JP2011105965A - ステンレスワイヤの量産方法 - Google Patents

Abstract

【課題】完全に脱脂することができ、表面が平らで、連続して生産することができるステンレスワイヤの量産方法を提供する。
【解決手段】ステンレス線、或いはステンレスワイヤを編み上げて必要な製品を形成した後、少なくとも一槽以上の電解脱脂をして完全な脱脂処理を実施した後、洗浄して乾燥し、ステンレス線、或いはステンレスワイヤを少なくとも一回以上電解研磨して製品表面の粗い面を予め確実に平滑化して改善するとともに、製品の耐食性を高めた後、少なくとも一回以上弱酸性で活性化して洗浄した後、製品を乾燥してステンレス線、或いはステンレスワイヤの表面が比較的好ましい耐食性を具え、表面の光沢を高めることが出来る方法からなる。
【選択図】図１

Description

この発明は、ステンレスワイヤの量産方法であって、特に編み上げて製造するステンレスワイヤの量産方法に関する。

一般に工業所で使用されているステンレスワイヤはステンレス線を必要な製品の形態に編み上げて予め強度を具えた鋼製のワイヤを製造している。

編み上げて形成したステンレスワイヤを脱脂、洗浄する。

従来のステンレスワイヤは製造過程において押し圧して製品の表面に機械的に傷を形成する（即ち粗面）。

よって、ステンレス線、或いはステンレスワイヤは長期的に外界と接触すると、正常な使用寿命に影響を受ける。

従来のステンレスワイヤは、その表面が線材料自身と編み上げる過程において形成された機械的な傷と、従来の脱脂処理では残留する油脂を完全に除去することができないため、ステンレスワイヤの表面層が黄ばんで光沢がなくなる。

一般的なステンレスワイヤ関連製品は、好ましい防腐性能を具えてなり、表面にはクロムの酸化皮膜を具えてなる。

該酸化皮膜の厚さは耐蝕性の良い、悪いに関係する。

オージェ電子分光分析（Ａｕｇｅｒ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ、ＡＥＳ）の分析によれば、一般のステンレスワイヤは、外側に比較的薄い酸化クロムフィルム（図３参照）を具えているだけである。

一般のステンレス線は、伸縮の工程において加工の基本的な欠陥（図４参照）が発生し易い。

また、ステンレスワイヤは伸線の工程でダイスと押し圧すると高温を発生して表面に酸化皮膜（ｓｃａｌｅ）（図５参照）が形成され易い。

この発明は、完全に脱脂することができ、表面が平らで、連続して生産することができるステンレスワイヤの量産方法を提供することを課題とする。

そこで、本発明者は従来の技術に見られる欠点に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、ステンレス線、或いはステンレスワイヤを編み上げて必要な製品を形成した後、少なくとも一槽以上の電解脱脂をして完全な脱脂処理を実施した後、洗浄して乾燥し、ステンレス線、或いはステンレスワイヤを少なくとも一回以上電解研磨して製品表面の粗い面を予め確実に平滑化して改善するとともに、製品の耐食性を高めた後、少なくとも一回以上弱酸性で活性化して洗浄した後、製品を乾燥してステンレス線、或いはステンレスワイヤの表面が比較的好ましい耐食性を具え、表面の光沢を高めることが出来る方法からなるステンレスワイヤの量産方法によって課題を解決できる点に着眼し、かかる知見に基づいて本発明を完成させた。

以下、この発明について具体的に説明する。
請求項１に記載のステンレスワイヤの量産方法は、ステンレス線、或いはステンレスワイヤを編み上げて必要な製品を形成した後、少なくとも一槽以上の電解脱脂をして完全な脱脂処理を実施した後、洗浄して乾燥し、ステンレス線、或いはステンレスワイヤを少なくとも一回以上電解研磨して製品表面の粗い面を予め確実に平滑化して改善するとともに、製品の耐食性を高めた後、少なくとも一回以上弱酸性で活性化して洗浄した後、製品を乾燥してステンレス線、或いはステンレスワイヤの表面が比較的好ましい耐食性を具え、表面の光沢を高めることが出来る方法からなる。

請求項２に記載のステンレスワイヤの量産方法は、 請求項１におけるステンレス線、或いはステンレスワイヤの電解脱脂の工程で使用する薬剤が３０〜６０ｇ／Ｌの水酸化ナトリウムである。

請求項３に記載のステンレスワイヤの量産方法は、 請求項１におけるステンレス線、或いはステンレスワイヤの電解研磨処理に使用する薬剤が４０〜６０％の燐酸と、２０〜４０％の硫酸である。

請求項４に記載のステンレスワイヤの量産方法は、 請求項１におけるステンレス線、或いはステンレスワイヤの弱酸性で活性化する工程で使用する薬剤が、５〜１０％の硝酸である。

