時間などを調整する必要がある。これにより、該粒子と該表面との衝突時に所望の大きさの衝突エネルギーを発生させ、該粒子の一部を溶融させて該表面に固着させることができる。 In order to fix the particles to the surface of the object to be processed by the shot peening method as described above, the density, particle size distribution, melting point, etc. of the particles, the surface roughness of the surface of the object to be processed, the hardness, etc. are adjusted. It is necessary to adjust the discharge pressure of the particles, the discharge amount, the differential pressure suction air amount, the distance between the nozzle for spraying the particles and the surface of the object to be processed, the spray time, and the like. Thereby, collision energy of a desired magnitude can be generated at the time of collision between the particle and the surface, and a part of the particle can be melted and fixed to the surface.
しかしながら、粒径や密度の小さい粒子を用いる場合、粒子の流動性が低いため、粒子を噴射させるノズルを詰まらせる原因になると共に、粒子の吐出量が不安定になり、製品の性能にバラツキが生じ易くなるという問題がある。また、粒径や密度の小さい粒子を用いる場合、衝突エネルギーが不足し、これらの粒子を該被処理物の表面に十分に固着させることができないという問題がある。このため、ショットピーニングに用いられる粒子としては、粒径２０〜５００μｍ程度、密度４以上のものが用いられており、粒径４０μｍ以下の粒子や密度４以下の粒子を用いてショットピーニングを行うことは困難であった。 However, when particles having a small particle size or density are used, the fluidity of the particles is low, which may cause clogging of the nozzle that injects the particles, and the discharge amount of the particles becomes unstable, resulting in variations in product performance. There is a problem that it tends to occur. Further, when particles having a small particle size or density are used, there is a problem that the collision energy is insufficient, and these particles cannot be sufficiently fixed to the surface of the object to be processed. For this reason, particles used for shot peening are those having a particle size of about 20 to 500 μm and a density of 4 or more, and shot peening is performed using particles having a particle size of 40 μm or less or particles having a density of 4 or less. Was difficult.
また、噴射させた粒子は、該表面との衝突によって変形したり、粒子の一部が溶融して被処理物の表面に固着したりするため、形状がいびつなものとなる。このいびつな形状となった粒子を回収して繰り返し使用する場合、形状がいびつであるために粒子の流動性が低下し、ノズルや配管等を詰まらせる原因となると共に、該粒子の吐出量が不安定になり、製品の性能にバラツキが生じ易くなるという問題がある。 Further, the ejected particles are deformed by collision with the surface, or part of the particles are melted and fixed to the surface of the object to be processed, so that the shape is distorted. When the irregularly shaped particles are collected and repeatedly used, the fluidity of the particles is reduced due to the irregular shape, which causes clogging of nozzles and pipes and the discharge amount of the particles. There is a problem that it becomes unstable and the product performance is likely to vary.
さらに、粒子の噴射によって表面に固着させた固着物の中には、固着力の弱いものも存在する。この固着力の弱い固着物を有する製品は、使用時に固着物の脱落量が多くなり、製品性能にバラツキが生じるという問題がある。
本発明は、粒径や密度の小さい粒子を用いる場合であっても、性能にバラツキの少ない製品を得ることが可能な被処理物の表面処理方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a surface treatment method for an object to be processed, which can obtain a product with little variation in performance even when particles having a small particle size or density are used.
本発明（請求項１）の被処理物の表面処理方法は、粒子をノズルから噴射させ、被処理物の表面に該粒子の一部を固着させる被処理物の表面処理方法において、該粒子は、該表面との衝突により、少なくとも一部が溶融して該表面に固着する第１の粒子と、該表面と衝突しても溶融して固着することのない第２の粒子とを含む混合粒子であることを特徴とするものである。 In the surface treatment method of an object to be treated according to the present invention (Claim 1), in the surface treatment method of an object to be treated, particles are ejected from a nozzle and a part of the particles is fixed to the surface of the object to be treated. , Mixed particles comprising first particles that are at least partially melted and fixed to the surface by collision with the surface, and second particles that are not melted and fixed even when collided with the surface It is characterized by being.
請求項２の被処理物の表面処理方法は、請求項１において、前記ノズルから噴射させた前記混合粒子を回収し、繰り返し該ノズルから噴射させることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a surface treatment method for an object according to the first aspect, wherein the mixed particles ejected from the nozzle are collected and repeatedly ejected from the nozzle.
請求項３の被処理物の表面処理方法は、請求項１又は２において、前記混合粒子は、安息角が２５〜４５°であることを特徴とする。 The surface treatment method for an object to be treated according to claim 3 is characterized in that, in claim 1 or 2, the mixed particles have an angle of repose of 25 to 45 °.
請求項４の被処理物の表面処理方法は、請求項１ないし３のいずれか１項において、前記第２の粒子は、前記表面よりも硬度が高いことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a surface treatment method for an object according to any one of the first to third aspects, wherein the second particles have higher hardness than the surface.
