JP4522565B2

JP4522565B2 - 電解研磨装置及びプレスバリを有する金属被加工物のバリ取り方法

Info

Publication number: JP4522565B2
Application number: JP2000319284A
Authority: JP
Inventors: 芳明川崎; 亨塚原; 武明酒井; 延洋川合
Original assignee: Fujitsu Ltd; Suruga Seiki Co Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd; Suruga Seiki Co Ltd
Priority date: 2000-10-19
Filing date: 2000-10-19
Publication date: 2010-08-11
Anticipated expiration: 2020-10-19
Also published as: JP2002129400A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的に金属被加工物の電解研磨装置及びプレスバリを有する金属被加工物のバリ取り方法に関し、特に、薄板ステンレス鋼の電解研磨装置及びプレスバリを有する薄板ステンレス鋼のバリ取り方法に関する。
【０００２】
ステンレス鋼の電解研磨による平滑化、バリ取りは広く実用化されている。その利用分野は大きく広がり、最近では電子部品材料にも電解研磨加工が使用されている。
【０００３】
電子部品材料としてのステンレス鋼材は、極薄板化、短小化、複雑形状化が進み、プレス加工面の仕上り精度向上は部品材料の成否を決める大きな要素となっている。
【０００４】
例えば、磁気ディスク装置で磁気ヘッドを支持するサスペンションにもステンレス鋼の薄板が使用されており、これらのサスペンションは主にプレス加工で成形されるため、プレスバリが発生し、製品化するためには薄板のサスペンションを変形させずにこれらのプレスバリを効率良く取除く技術が要求されている。
【０００５】
【従来の技術】
通常の電解研磨は、研磨しようとする被加工物を陽極板に固定し、この陽極板と電解研磨浴中の陰極板との間に高電流を通電させ、被加工物を研磨する方法である。
【０００６】
電解研磨による被加工物の平滑化は、適正電圧―電流において、陽極金属側に粘液層が形成され、この粘液層により陽極から溶出する金属イオンの拡散が抑制されて電気抵抗が増加する。
【０００７】
金属の凸部は粘液層が薄く、凹部では厚くて濃度も大である。そこで常に突起部の方が電流が流れ易く、電解溶質が行われやすい。このようなわけで面は次第に平滑化する。
【０００８】
また、プレスバリはプレス加工時の内部応力、組織変化を持っている。電解研磨によるプレス加工のバリ取りは、被加工物が陽極として溶解していくときに、プレス加工時の内部応力及び組織変化のためにバリ部が優先的に溶解することを利用したものであり、平面部に比べて数倍の速度でバリの根元から激しく溶解し、バリを除去することができる。
【０００９】
金属条の表面処理での毎処理工程の電解脱脂に金属条と電極を接触させない電解脱脂方法が提案されている。しかし、電解脱脂は被加工物の表面の油脂類の除去を目的とするものであり、電解研磨は被加工物表面の平滑化及び／又はバリ取りを目的とするものである点において大きく相違する。
【００１０】
電解研磨は大電流を通電させることによってのみなし得るものであり、電解脱脂にはその必要性はない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
陽極板に被加工物を固定する従来の電解研磨方法は、被加工物が一定以上の板厚を有し充分な剛性を有している場合には何ら問題はない。しかし、例えば板厚３０μｍ程度の極薄板の電解研磨を行う場合には大きな問題が発生する。
【００１２】
即ち、極薄板は陽極への固定をきつく固定すると変形し、緩く固定すると接点不良により、電解研磨時に通電する大電流により被加工物が固定点で溶損してしまうという問題がある。
【００１３】
