JPH0679533A - 複合電解研磨方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 研磨表面における耐食性及び平坦性の向上を
図る。 【構成】 リン酸塩と硫酸塩とを２対１の割合で溶解し
た水溶液を電解液として用い、さらに瞬時に正負に交互
反転する電流を用いて複合電解研磨を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ステンレス鋼表面に対
して、電解液を供給しながら電解研磨を行うと共に機械
研磨を行う複合電解研磨方法に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】金属表
面の面粗さを１μm 以下に研磨する従来の方法として
は、バフ研磨に代表される機械研磨，薬品を利用する化
学研磨及び電解液中にて電流を流しながら研磨を行う電
解研磨が挙げられる。しかしながら、機械研磨では平坦
性の向上は困難である。また化学研磨，電解研磨では被
研磨物を浸漬させる槽が必要であり、研磨対象物が大き
い場合は大きな槽及び大量の液を必要とするので、装置
は大掛かりでありコストの上昇も免れなかった。また研
磨製品は、食品，化学薬品の製造にも用いられることか
ら、付着物を減少させる必要があり、また高耐食性が要
求される。

【０００３】そこでこれらの欠点を補う方法として、機
械研磨と電解研磨とを合わせた複合電解研磨方法の研究
が進められており、ステンレス鋼においては、電解液と
して硝酸ナトリウム等の硝酸塩を用いて実用化が行われ
ている。硝酸塩はステンレス鋼の不動態化皮膜形成を目
的として行われているが、不動態化皮膜が形成されると
電流が流れなくなり電解研磨を行うことは困難である。
従って複合電解研磨ではこの不動態化皮膜を研削しなが
ら研磨を行っており、機械研磨の要素が強く効率が悪か
った。

【０００４】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、リン酸塩及び硫酸塩を所定の割合で溶解させ
た電解液を用い、さらに正負に交互反転する電流を用い
て機械研磨と電解研磨とを同時的に行うことにより、耐
食性及び平坦性を向上する複合電解研磨方法を提供する
ことを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】第１発明に係る複合電解
研磨方法は、ステンレス鋼表面に対して、電解液を供給
しながら電解研磨を行い、同時的に機械研磨を行う複合
電解研磨方法において、リン酸塩及び硫酸塩を溶解した
水溶液を前記電解液として用いることを特徴とする。第
２発明に係る複合電解研磨方法は、正負に交互反転する
電流を用いて第１発明に係る複合電解研磨方法を行うこ
とを特徴とする。

【０００６】

【作用】第１発明にあっては、リン酸塩と硫酸塩とを溶
解した水溶液を電解液とするので、被研磨物と電極間に
流れる電流が従来方法の場合より増加することとなり、
機械加工により生じる耐食性が低いベイルビー層及び変
成層を電解作用により金属溶解し、耐食性を向上させる
ことが可能である。第２発明にあっては、正負に交互反
転する電流を用いることにより、粘性がある被研磨物表
面の付着物を除洗しながら電解研磨を行うことが可能で
あり、被研磨物表面はより効果的に微細に研磨され、実
表面積は約１／３程度となり、耐食性を向上させること
が可能である。

【０００７】

【実施例】以下、本発明をその実施例を示す図面に基づ
き具体的に説明する。図１は、本発明に係る複合電解研
磨方法の実施に用いる複合電解研磨装置のワーク部（回
転部）を示す模式的断面図である。図中１は銅製、中空
の回転軸であり、この回転軸の先端部は雄ネジになって
いる。この雄ネジのすぐ上の側面に複数の孔1aが開設さ
れている。また回転軸１の他方側は図示しない本体に接
続されており、本体はエアー駆動装置及びコネクタを備
える。このエアー駆動装置により回転軸１は回転し、ま
たコネクタを介して回転軸１内へ電解液が送入されるよ
うになっている。また回転軸１は電源５に接続されてい
る。この電源５は正負に交互反転する電流を発生するも
のである。

【０００８】この回転軸１の先端部には、複数の孔2aが
開設された円板状、銅製の電極２が螺合されている。そ
して回転軸１の孔1aの上部には、電極２の上方及び側面
を覆う態様で伸縮性があるウレタンからなるカバー３が
取り付けられている。さらに電極２，カバー３の下側に
スポンジからなり中央部に孔4aを有するパッド４がカバ
ー３に接着させて取り付けられている。

【０００９】以上の如き構成の複合電解研磨装置におい
ては、回転軸１の中空部へ送入された電解液は孔1a, 2
a, 4aを通りパッド４全体へ行き渡り、回転軸１を経て
電極２に通電を行うことにより電解研磨が実施可能であ
り、且つワーク部を回転させることにより同時的に機械
研磨を行うことが可能である。