請求項５の被処理物の表面処理方法は、請求項１ないし４のいずれか１項において、前記混合粒子を前記表面に噴射させる前に、前記表面の表面粗さを大きくする前処理工程を行うことを特徴とする。
The surface treatment method for an object to be treated according to
請求項６の被処理物の表面処理方法は、請求項５において、前記第２の粒子は前記表面よりも高硬度であり、前記前処理工程において、該第２の粒子をノズルから噴射させることにより、該表面の表面粗さを大きくすることを特徴とする。
The surface treatment method for an object to be treated according to claim 6 is the method according to
請求項７の被処理物の表面処理方法は、請求項５において、前記前処理工程において、前記表面をブラシで擦ることにより、該表面の表面粗さを大きくすることを特徴とする。 The surface treatment method for an object to be treated according to claim 7 is characterized in that, in the pretreatment step, the surface roughness of the surface is increased by rubbing the surface with a brush in the pretreatment step.
請求項８の被処理物の表面処理方法は、請求項１ないし７のいずれか１項において、前記第１の粒子は平均粒径１００μｍ以下の粒子であり、前記第２の粒子は平均粒径２０〜４００μｍの樹脂ビーズ及びガラスビーズであることを特徴とする。 The surface treatment method for an object to be treated according to claim 8 is the method according to any one of claims 1 to 7, wherein the first particles are particles having an average particle size of 100 μm or less, and the second particles are average particles. It is characterized by being 20-400 μm resin beads and glass beads.
請求項９の被処理物の表面処理方法は、請求項１ないし８のいずれか１項において、前記表面に前記混合粒子を噴射させる際に、該表面及び／又は該混合粒子を加熱することを特徴とする。 The surface treatment method for an object to be treated according to claim 9 is the method according to any one of claims 1 to 8, wherein when the mixed particles are sprayed onto the surface, the surface and / or the mixed particles are heated. Features.
本発明（請求項１）によると、第１の粒子と第２の粒子の混合粒子をノズルから噴射させる。このため、要求される性能を付与する等のために、被処理物の表面に固着させる第１の粒子の粒径や密度を小さくする必要がある場合であっても、第２の粒子の粒径や密度を調整することにより、該混合粒子の流動性を高くすることができる。これにより、混合粒子を噴射させるノズルを詰まらせることを回避することができると共に、混合粒子の吐出量を安定させ、製品の性能のバラツキを少なくすることができる。 According to the present invention (Claim 1), the mixed particles of the first particles and the second particles are ejected from the nozzle. For this reason, even when it is necessary to reduce the particle size or density of the first particles to be fixed to the surface of the object to be processed, the second particle size The fluidity of the mixed particles can be increased by adjusting the diameter and density. Thereby, it is possible to avoid clogging the nozzle for injecting the mixed particles, to stabilize the discharge amount of the mixed particles, and to reduce the variation in the performance of the product.
本発明において、ノズルから噴射させた混合粒子を回収し、繰り返し該ノズルから噴射させてもよい。この場合、第２の粒子として、被処理物の表面との衝突による変形量の少ない粒子を用いることにより、第１の粒子が被処理物の表面との衝突時にいびつに変形することに起因する混合粒子の流動性の低下を抑制することができる。 In the present invention, the mixed particles ejected from the nozzle may be collected and repeatedly ejected from the nozzle. In this case, the use of particles having a small amount of deformation due to collision with the surface of the object to be processed as the second particles results in deformation of the first particles into an irregular shape at the time of collision with the surface of the object to be processed. A decrease in fluidity of the mixed particles can be suppressed.
なお、該混合粒子を繰り返し使用する場合、第１の粒子の一部が被処理物の表面に固着し、混合粒子中の第１の粒子の割合が低下するため、回収した混合粒子に第１の粒子を追加混合してもよい。これにより、第１の粒子の固着量の低下を抑制することができる。逆に、回収した混合粒子に第２の粒子を追加混合し、混合粒子中における第２の粒子の割合を増加させてもよい。この場合、第１の粒子がいびつに変形することによる混合粒子の流動性の低下が、第２の粒子の追加混合によって緩和され、その結果、混合粒子の流動性の低下によるノズルや配管等の詰まりを回避することができる。 When the mixed particles are used repeatedly, a part of the first particles adheres to the surface of the object to be processed, and the ratio of the first particles in the mixed particles decreases. The particles may be additionally mixed. Thereby, the fall of the fixed amount of 1st particle | grains can be suppressed. Conversely, the second particles may be added to the collected mixed particles to increase the ratio of the second particles in the mixed particles. In this case, the lowering of the fluidity of the mixed particles due to the deformation of the first particles is mitigated by the additional mixing of the second particles. As a result, the nozzles, pipes, etc. due to the lowering of the fluidity of the mixed particles Clogging can be avoided.
本発明において、混合粒子は、安息角が２５〜４５°であることが好ましい。かかる範囲内の混合粒子は、ノズルから噴射させるときの吐出量が安定したものとなる。 In the present invention, the mixed particles preferably have an angle of repose of 25 to 45 °. The mixed particles in such a range have a stable discharge amount when ejected from the nozzle.
本発明において、第２の粒子は、被処理物の表面よりも高硬度であってもよい。この場合、第２の粒子が該表面に衝突することによって該表面の表面粗さが大きくなり、その結果、第１の粒子が該表面に固着し易くなる。 In the present invention, the second particles may have a higher hardness than the surface of the workpiece. In this case, the surface roughness of the surface is increased by the collision of the second particles with the surface, and as a result, the first particles are easily fixed to the surface.