本発明はこのような点に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、薄板金属被加工物に適した電解研磨装置及びプレスバリを有する薄板金属被加工物のバリ取り方法を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明よると、薄板金属被加工物が通過する第１開口を有し、内部に電解研磨液が収容された電解研磨槽と、前記第１開口を通して前記電解研磨槽内に導入された前記薄板金属被加工物と接触しないように該電解研磨槽内に設けられた陽極と、前記薄板金属被加工物の搬送方向に対して前記陽極の下流側の前記電解研磨槽内に前記薄板金属被加工物と接触しないように設けられた陰極と、前記陽極と前記陰極の間に配置され、前記電解研磨槽内を陽極域と陰極域に区分する前記金属被加工物が通過する第２開口を有する絶縁材料からなる漏電防止板と、前記電解研磨槽の前記第１開口を区画し、前記薄板金属被加工物が搬送される方向に対して両端にある壁の前記薄板金属被加工物に対向する先端を覆う耐熱性及び耐酸性を有する円筒形状の樹脂であり、円筒が長手方向に割れている第１パイプと、前記漏電防止板の前記第２開口を区画する前記薄板金属被加工物に対向する先端を覆う耐熱性及び耐酸性を有する円筒形状の樹脂であり、円筒が長手方向に割れている第２パイプとを具備したことを特徴とする電解研磨装置が提供される。
【００１５】
好ましくは、金属被加工物搬送方向の陰極の長さは陽極の長さ以上であり、さらに好ましくは、陰極の長さは陽極の長さの３倍以上である。また、陰極は搬送される金属被加工物に対して下流側が上流側より近くなるように斜めに配置されるのが望ましい。
【００１６】
好ましくは、本発明の電解研磨装置は電解研磨槽を収容する外槽と、電解研磨液を電解研磨槽に導入し、電解研磨槽からあふれ出た電解研磨液を外槽から回収して循環し、再び使用する電解研磨液循環手段を更に具備している。
【００１７】
好ましくは、陽極は白金、白金クラッドチタン及びステンレス鋼からなる群から選択され、陰極はステンレス鋼及びカーボンからなる群から選択される。
【００１８】
本発明の他の側面によると、プレスバリを有する金属被加工物のバリ取り方法であって、請求項１〜６のいずれかに記載の電解研磨装置の電解研磨槽内に該電解研磨槽の開口を通して前記金属被加工物を導入し、前記陽極と陰極の間に所定電圧・所定電流の電力を印加して前記金属被加工物の無接触電解研磨を行い、前記プレスバリを除去することを特徴とするバリ取り方法が提供される。
【００１９】
好ましくは、金属被加工物はステンレス鋼の薄板であり、その板厚は０．３ｍｍ以下である。好ましくは、電解研磨装置を複数台直列に配置して電解研磨によるバリ取りを行う。このように電解研磨装置を複数台直列に配置すると、各電解研磨装置に流す電流値を低下することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１を参照すると、本発明実施形態の電解研磨装置概略平面図が示されている。図２は図１のＡ−Ａ線断面図である。電解研磨装置２は外槽４と、外槽４内に収容された電解研磨槽６を含んでいる。
【００２１】
外槽４及び内槽６とも耐熱耐酸性樹脂、例えばポリプロピレンから形成される。外槽４は両方の端部壁４ａ，４ｂに金属被加工物（ワーク）１４の通過を許容する開口５を有している。
【００２２】
ワーク１４は例えば、ステンレス鋼の薄板、ＳＵＳ３０４であり、その板厚は０．３ｍｍ以下、好ましくは０．０３ｍｍ以下であり、その幅は約１０ｍｍである。
【００２３】
更に、ワーク１４は直径０．３ｍｍ以下、好ましくは０．１ｍｍ以下の複数の微小孔を有しており、高さ１５μｍ以下のプレスバリを有している。ワーク１４は矢印Ｃ方向に搬送される。
【００２４】
同様に、電解研磨槽６も両方の端部壁６ａ，６ｂにワーク１４の通過を許容する開口７を有している。これらの開口７を画成する端部壁６ａ，６ｂの先端に割りポリプロピレンパイプ８が装着されている。これらの割りポリプロピレンパイプ８はワーク１４が開口７を画成する端部壁６ａ，６ｂの先端に引っかかるのを防止する。
【００２５】
符号１０は例えば白金から形成された陽極であり、搬送されるワーク１４を挟むようにワークから離間して一対設けられている。陽極１０は白金クラッドチタン板、ステンレス鋼板から形成されても良い。
【００２６】
符号１２は例えばステンレス鋼板から形成された陰極であり、ワーク１４の搬送方向に対して陽極１０の下流側にワーク１４を挟んで且つワーク１４から離間して一対設けられている。陰極１２はカーボン板から形成されても良い。
【００２７】
好ましくは、陰極１２は下流側が上流側よりも搬送されるワーク１４に近づくように斜めに配置されている。これは、陽極１０で正に帯電されたワーク１４の電荷が下流側に行くに従って弱くなるからである。
