JPH01272785A - チタンまたはチタン合金の化学研磨方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、チタンまたはチタン合金の加工物の酸化膜除
去を容易にし、かつ光沢化を目的とした化学研磨方法に
関する。

［従来の技術］ チタンまたはチタン合金は、光沢化処理を施して使用さ
れる場合が多いがチタンまたはチタン合金の加工物は酸
化性に冨むため、熱間加工工程においては特に強固な酸
化膜を生じる。この酸化膜は難酸洗性であるため硝酸と
弗酸浴等の従来の酸洗では平滑表面を得ることが出来ず
、かつ光沢のある表面状態を得ることは困難とされてい
る。

従って、光沢化の処理に関しては、機械研磨の一つであ
るパフ研磨が主流である。機械研磨と電界研磨を併用し
て光沢化処理する方法は、特開昭６０−２０７７２５号
公報に記載されている。また化学研磨に関しては、チタ
ン材の光輝性を得るとして、特開昭６２−１６７８９５
号公報に記載されている。しかし、光沢化処理は酸洗浴
単独で行なわれることはまれで、むしろ酸化膜除去を目
的とした酸洗と称する場合が多い。

［発明が解決しようとする問題点］ チタンまたはチタン合金の加工物は、機械研磨では作業
性が悪く、また従来一般に行なわれている酸洗方法は硝
酸と弗酸水溶液がその主流をなすもので、この方法だと
表面を極端に侵し、ビットや肌荒れが激しく平滑な光沢
面を得ることは困難であった。しかも処理液からは多量
のＮ０８ガスが発生し、作業環境の面からも好ましいも
のではない。

本発明は、単独浴でチタンまたはチタン合金の加工物の
素地表面を侵さずに酸化膜を除去でき、かつ光沢面が得
られる化学研磨を目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明者等は、酸洗工程だけで酸化膜を除去できかつ素
地表面を侵さずに容易に光沢表面を得ることのできる化
学研磨浴を検討した。その結果、弗素化合物１−１０重
量％、過酸化水素５〜３０重量％、水溶性高分子化合物
１〜５０重量％、有機錯化剤工〜３０重量％および界面
活性剤０．０１〜１重量％を含む混合水溶液に４０〜１
００℃の温度範囲で、３分以上浸漬することにより加工
物表面を平滑で光沢化できることがわかった。

この酸洗液に含まれる弗素化合物は、弗酸、ホウ弗酸、
ケイ弗酸またはこれらのアルカリ塩もしくはアンモニウ
ム塩を示し、水溶性高分子化合物は、グリコール類、ビ
ニルアルコール等のポリマーの他にゼラチン、メチルセ
ルロース等の水溶液に粘稠性をもたせる一般の高分子化
合物が含まれる。有機錯化剤は分子中にベンゼン環を有
するカルボン酸又はカルボン酸及びスルホン酸又はそれ
らの塩類を含み、具体的にはサリチル酸とその塩、スル
ホサリチル酸とその塩、安息香酸とその塩等がある。界
面活性剤としてはアニオン系、カチオン系、非イオン系
及び両性のものがあるがその中でも非イオン系のものが
好ましく、脂肪族ポリエーテル、アルキルポリエチレン
オキサイドアルコール、ポリオキシエチレンエーテル、
アルキルアリルポリエーテル等の界面活性剤が適する。

弗素化合物は、チタン表面を研磨するのに有効であるが
、その濃度が１重量％未満では、研磨性が弱く、脱スケ
ール性も低下しかつ光沢面が得られにくくなり、１０重
量％以上だと研磨性が強くなりすぎて表面が粗い梨地と
なる。また、過酸化水素はチタンとはその過酸化物を作
り水溶液中で安定であり、弗素化合物との共存下におい
てもエツチングの抑制効果があられれるが、過酸化水素
の濃度が５重量％未満では、光沢化が得られず、３０重
量％以上では、反応が急激に進んで、処理液が沸騰して
作業上支障をきたすとともに表面の平滑化、光沢化が低
下する。

水溶性高分子化合物は、その性質である粘性が弗素化合
物の抑制剤として働き、チタン表面の光沢性と平滑性を
向上させる効果があるが、水溶性高分子化合物の濃度が
５重量％未満になると抑制効果が十分でなく、５０％以
上だと抑制効果は飽和に達し無駄である。

有機錯化剤は処理液中に溶は込んだチタンなどの金属イ
オンをキレート化し、浴寿命の延長と研磨効果を向上さ
せる作用があるが有機錯化剤の濃度が１重量％未満にな
ると金属イオンのキレート作用が弱く研磨効果が十分で
なく、３０重量％以上では有機化合物の完全な溶解が得
られない。

界面活性剤は、酸化膜除去の際に酸化膜へ研磨液が早く
浸透して、できるだけ短時間で酸化膜を除去し均一な研
磨面を得ることができる効果があるが、界面活性剤の濃
度が０．０１重量％未満だと酸化膜への浸透が十分に得
られない、また１重量％以上だと浸透性は飽和状態とな
り、かつ発泡性が高くなり作業上好ましくない。

更に本発明によれば光沢化を得るための処理温度は４０
〜１００℃の範囲であり、処理温度が低い程光沢化に欠
け、温度が１００℃以上では液の安定性が著しく低下す
る。また処理時間は、酸化膜が完全にかつ均一に除去で
き光沢面を肉眼あるいは機器測定などに基づいてその範
囲を決定することができるが、一般には３〜１０分の範
囲で十分これらの目的を達成できる。

［発明の効果］ 本発明によれば酸洗処理だけでチタンまたはチタン合金
の加工物の素地表面を損傷させることなく酸化膜除去と
化学研磨が同時にでき、更に加工工程の短縮化が図れ作
業効率の向上となる。

［実施例］ 以下本発明による処理効果を明らかにするためにその具
体的実施例を示す。

熱間加工された内径５ｍｍ、長さ１５ｍｍのチタンパイ
プを試料片とした。この試料片を第１表に示される種々
の組成を有する本発明の化学研磨液１〜５（実施例）、
従来の酸洗液１〜３（比較例）に、いずれも浸漬時間５
分、温度５０℃で処理し、水洗後乾燥して得られた試料
表面の状態を肉眼で観察し、これらの効果も併せて第１
表に示した。

この結果、本発明による化学研磨液はいずれも従来の酸
洗液に比べて減耗量が小さく、素地おれもなく光沢を有
するチタンバイブが得られた。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）チタンまたはチタン合金の加工物を弗素化合物、
   過酸化水素、水溶性高分子化合物、有機錯化剤、及び界
   面活性剤を含有する混合水溶液に浸漬することを特徴と
   する化学研磨方法。
2. （２）水溶液中の弗素化合物の１種以上を１〜１０重量
   ％含有する特許請求の範囲第１項記載の方法。
3. （３）水溶液中の過酸化水素を５〜３０重量％含有する
   特許請求の範囲第１項記載の方法。
4. （４）水溶液中の水溶性高分子化合物の１種以上を１〜
   ５０重量％含有する特許請求の範囲第１項記載の方法。
5. （５）水溶液中の有機錯化剤の１種以上を１〜３０重量
   ％含有する特許請求の範囲第１項記載の方法。
6. （６）水溶液中の界面活性剤の１種以上を０．０１〜１
   重量％含有する特許請求の範囲第１項記載の方法。
7. （７）水溶液中の浸漬温度が、４０〜１００℃である特
   許請求の範囲第１項記載の方法。