本発明において、この混合粒子を表面に噴射させるよりも前に、該表面の表面粗さを大きくする前処理工程を行ってもよい。これにより、次いで混合粒子を噴射させるときに、該混合粒子中の第１の粒子が該表面に固着し易くなる。 In the present invention, a pretreatment step for increasing the surface roughness of the surface may be performed before the mixed particles are jetted onto the surface. Accordingly, when the mixed particles are subsequently ejected, the first particles in the mixed particles are easily fixed to the surface.
なお、この前処理工程において、第２の粒子をノズルから噴射させることにより、該表面の表面粗さを大きくしてもよい。 In this pretreatment step, the surface roughness of the surface may be increased by spraying the second particles from the nozzle.
本発明において、第１の粒子を平均粒径４０μｍ以下の粒子とし、第２の粒子を平均粒径５０〜２００μｍの樹脂ビーズとしてもよい。この場合、第１の粒子は樹脂ビーズに付着し、該樹脂ビーズと共に噴射されることから、第１の粒子を単独で噴射させる場合よりも噴射速度が大きくなる。その結果、該第１の粒子が高速で被処理物の表面に衝突して溶融し、該表面に強固に固着される。なお、第１の粒子が樹脂ビーズに付着する理由は、第１の粒子と樹脂ビーズとの混合等のときに樹脂ビーズが帯電することなどに起因すると考えられる。 In the present invention, the first particles may be particles having an average particle size of 40 μm or less, and the second particles may be resin beads having an average particle size of 50 to 200 μm. In this case, since the first particles adhere to the resin beads and are ejected together with the resin beads, the ejection speed is higher than that when the first particles are ejected alone. As a result, the first particles collide with the surface of the object to be processed at high speed and melt, and are firmly fixed to the surface. The reason why the first particles adhere to the resin beads is thought to be due to charging of the resin beads during mixing of the first particles and the resin beads.
本発明において、被処理物の表面に混合粒子を噴射させる際に、該表面及び／又は該混合粒子を加熱してもよい。この場合、第１の粒子の固着量が増加する。 In the present invention, when the mixed particles are sprayed onto the surface of the object to be processed, the surface and / or the mixed particles may be heated. In this case, the fixed amount of the first particles increases.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。第１図は実施の形態に係る被処理物の表面処理方法に適用される装置の模式図、第２図は第１図の被処理物５の表面の断面図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram of an apparatus applied to a surface treatment method for an object to be treated according to an embodiment, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the surface of the object to be treated 5 in FIG.
貯留タンク１の側面とノズル２の側面とが、粒子供給用ホース３によって接続されている。このノズル２の基端側に、高圧エア用ホース４が接続されている。該ノズル２の下方に、被処理物５が配置されている。 A side surface of the storage tank 1 and a side surface of the nozzle 2 are connected by a particle supply hose 3. A high-pressure air hose 4 is connected to the base end side of the nozzle 2. An object to be processed 5 is disposed below the nozzle 2.
なお、この貯留タンク１内には、第１の粒子と第２の粒子との混合粒子が貯留されている。 In the storage tank 1, mixed particles of the first particles and the second particles are stored.
第１の粒子としては、被処理物５の表面に向けて噴射したときに、該表面との衝突時の衝突エネルギーによって溶融し、該表面に固着して所望の機能を付与するものが用いられる。この第１の粒子は、該表面に付与すべき機能によって適宜選択される。
As the first particles, particles that are melted by the collision energy at the time of collision with the surface when sprayed toward the surface of the
例えば、該表面に抗菌機能を付与する場合には、第１の粒子として、Ａｇ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ａｕ、これら金属の化合物及びこれら金属又は化合物を担体に担持したものよりなる群の少なくとも一種が好適に用いられる。特に好ましくは、銀合金として、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｐｔ等とＡｇとからなる銀合金などが用いられる。また、該表面に帯電抑制機能を付与する場合には、第１の粒子として、特にＳｎが有効である。 For example, in the case of imparting an antibacterial function to the surface, as the first particles, Ag, Cu, Zn, Ni, Co, Fe, Au, a compound of these metals, and those carrying these metals or compounds on a carrier At least one member of the group is preferably used. Particularly preferably, a silver alloy composed of Zn, Cu, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Sn, Mg, Al, Pd, Au, Pt or the like and Ag is used as the silver alloy. In addition, Sn is particularly effective as the first particle when imparting a charge suppressing function to the surface.
この第１の粒子の粒径は、例えば１０〜３０００μｍ、特に２０〜５００μｍである。この粒子の密度は、たとえば２．６〜２２、特に７〜１２である。 The particle diameter of the first particles is, for example, 10 to 3000 μm, particularly 20 to 500 μm. The density of the particles is, for example, 2.6-22, in particular 7-12.