【００２８】
陰極１２のワーク１４搬送方向の長さは陽極１０よりも長く形成されている。
好ましくは、陰極１２のワーク１４搬送方向の長さは陽極１０の３倍以上である。
【００２９】
電解研磨槽６中には市販されている電解研磨液が充填されている。電解研磨液は１リットル中に燐酸７５０ｍｌ、硫酸２５０ｍｌを含んでいる。１０ｍｌの有機物が添加されていても良い。全浴量は８００リットルであり、浴温度は約５５℃である。
【００３０】
符号１６は電解研磨槽６内を陽極域１８と陰極域２０に区分する漏電防止板であり、ワーク１４の通過を許容する開口１７を有している。漏電防止板１６は、例えば電解研磨槽６と一体的にポリプロピレンから形成される。
【００３１】
開口１７を画成する漏電防止板１６の先端には割りポリプロピレンパイプ２２が装着されている。割りポリプロピレンパイプ２２はワーク１４が漏電防止板１６の先端に引っかかるのを防止する。
【００３２】
図２に示されるように、陽極１０はステンレス鋼板２４を介して端子２６に接続されており、これらの端子２６は図示しない整流器に接続されている。この整流器は１００ボルトの商用電源を直流に変換するものである。
【００３３】
同様に、陰極１２はステンレス鋼板２８を介して端子３０に接続されており、これらの端子３０は図示しない整流器に接続されている。図２で点線３２は電解研磨液の液面を示している。
【００３４】
図１を再び参照すると、貯蔵槽４４内に収容されている電解研磨液は循環ポンプ３４により電解研磨槽６に供給される。即ち、循環ポンプ３４の吐出側はパイプ３６及びＴ字パイプ３８を介して電解研磨槽６内に設けられたパイプ４０に接続されており、循環ポンプ３４を駆動すると貯蔵槽４４内の電解研磨液がパイプ４０に形成した複数の穴４１から電解研磨槽６内に供給される。
【００３５】
これらのパイプ３６，Ｔ字パイプ３８及びパイプ４０も例えばポリプロピレンから形成されている。パイプ３６には弁４２が設けられている。
【００３６】
電解研磨槽６内には循環ポンプ３４で電解研磨液が常時供給されているため、電解研磨液は電解研磨槽６から溢れ出る。この溢れ出た電解研磨液は外槽４内にに一時的に収容され、外槽４内の電解研磨液はホース４６により貯蔵槽４４に戻される。
【００３７】
以下、上述のように構成した電解研磨装置２によるワーク１４のプレスバリ取り作業について説明する。ここでのワーク１４は板厚０．０３ｍｍ、板幅１０ｍｍのＳＵＳ３０４から構成されており、加工履歴として精密プレス加工履歴を有しており、直径０．１ｍｍの複数の微小孔及び高さ１３μｍのプレスバリを有しているものとする。
【００３８】
ワーク１４の搬送速度は毎分４ｍである。更に、電解研磨の電圧・電流条件は、電圧１２Ｖで、総電流１５０Ａである。
【００３９】
上述したように、陽極１０及び陰極１２は図示しない整流器に接続されており、通電すると陽極域１８内を通過するワーク１４はプラスに強く帯電される。ワーク１４が陽極１０から離れるほどこの帯電の程度は弱くなっていくが、陰極域２０内のワーク１４もプラスに帯電されている。
【００４０】
ワーク１４を一定の速度で搬送すると、ワーク１４の陽極溶解がワークの帯電強さに応じて得られる。プレスバリはプレス加工時の内部応力及び組織変化を有しているため、ワーク１４が陽極として溶解していくときに、プレスバリ部が優先的に溶解し、電解研磨によりプレスバリを除去できる。
【００４１】
陰極域２０の最下流側でもバリ取り及び平滑化を維持できる電圧・電流条件が必要となる。また、ワーク１４が一定速度で搬送されていることが、仕上がり研磨状態の安定化に必要である。
【００４２】
上述したように、陰極１２のワーク１４の搬送方向の長さが陽極１０の長さに比べて十分長いことが仕上がり研磨状態の安定化に必要である。好ましくは、陰極１２のワーク１４搬送方向の長さは陽極１０の長さの３倍以上であるのが良い。
【００４３】
図３を参照すると、上述した電解研磨装置２を直列に複数台配置した電解研磨ラインが示されている。４８はコイル状のワーク１４をアンコイルするアンコイラーであり、５０はワークをリコイルするリコイラーである。
【００４４】
これらのアンコイラー４８とリコイラー５０の間に電解研磨装置２が複数台直列に配置されている。特に図示しないが、アンコイラー４８と最初の電解研磨装置２との間には電解脱脂装置、水洗い装置、中和装置等が配置されており、最後段の電解研磨装置２とリコイラー５０との間には水洗装置、超音波水洗装置、乾燥装置等が配置されている。