この発明によるステンレスワイヤの量産方法は、耐蝕性を高め、使用寿命を延ばすという効果を有する。

この発明は、完全に脱脂することができ、表面が平らで、連続して生産することができるステンレスワイヤの量産方法であって、ステンレス線、或いはステンレスワイヤを編み上げて必要な製品を形成した後、少なくとも一槽以上の電解脱脂をして完全な脱脂処理を実施した後、洗浄して乾燥し、ステンレス線、或いはステンレスワイヤを少なくとも一回以上電解研磨して製品表面の粗い面を予め確実に平滑化して改善するとともに、製品の耐食性を高めた後、少なくとも一回以上弱酸性で活性化して洗浄した後、製品を乾燥してステンレス線、或いはステンレスワイヤの表面が比較的好ましい耐食性を具え、表面の光沢を高めることが出来る方法と特徴を詳述するために具体的な実施例を挙げ、図示を参照にして以下に説明する。

図１、図２は、この発明のステンレスワイヤの量産方法を示した説明図である。

図面によれば、ステンレスワイヤ線を編み上げて形成するステンレスワイヤの製品は有効に脱脂を実施し、ステンレスワイヤを加工する過程で形成される粗い面を確実に平らにして研磨処理を行う。

このため、ステンレスワイヤ製品を少なくとも一回以上の電解脱脂槽に浸漬し、３０〜６０ｇ／Ｌの水酸化ナトリウムで電解脱脂１を実施して完全な脱脂処理を実施する（ここでは連続して二回の電解脱脂を実施し、必要な脱脂の数値を具えたステンレスワイヤを量産化することができる）。

超音波で冷水を中和２し、超音波で熱水を中和３する工程で脱脂用の薬剤を除去するための洗浄処理を実施する。

乾燥４させた後、ステンレス線、或いはステンレスワイヤを少なくとも一回以上の電解研磨反応槽に浸漬する。

４０〜６０％の燐酸と、２０〜４０％の硫酸で電解研磨５の工程を実施する（ここでは連続して四回の電解研磨処理を実施して必要な研磨の数値を具えたステンレスワイヤを量産化する）。

製品の表面の粗い面を予め平らにして製品の耐蝕性を高め、少なくとも一回以上の弱酸性活性化槽に浸漬して５〜１０％の硝酸で弱酸性で活性化６することと、鈍化の工程（ここでは連続して二回の弱酸性活性化を実施して、好ましい鈍化レベルを具えたステンレスワイヤを量産化する）を実施する。

また、超音波で冷水を中和７し、超音波で熱水を中和８して洗浄する過程において、残留した酸を洗浄する。

その後、乾燥９の過程で完全に水分を除去する処理をして乾燥の工程を実施し、ステンレス線、或いはステンレスワイヤの表面が比較的好ましい耐食性を具えて表面の光沢を高める。

電解研磨反応槽に必要な時間において、プラス・マイナスイオンを移動して電磁場を生み出してステンレスワイヤに電解研磨処理を実施する。

ステンレスワイヤに電解研磨処理を実施した後、３．５％のｗｔＮａＣｌでアノード分極曲線（Ａｎｏｄｉｅ ｐｏｌｏｒｉｚａｔｉｏｎ）を利用して、表面の孔食電位を明らかに増加するため、研磨処理を施したステンレスワイヤの表面の鈍化フィルムが比較的破れ難く、完全な鈍化フィルムを具えていることを証明することができる。

ステンレスワイヤの表面の鈍化フィルムの年間腐蝕率（ｍｍ／ｙｅａｒ）では、処理前の０．０７（ｍｍ／ｙｅａｒ）から０．０３（ｍｍ／ｙｅａｒ）まで抑えることができ、電解研磨を実施するとステンレスワイヤの耐食性を高めることができる。

また、電解研磨を実施したステンレスワイヤは、表面に比較的好ましい平らな面を具え、完全な脱脂の工程を介して外側が比較的光沢を具えてなる。

研磨処理の工程においてステンレスワイヤの外側にはクロム及び酸素が比較的多く含まれる。

酸素の含有量は外側が４０％で、内側に向けて低減して最終的には１０％を維持する。

よって、電解研磨を実施したステンレスワイヤはその表面が比較的厚いクロム及び酸化皮膜（図６のＡＥＳ元素含有量のグラフ参照）を具えてなる。

酸素の含有量から推察すると、酸化皮膜の厚さは、電解研磨を実施した酸化フィルムの厚さが従来の電解研磨を実施していないステンレスワイヤの酸化フィルムの五倍以上になる。

この発明のステンレスワイヤは、電解研磨の工程で走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）の図を見ると、１０００Ｘの表面が平滑化されていると同時に、機械的な傷（即ち粗い面）で形成された欠陥や条痕などがない。また、一般的な光学顕微鏡（ｏｐｒｉｃａｌ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）（図１１、図１２参照）においても電解研磨後、ステンレスワイヤの表面の粗さが改善された状態が確認できる。

よって、腐蝕の要因や反応力が集中して発生する加速などが発生することを低減することができる。

また、原子間力顕微鏡（Ａｔｏｍｉｃ ｆｏｒｃｅ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ、ＡＦＭ）の観測によれば、処理速度の違いに伴って、ステンレスワイヤの粗さの平均や形態が変化する。