第２の粒子は、被処理物５の表面に噴射させても溶融せず、該表面に固着しないものであれば特に制限は無く、例えば、ガラスビーズ、プラスチックビーズ、セラミックビーズ、金属粒子などが用いられる。
The second particles are not particularly limited as long as they are not melted even when sprayed onto the surface of the
ガラスビーズの材質としては、例えば、珪酸アルカリ系ガラス、無アルカリ系ガラス、石英ガラス、ソーダ石灰ガラス等が用いられる。プラスチックビーズとしては、例えば、ナイロンビーズ、ポリカーボネートビーズ等が用いられる。金属粒子としては、例えば、Ｔｉ、Ｗなどが用いられる。セラミックビーズとしては、ジルコンビーズ、ジルコニアビーズなどが用いられる。 Examples of the material of the glass beads include alkali silicate glass, non-alkali glass, quartz glass, soda lime glass, and the like. Examples of the plastic beads include nylon beads and polycarbonate beads. For example, Ti, W, or the like is used as the metal particles. As the ceramic beads, zircon beads, zirconia beads and the like are used.
この第２の粒子の粒径は、例えば１０〜３０００μｍ、特に２０〜１０００μｍである。この粒子の密度は、たとえば０．９〜２２、特に０．９〜９である。 The particle size of the second particles is, for example, 10 to 3000 μm, particularly 20 to 1000 μm. The density of the particles is, for example, 0.9 to 22, particularly 0.9 to 9.
混合粒子は、安息角が２５〜４５°特に３０〜４０°であることが好ましい。かかる範囲内の混合粒子は、ノズルから噴射させるときの吐出量が安定したものとなる。 The mixed particles preferably have an angle of repose of 25 to 45 °, particularly 30 to 40 °. The mixed particles in such a range have a stable discharge amount when ejected from the nozzle.
このように構成された装置を用いて被処理物の表面を表面処理する際には、高圧エア用ホース４からノズル２に高圧エアを供給する。これにより、貯留タンク１内の混合粒子が粒子供給用ホース３を介して該ノズル２内に吸引され、該混合粒子が該高圧エアによって該ノズル２の先端から被処理物５の表面に向けて噴射される。
When surface-treating the surface of the workpiece using the apparatus configured as described above, high-pressure air is supplied from the high-pressure air hose 4 to the nozzle 2. As a result, the mixed particles in the storage tank 1 are sucked into the nozzle 2 through the particle supply hose 3, and the mixed particles are directed from the tip of the nozzle 2 toward the surface of the
噴射された混合粒子は、該被処理物５の表面に衝突する。このとき、該混合粒子中の第１の粒子は、該表面との衝突エネルギーによって一部が溶融し、該表面に固着する。
The ejected mixed particles collide with the surface of the
これに対し、混合粒子中の第２の粒子は、該被処理物５の表面との衝突エネルギーによっても溶融することがなく、該表面に固着することがない。
On the other hand, the second particles in the mixed particles are not melted by the collision energy with the surface of the
このようにして、被処理物の表面に第１の粒子の一部が固着され、この固着物に起因する機能が該表面に付与される。 Thus, a part of 1st particle | grains adhere to the surface of a to-be-processed object, and the function resulting from this fixed object is provided to this surface.
本実施の形態にあっては、第１の粒子及び第２の粒子よりなる混合粒子を被処理物の表面に噴射させるため、第１の粒子のみを噴射させる場合と比べて、多様な性状の粒子を被処理物の表面に固着させることができる。 In the present embodiment, since mixed particles composed of the first particles and the second particles are sprayed onto the surface of the object to be processed, compared with the case where only the first particles are sprayed, various properties are obtained. The particles can be fixed to the surface of the workpiece.
即ち、第１の粒子は、被処理物の表面に所望の性能を付与すること等のために、粒径や密度を小さくする等の性状の制限を受けることになり、その結果、第１の粒子の流動性が極めて低くなることがある。この流動性の極めて低い第１の粒子を単独で用いる場合、ノズル２や粒子供給用ホース３等を詰まらせ、表面処理を行うことが困難となる。しかしながら、本実施の形態では、混合粒子中に第２の粒子が含まれているため、この第２の粒子の材質、粒径、密度等の性状を適宜選択し、混合粒子の流動性を高くすることができる。このように、混合粒子の流動性を高めることにより、ノズル２や粒子供給用ホース３等の詰まりを回避することができると共に、混合粒子の吐出量を安定させ、製品の性能のバラツキを少なくすることができる。 That is, the first particles are subject to property restrictions such as reducing the particle size and density in order to impart desired performance to the surface of the object to be processed. As a result, the first particles The fluidity of the particles can be very low. When the first particles having extremely low fluidity are used alone, it becomes difficult to clog the nozzle 2, the particle supply hose 3 and the like and perform the surface treatment. However, in the present embodiment, since the mixed particles contain the second particles, the properties of the second particles such as the material, particle size, density, etc. are appropriately selected to increase the fluidity of the mixed particles. can do. Thus, by increasing the fluidity of the mixed particles, clogging of the nozzle 2 and the particle supply hose 3 can be avoided, the discharge amount of the mixed particles is stabilized, and the variation in product performance is reduced. be able to.