【００４５】
図３に示した電解研磨ラインでは、５台の電解研磨装置２を直列に配置しているため、各電解研磨装置２に流す電流は３０Ａで済むことになる。電圧は１２Ｖ必要である。
【００４６】
【発明の効果】
本発明は以上詳述したように、薄板の金属被加工物を無接点で電解研磨するため、薄板状の被加工物が全く変形することなく、プレスバリを効果的に除去できるという効果を奏する。
【００４７】
更に、無接点での電解研磨であるため、従来の電解研磨方法の接点不良で発生していた高電流での被加工物の溶損を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施形態の電解研磨装置の概略平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】電解研磨装置を複数台直列に配置した電解研磨ラインの概略構成図である。
【符号の説明】
４外槽
６電解研磨槽
１０陽極
１２陰極
１４ワーク
１６漏電防止板
１８陽極域
２０陰極域
２６，３０端子
３４循環ポンプ
３６，４０パイプ
４４貯蔵槽
４６ホース

Claims

薄板金属被加工物が通過する第１開口を有し、内部に電解研磨液が収容された電解研磨槽と、
前記第１開口を通して前記電解研磨槽内に導入された前記薄板金属被加工物と接触しないように該電解研磨槽内に設けられた陽極と、
前記薄板金属被加工物の搬送方向に対して前記陽極の下流側の前記電解研磨槽内に前記薄板金属被加工物と接触しないように設けられた陰極と、
前記陽極と前記陰極の間に配置され、前記電解研磨槽内を陽極域と陰極域に区分する前記薄板金属被加工物が通過する第２開口を有する絶縁材料からなる漏電防止板と、
前記電解研磨槽の前記第１開口を区画し、前記薄板金属被加工物が搬送される方向に対して両端にある壁の前記薄板金属被加工物に対向する先端を覆う耐熱性及び耐酸性を有する円筒形状の樹脂であり、円筒が長手方向に割れている第１パイプと、
前記漏電防止板の前記第２開口を区画する前記薄板金属被加工物に対向する先端を覆う耐熱性及び耐酸性を有する円筒形状の樹脂であり、円筒が長手方向に割れている第２パイプと、
を具備したことを特徴とする電解研磨装置。
前記陰極の前記金属被加工物搬送方向の長さは、前記陽極の長さ以上であることを特徴とする請求項１記載の電解研磨装置。
前記陰極の前記金属被加工物搬送方向の長さは、前記陽極の長さの３倍以上であることを特徴とする請求項２記載の電解研磨装置。
前記陽極及び陰極は搬送される前記金属被加工物を挟んでそれぞれ一対設けられており、該陰極は下流側が上流側よりも搬送される前記金属被加工物に対して近づくように斜めに配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電解研磨装置。
前記電解研磨槽を収容する外槽と、
前記電解研磨槽内に電解研磨液を導入し、該電解研磨槽からあふれ出た電解研磨液を前記外槽から回収して再び使用する、ポンプを有する電解研磨液循環手段とを更に具備したことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の電解研磨装置。
前記陽極は白金、白金クラッドチタン及びステンレス鋼からなる群から選択され、前記陰極はステンレス鋼及びカーボンからなる群から選択されることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の電解研磨装置。
プレスバリを有する金属被加工物のバリ取り方法であって、
請求項１〜６のいずれかに記載の電解研磨装置の電解研磨槽内に、該電解研磨槽の開口を通して前記金属被加工物を導入し、
前記陽極と陰極の間に所定電圧・所定電流の電力を印加して前記金属被加工物の無接触電解研磨を行い、前記プレスバリを除去することを特徴とするバリ取り方法。
前記金属被加工物はステンレス鋼の薄板であることを特徴とする請求項７記載のバリ取り方法。
前記ステンレス鋼の薄板の板厚は０．３ｍｍ以下であることを特徴とする請求項８記載のバリ取り方法。
請求項１〜６のいずれかに記載の電解研磨装置を複数直列に設置し、前記金属被加工物を各々の電解研磨装置を通過させながら電解研磨によりバリ取りを行うことを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載のバリ取り方法。