このため、粗さの需要に従って、生産量を制御する必要がある（図７、図８、図９、図１０の原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）の写真を参照）。

この発明のステンレスワイヤの量産方法ではステンレス線、或いはステンレスワイヤに電解脱脂、及び電解研磨を実施する。

このため、電解研磨は陽極電極と表面の燐酸塩とが共に作用した結果で、陽極で溶解された金属イオンと研磨液内の燐酸とが溶解度が小さく、粘着度が大きく拡散速度が遅い燐酸塩を形成し、陽極付近に次第に累積したものである。

ステンレスワイヤの組織を見ると、粘着フィルムが突出した部分の電流密度が比較的高く、溶解速度も比較的早い。

また、粘着フィルムの流動に伴って凸凹の位置が一定ではなく変化して粗い表面が次第に平らになり、応力の発生しない研磨を実施する目的を達成することができる。

ステンレスワイヤは電解研磨工程の後、表面の粗さが比較的好ましく平滑化され、ステンレスワイヤ表面の屈折性が確実に改善されて製品の輪郭や光沢を明らかに高めることができる。

ステンレスワイヤは伸線する工程で表面に硬化層及び条痕が形成されるため、電解研磨処理で前述の状況を改善及びなくしてステンレスワイヤの正常な使用寿命を延長することができる。

ステンレスワイヤは電解研磨の後、表面の孔食電位（ｐｉｔｔｉｎｇ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）がいずれも明らかに増加する。

表面に酸素、クロムや鉄で酸化皮膜を形成してステンレスワイヤの使用環境における耐食性を有効に改善することができる。

以上は、この発明の好ましい実施例であって、この発明の実施の範囲を限定するものではない。よって、当業者のなし得る修正、もしくは変更であって、この発明の精神の下においてなされ、この発明に対して均等の効果を有するものは、いずれもこの発明の特許請求の範囲に属するものとする。

この発明ステンレスワイヤの量産方法の洗浄と研磨の工程を示したブロック図である。 この考案のステンレスワイヤの量産方法の電解研磨で表面を平滑化する状態を示した説明図である。 一般的なステンレスワイヤのオージェ電子分光分析（ＡＥＳ）の表面の元素含有量を示したグラフである。 一般的なステンレスワイヤを伸線する工程で形成された条痕の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）の写真である。 一般的なステンレスワイヤを伸線する工程の高温で形成された酸化皮膜の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）の写真である。 この発明のステンレスワイヤの量産方法における電解研磨処理を実施した後のオージェ電子分光分析（ＡＥＳ）の表面の元素含有量を示したグラフである。 ステンレスワイヤの電解研磨後の速度と粗さの関係を示したものである。 ステンレスワイヤを電解研磨する前の表面の状態、粗さの平均がRa(μm)１．０９５に達する状態を示したものである。 ステンレスワイヤを速度２０Ｍ/ｍｉｎで電解研磨した時の陽極溶解反応で粗さが低下し始めた状態を示したものである。 ステンレスワイヤを速度１４Ｍ/ｍｉｎで電解研磨すると、表面が平滑化され、粗さの平均がRa(μm)０．０６７に達する状態を示したものである。 電解研磨を実施していないワイヤを光学顕微鏡（ＯＭ）で観察したものである。 電解研磨したワイヤを光学顕微鏡（ＯＭ）で観察したものである。

１ 電解脱脂
２ 超音波で冷水を中和
３ 超音波で熱水を中和
４ 乾燥
５ 電解研磨
６ 弱酸性で活性化
７ 超音波で冷水を中和
８ 超音波で熱水を中和
９ 乾燥

Claims (4)

1. ステンレス線、或いはステンレスワイヤを編み上げて必要な製品を形成した後、少なくとも一槽以上の電解脱脂をして完全な脱脂処理を実施した後、洗浄して乾燥し、ステンレス線、或いはステンレスワイヤを少なくとも一回以上電解研磨して製品表面の粗い面を予め平滑化し、製品の耐食性を高めた後、少なくとも一回以上弱酸性で活性化して洗浄した後、製品を乾燥してステンレス線、或いはステンレスワイヤの表面が耐食性を具え、表面の光沢を高めることを特徴とするステンレスワイヤの量産方法。
2. 前記ステンレス線、或いはステンレスワイヤの電解脱脂の工程で使用する薬剤が３０〜６０ｇ／Ｌの水酸化ナトリウムであることを特徴とする請求項１に記載のステンレスワイヤの量産方法。
3. 前記ステンレス線、或いはステンレスワイヤの電解研磨処理に使用する薬剤が４０〜６０％の燐酸と、２０〜４０％の硫酸であることを特徴とする請求項１に記載のステンレスワイヤの量産方法。
4. 前記ステンレス線、或いはステンレスワイヤの弱酸性で活性化する工程で使用する薬剤が、５〜１０％の硝酸であることを特徴とする請求項１に記載のステンレスワイヤの量産方法。