なお、被処理物の表面に固着した第１の粒子の固着物の一部に、固着力の弱いものが存在することがあり、これが性能のバラツキの原因となることがある。しかしながら、この固着力の弱い固着物は、第２の粒子が該表面に衝突するときの衝撃によって除去されるため、この表面処理された被処理物を製品として使用する際に第１の粒子が脱落する量が少なくなり、その結果、製品性能のバラツキが少なくなる。特に、この第２の粒子が固着力の弱い固着物を除去する効果は、第１の粒子の粒径や密度が小さいときに高くなる。即ち、第１の粒子の粒径や密度が小さい場合、第１の粒子が表面に衝突するときの衝撃は小さいため、この衝撃では固着力の弱い固着物を除去することが困難である。しかし、第２の粒子の粒径や密度を大きくすることにより、第２の粒子が表面に衝突するときの衝撃力を大きくすることができ、その結果、固着力の弱い固着物を除去することができる。 Note that some of the first particles fixed to the surface of the object to be processed may have a weak fixing force, which may cause variation in performance. However, since the adhering material having a weak adhering force is removed by an impact when the second particle collides with the surface, the first particle is used when the surface-treated object is used as a product. The amount of dropout is reduced, resulting in less variation in product performance. In particular, the effect that the second particles remove the fixed matter having a weak fixing force is enhanced when the particle size and density of the first particles are small. That is, when the particle size and density of the first particles are small, the impact when the first particles collide with the surface is small, so that it is difficult to remove the fixed matter having a weak fixing force. However, by increasing the particle size and density of the second particles, it is possible to increase the impact force when the second particles collide with the surface, and as a result, to remove the fixed matter having a weak fixing force. Can do.
また、この第２の粒子は、固着力の弱い固着物に衝突することにより、該固着物の固着量を向上させるという効果もある。 Further, the second particles also have an effect of improving the amount of fixation of the fixed matter by colliding with the fixed matter having a weak fixing force.
即ち、第２図において、被処理物５の表面の凹部６に、第１の粒子の一部が溶融して固着してなる固着物７が存在している。この固着物７に第２の粒子が衝突することにより、該固着物７が凹部６の奥まで押し込まれ、これによって固着物７が該凹部６に強固に固着する。
That is, in FIG. 2, there are fixed objects 7 formed by melting and fixing a part of the first particles in the recesses 6 on the surface of the
上記の実施の形態は本発明の一例であり、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。 The above embodiment is an example of the present invention, and the present invention is not limited to the above embodiment.
例えば、混合粒子を繰り返し使用してもよい。即ち、ノズル２から被処理物に向けて噴射させた混合粒子を、スクリューコンベア等を用いて貯留タンク１に回収し、該混合粒子を繰り返し該ノズル２から噴射させてもよい。第１の粒子は、被処理物の表面との衝突で変形したり、その一部が被処理物の表面に溶融固着したりするため、再使用する第１の粒子は形状がいびつなものとなり、その結果、第１の粒子の流動性は低下する。しかしながら、再使用する混合粒子には第２の粒子も含まれているため、この第２の粒子として衝突による変形の少ないものを用いることにより、混合粒子全体としての流動性の低下を抑制することができる。 For example, mixed particles may be used repeatedly. In other words, the mixed particles sprayed from the nozzle 2 toward the object to be processed may be collected in the storage tank 1 using a screw conveyor or the like, and the mixed particles may be repeatedly sprayed from the nozzle 2. Since the first particles are deformed by collision with the surface of the object to be processed, or a part of the first particles are melted and fixed to the surface of the object to be processed, the first particles to be reused have an irregular shape. As a result, the fluidity of the first particles decreases. However, since the mixed particles to be reused also contain the second particles, the use of particles that are less deformed by collision as the second particles suppresses the decrease in fluidity of the mixed particles as a whole. Can do.
このように混合粒子を繰り返し使用する場合、第１の粒子の一部が被処理物の表面に固着し、混合粒子中の第１の粒子の割合が低下するため、回収した混合粒子に第１の粒子を追加混合してもよい。これにより、第１の粒子の固着量の低下を抑制することができる。逆に、回収した混合粒子に第２の粒子を追加混合し、混合粒子中における第２の粒子の割合を増加させてもよい。この場合、第１の粒子がいびつに変形することによる混合粒子の流動性の低下が、第２の粒子の追加混合によって緩和され、その結果、ノズルや配管等の詰まりを回避することができる。 When the mixed particles are used repeatedly as described above, a part of the first particles adheres to the surface of the object to be processed, and the ratio of the first particles in the mixed particles decreases. The particles may be additionally mixed. Thereby, the fall of the fixed amount of 1st particle | grains can be suppressed. Conversely, the second particles may be added to the collected mixed particles to increase the ratio of the second particles in the mixed particles. In this case, the decrease in the fluidity of the mixed particles due to the deformation of the first particles is mitigated by the additional mixing of the second particles, and as a result, clogging of the nozzles and pipes can be avoided.
第２の粒子は、被処理物の表面よりも高硬度であってもよい。この場合、第２の粒子が該表面に衝突することによって該表面の表面粗さが大きくなり、その結果、第１の粒子が該表面に固着し易くなる。 The second particles may have a higher hardness than the surface of the workpiece. In this case, the surface roughness of the surface is increased by the collision of the second particles with the surface, and as a result, the first particles are easily fixed to the surface.
この混合粒子を被処理物の表面に噴射させるよりも前に、該表面の表面粗さを大きくする前処理工程を行ってもよい。これにより、次いで混合粒子を噴射させるときに、該混合粒子中の第１の粒子が固着し易くなる。 Prior to spraying the mixed particles onto the surface of the object to be processed, a pretreatment step for increasing the surface roughness of the surface may be performed. Thereby, when the mixed particles are subsequently ejected, the first particles in the mixed particles are easily fixed.
なお、この前処理工程において、第２の粒子をノズルから噴射させることにより、該表面の表面粗さを大きくしてもよい。 In this pretreatment step, the surface roughness of the surface may be increased by spraying the second particles from the nozzle.
第１の粒子を平均粒径４０μｍ以下の粒子とし、第２の粒子を平均粒径５０〜２００μｍの樹脂ビーズとしてもよい。この場合、第１の粒子は樹脂ビーズに付着し、該樹脂ビーズと共に噴射されることから、第１の粒子単独で噴射される場合よりも噴射速度が大きくなる。その結果、該第１の粒子が高速で被処理物の表面に衝突して溶融し、該表面に強固に固着される。なお、第１の粒子が樹脂ビーズに付着する理由は、第１の粒子と樹脂ビーズとの混合等のときに樹脂ビーズが帯電することなどに起因すると考えられる。 The first particles may be particles having an average particle diameter of 40 μm or less, and the second particles may be resin beads having an average particle diameter of 50 to 200 μm. In this case, since the first particles adhere to the resin beads and are ejected together with the resin beads, the ejection speed is higher than that when the first particles are ejected alone. As a result, the first particles collide with the surface of the object to be processed at high speed and melt, and are firmly fixed to the surface. The reason why the first particles adhere to the resin beads is thought to be due to charging of the resin beads during mixing of the first particles and the resin beads.
被処理物の表面に混合粒子を噴射させる際に、該表面及び／又は該混合粒子を加熱してもよい。この場合、第１の粒子の固着量を増大させることができる。加熱温度は、５０〜５００℃、特に１００〜３００℃が好ましい。 When the mixed particles are sprayed onto the surface of the workpiece, the surface and / or the mixed particles may be heated. In this case, the fixed amount of the first particles can be increased. The heating temperature is preferably 50 to 500 ° C, particularly preferably 100 to 300 ° C.
以下に、実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples.
実施例１
以下の第１の粒子と第２の粒子とを質量比で１：１の割合で混合し、混合粒子としたものをショット粒子として用いた。
Example 1
The following first particles and second particles were mixed at a mass ratio of 1: 1, and mixed particles were used as shot particles.
第１の粒子：株式会社シンコーフレックス社製リサイクル銀粒子「ＡｇＦＫ−ＨＴ」、
平均粒径２５μｍ、密度１０．２ｇ／ｃｍ３
第２の粒子：不二製作所製ガラスビーズ「フジガラスビーズ＃８００」、
平均粒径２５μｍ、密度２．５ｇ／ｃｍ３
First particles: Recycled silver particles “AgFK-HT” manufactured by Shinko Flex Co., Ltd.
Average particle size 25 μm, density 10.2 g / cm 3
Second particle: Fuji Glass Glass Beads “Fuji Glass Beads # 800”
Average particle size 25 μm, density 2.5 g / cm 3
また、被処理物として、以下のものを用いた。 Moreover, the following were used as a to-be-processed object.
被処理物：ＩＮＡＸ社製タイル「デザレートコットＩＦ−３００／ＤＣ−２１」
寸法：１５０ｍｍ×１００ｍｍに切断、表面粗さ０．１８ｍｍ
Object to be treated: INAX company tile "Desarate cot IF-300 / DC-21"
Dimensions: Cut to 150mm x 100mm, surface roughness 0.18mm
この被処理物に対し、このショット粒子を用いて以下の条件でショットピーニングを行った。 Shot peening was performed on the workpiece using the shot particles under the following conditions.
混合粒子の吐出圧：０．６ＭＰａ
混合粒子の吐出量：１００ｇ／ｍｉｎ
ノズルと被処理物との距離：１６ｃｍ
噴射時間：９ｓ／枚
Discharge pressure of mixed particles: 0.6 MPa
Discharge rate of mixed particles: 100 g / min
Distance between nozzle and workpiece: 16cm
Injection time: 9s / sheet
上記の通り表面処理された試料について、第１図の貯蔵タンクの吐出物の３０秒間の吐出による吐出物の減量を測定し、１分間の吐出量に換算し、初期吐出量とした。また、３０分間被対象物を停止させ３０分間循環しながら吐出し、上記と同様に貯蔵タンクの吐出物の３０秒間の吐出による吐出物の減量を測定し、１分間の吐出量に換算し、３０分間循環後の吐出量とした。輝度及び色を利用した１５０倍の顕微鏡にて一定面積（２．８ｍｍ２）の第１粒子の固着面積を測定し、第１粒子の付着量として算出した。その結果を表１に示した。 With respect to the sample surface-treated as described above, the amount of discharge of the discharge from the storage tank of FIG. 1 due to discharge for 30 seconds was measured and converted to a discharge of 1 minute to obtain the initial discharge. In addition, the object is stopped for 30 minutes and discharged while circulating for 30 minutes, and the amount of discharge by discharge for 30 seconds of the discharge from the storage tank is measured in the same manner as described above, and converted into a discharge amount for 1 minute, It was set as the discharge amount after circulation for 30 minutes. The fixed area of the first particles having a constant area (2.8 mm 2 ) was measured with a 150 × microscope using luminance and color, and calculated as the adhesion amount of the first particles. The results are shown in Table 1.
実施例２
第２の粒子として以下の粒子を用い、第１の粒子と第２の粒子の質量比を１：１としたこと以外は実施例１と同様にして実験を行い、その結果を表１に示した。
Example 2
Experiments were performed in the same manner as in Example 1 except that the following particles were used as the second particles, and the mass ratio of the first particles to the second particles was 1: 1, and the results are shown in Table 1. It was.
第２の粒子：不二製作所製ナイロン粒子「フジナイロンビーズ」、
平均粒径２００μｍ、密度１．１ｇ／ｃｍ３
Second particles: Nylon particles from Fuji Seisakusho "Fuji nylon beads"
Average particle size 200 μm, density 1.1 g / cm 3
比較例１
ショット粒子として第１の粒子を単独で用いたこと以外は実施例１と同様にして実験を行い、その結果を表１に示した。
Comparative Example 1
The experiment was performed in the same manner as in Example 1 except that the first particles were used alone as the shot particles, and the results are shown in Table 1.
実施例３
以下の第１の粒子と第２の粒子とを質量比で１：１の割合で混合し、混合粒子としたものをショット粒子として用いた。
Example 3
The following first particles and second particles were mixed at a mass ratio of 1: 1, and mixed particles were used as shot particles.
第１の粒子：高純度化学研究所製Ｃｕ粒子「ＣＵＥ０３ＰＢ」、
平均粒径３０μｍ、密度８．９ｇ／ｃｍ３
第２の粒子：不二製作所製ナイロン粒子「フジナイロンビーズ」、
平均粒径２００μｍ、密度１．１ｇ／ｃｍ３
First particle: Cu particle “CUE03PB” manufactured by High Purity Chemical Laboratory,
Average particle size 30 μm, density 8.9 g / cm 3
Second particles: Nylon particles from Fuji Seisakusho "Fuji nylon beads"
Average particle size 200 μm, density 1.1 g / cm 3
また、被処理物として、以下のものを用いた。 Moreover, the following were used as a to-be-processed object.
被処理物：ＩＮＡＸ社製タイル「テザレートコット「ＩＦ−３００／ＤＣ−２１」
寸法：１５０ｍｍ×１００ｍｍに切断、表面粗さ０．１８ｍｍ
Object to be treated: Tile made by INAX "Tethered cot" IF-300 / DC-21 "
Dimensions: Cut to 150mm x 100mm, surface roughness 0.18mm
この被処理物に対し、このショット粒子を用いて以下の条件でショットピーニングを行った。 Shot peening was performed on the workpiece using the shot particles under the following conditions.
混合粒子の吐出圧：０．６ＭＰａ
ノズルと被処理物との距離：２０ｃｍ
噴射時間：９ｓ／枚
Discharge pressure of mixed particles: 0.6 MPa
Distance between nozzle and workpiece: 20cm
Injection time: 9s / sheet
上記の通り表面処理された試料について、第１図の貯蔵タンクの吐出物の３０秒間の吐出による吐出物の減量を測定し、１分間の吐出量に換算し、初期吐出量とした。また、３０分間被対象物を停止させ３０分間循環しながら吐出し、上記と同様に貯蔵タンクの吐出物の３０秒間の吐出による吐出物の減量を測定し、１分間の吐出量に換算し、３０分間循環後の吐出量とした。輝度及び色を利用した１５０倍の顕微鏡にて一定面積（２．８ｍｍ２）の第１粒子の固着面積を測定し、第１粒子の付着量として算出した。その結果を表１に示した。 With respect to the sample surface-treated as described above, the amount of discharge of the discharge from the storage tank of FIG. 1 due to discharge for 30 seconds was measured and converted to a discharge of 1 minute to obtain the initial discharge. In addition, the object is stopped for 30 minutes and discharged while circulating for 30 minutes, and the amount of discharge by discharge for 30 seconds of the discharge from the storage tank is measured in the same manner as described above, and converted into a discharge amount for 1 minute, It was set as the discharge amount after circulation for 30 minutes. The fixed area of the first particles having a constant area (2.8 mm 2 ) was measured with a 150 × microscope using luminance and color, and calculated as the adhesion amount of the first particles. The results are shown in Table 1.
比較例２
ショット粒子として第１の粒子を単独で用いたこと以外は実施例３と同様にして実験を行い、その結果を表１に示した。
Comparative Example 2
The experiment was performed in the same manner as in Example 3 except that the first particles were used alone as the shot particles, and the results are shown in Table 1.
実施例４
以下の第１の粒子と第２の粒子とを質量比１：３の割合で混合し、混合粒子としたものをショット粒子として用いた。
第１の粒子：高純度化学研究所製ＴｉＯ２「ＴＩＯ０３ＧＢ」
（二酸化チタン粒状の粉砕物）、平均粒径１００μｍ、
密度４．２ｇ／ｃｍ３
第２の粒子：不二製作所製ナイロン樹脂粒子「フジナイロンビーズ」、
平均粒径２００μｍ、密度１．１ｇ／ｃｍ３
Example 4
The following first particles and second particles were mixed at a mass ratio of 1: 3, and mixed particles were used as shot particles.
First particle: TiO 2 "TIO03GB" manufactured by High Purity Chemical Laboratory
(Titanium dioxide granular pulverized product), average particle size 100 μm,
Density 4.2 g / cm 3
Second particle: Fuji resin nylon resin particle “Fuji nylon beads”,
Average particle size 200 μm, density 1.1 g / cm 3
また、被処理物として、以下のものを用いた。 Moreover, the following were used as a to-be-processed object.
被処理物：ＩＮＡＸ社製タイル「テザレートコットＩＦ−３００／ＤＣ−２１」
寸法：１５０ｍｍ×１００ｍｍに切断、表面粗さ０．１８ｍｍ
Object to be processed: INAX company tile "Tethered cot IF-300 / DC-21"
Dimensions: Cut to 150mm x 100mm, surface roughness 0.18mm
この被処理物に対し、このショット粒子を用いて以下の条件でショットピーニングを行った。 Shot peening was performed on the workpiece using the shot particles under the following conditions.
混合粒子の吐出圧：０．６ＭＰａ
ノズルと被処理物との距離：２０ｃｍ
噴射時間：９ｓ／枚
Discharge pressure of mixed particles: 0.6 MPa
Distance between nozzle and workpiece: 20cm
Injection time: 9s / sheet
上記の通り表面処理された試料について、第１図の貯蔵タンクの吐出物の３０秒間の吐出による吐出物の減量を測定し、１分間の吐出量に換算し、初期吐出量とした。また、３０分間被対象物を停止させ３０分間循環しながら吐出し、上記と同様に貯蔵タンクの吐出物の３０秒間の吐出による吐出物の減量を測定し、１分間の吐出量に換算し、３０分間循環後の吐出量とした。輝度及び色を利用した１５０倍の顕微鏡にて一定面積（２．８ｍｍ２）の第１粒子の固着面積を測定し、第１粒子の付着量として算出した。その結果を表１に示した。 With respect to the sample surface-treated as described above, the amount of discharge of the discharge from the storage tank of FIG. 1 due to discharge for 30 seconds was measured and converted to a discharge of 1 minute to obtain the initial discharge. In addition, the object is stopped for 30 minutes and discharged while circulating for 30 minutes, and the amount of discharge by discharge for 30 seconds of the discharge from the storage tank is measured in the same manner as described above, and converted into a discharge amount for 1 minute, It was set as the discharge amount after circulation for 30 minutes. The fixed area of the first particles having a constant area (2.8 mm 2 ) was measured with a 150 × microscope using luminance and color, and calculated as the adhesion amount of the first particles. The results are shown in Table 1.
比較例３
ショット粒子として第１の粒子を単独で用いたこと以外は実施例４と同様にして実験を行い、その結果を表１に示した。
Comparative Example 3
The experiment was performed in the same manner as in Example 4 except that the first particles were used alone as the shot particles, and the results are shown in Table 1.
＜結果＞
実施例１〜４及び比較例３から、以下のことが明らかになった。
<Result>
From Examples 1 to 4 and Comparative Example 3, the following became clear.
第１の粒子に、流動性の高い第２の粒子を混合し、安息角を低くすることにより、第１の粒子の吐出量が増大し、第１の粒子の被処理物への固着量を増加させ、循環運転による流動性の悪化による吐出量の減少幅を少なくすることができた。 By mixing the first particles with the second particles having high fluidity and lowering the angle of repose, the discharge amount of the first particles is increased, and the amount of the first particles fixed to the object to be processed is increased. The amount of decrease in the discharge amount due to the deterioration of the fluidity due to the circulation operation can be reduced.
１ 貯留タンク
２ ノズル
３ 粒子供給用ホース
４ 高圧エア用ホース
５ 被処理物
６ 凹部
７ 第１の粒子の固着物
８ 第２の粒子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Storage tank 2 Nozzle 3 Hose for particle supply 4 Hose for
Claims (9)
該粒子は、該表面との衝突により、少なくとも一部が溶融して該表面に固着する第１の粒子と、該表面と衝突しても溶融して固着することのない第２の粒子とを含む混合粒子であることを特徴とする被処理物の表面処理方法。 In the surface treatment method of a treatment object in which particles are ejected from a nozzle and a part of the particles is fixed to the surface of the treatment object,
The particles include a first particle that is at least partially melted and fixed to the surface by collision with the surface, and a second particle that is not melted and fixed even if it collides with the surface. A surface treatment method for an object to be treated, comprising mixed particles.
前記前処理工程において、該第２の粒子をノズルから噴射させることにより、該表面の表面粗さを大きくすることを特徴とする被処理物の表面処理方法。 In Claim 5, the second particles are harder than the surface,
A surface treatment method for an object to be treated, characterized in that in the pretreatment step, the surface roughness of the surface is increased by spraying the second particles from a nozzle.
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