【００１０】このような複合電解研磨装置を用いた本発
明方法の実施例及び実施結果について説明する。電解液
の組成物として、リン酸水素ナトリウム２４０ｇ，硫酸
ナトリウム１２０ｇを水１ｌに溶解し、アルミナ砥粒を
３０ｇ加える。そして正負のデューティ比が95:5で電流
密度が２０Ａ／ｄｍ² の高速反転電流を用いる。試料は
ＳＵＳ３１６ステンレス鋼板である。

【００１１】そしてオージェスパッタ試験により表面状
態の成分割合を調べた。図２は本発明方法とバフ研磨と
を比較して示す研磨表面の組成であり、縦軸に組成をと
り、横軸にスパッタ時間をとって示してある。スパッタ
時間が０に近いほど表面上層の組成を示すことになる。
図２より明らかな如くバフ研磨においては鉄，ニッケ
ル，クロム等の金属が表面と内部とでその成分割合にあ
まり変化は見られない。これに対し本発明方法において
は表面付近での鉄分含有量が少なく、相対的にニッケ
ル，クロムの割合が増加している。さらに表面付近にの
み酸素が高い割合で存在していることから表層に酸化皮
膜（不動態化皮膜）が形成されていることがわかる。

【００１２】次に本発明方法の他の実施例及びその実施
結果について説明する。電解液の組成物として、リン酸
水素２カリウム２００ｇ，硫酸カリウム１００ｇを水１
ｌに溶解する。そして正負のデューティ比が95:5で電流
密度が３０Ａ／ｄｍ² の高速反転電流を用い、研磨材が
含まれた不織布をパッドとして複合電解研磨を行う。試
料はＳＵＳ３０４ステンレス鋼板である。

【００１３】そして硝酸への浸漬テストを行った。複合
電解研磨後の試料であるステンレス鋼板及び未処理のス
テンレス鋼板を67.5％の硝酸に浸漬し、重量の減少量を
常温にて測定した。図３は縦軸に重量減少量をとり、横
軸に浸漬日数をとって示したグラフであり、Ａは本発明
方法により処理したステンレス鋼板の重量減少量を示
し、Ｂは未処理のステンレス鋼板の重量減少量を示す。
図３より明らかな如く本発明方法によるステンレス鋼板
は重量減少量が少なく、14日目以降の重量減少はほとん
どない。これに対し未処理のステンレス鋼板では本発明
方法のステンレス鋼板の約２倍の重量減少がみられ、21
日目を境に重量は増加している。これは酸化皮膜の生成
によるものと考えられる。

【００１４】以上のように本発明方法により研磨を行う
と、表面付近の鉄分含有量が少なく、表面に緻密で強固
な不動態化皮膜（酸化皮膜）が形成されていること、及
び研磨表面の平坦性が増したことから、高濃度硝酸中に
浸漬しても重量の増減が少なく耐食性が高いステンレス
鋼板を得ることが可能である。また従来の複合電解研磨
方法より被研磨物と電極間に流れる電流が増大すること
から所要時間が大幅に短縮された。なお高速反転電流密
度は大きいほど研磨量が大きくなり研磨時間を短縮する
ことが可能である。また上述の実施例で示すように、研
磨材を電解液に混入するか又は研磨材を含むパッドを用
いるかのいずれの方法でも機械研磨を行うことが可能で
ある。

【００１５】

【発明の効果】以上のように本発明に係る複合電解研磨
方法では、リン酸塩及び硫酸塩を溶解した水溶液を電解
液として用いることにより、被研磨物と電極間に流れる
電流が増加して電解作用による金属溶解を促す。さらに
正負に交互反転する電流を用いて前述の複合電解研磨方
法を実施するので、耐食性及び平坦性を向上させること
が可能となる等、本発明は優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法の実施に使用する複合電解研磨装置
を示す模式的断面図である。

【図２】研磨表面の組成を示すグラフである。

【図３】硝酸浸漬における重量減少量を示すグラフであ
る。

【符号の説明】

１ 回転軸 ２ 電極 ３ カバー ４ パッド ５ 電源

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステンレス鋼表面に対して、電解液を供
   給しながら電解研磨を行い、同時的に機械研磨を行う複
   合電解研磨方法において、リン酸塩及び硫酸塩を溶解し
   た水溶液を前記電解液として用いることを特徴とする複
   合電解研磨方法。
2. 【請求項２】 正負に交互反転する電流を用いて複合電
   解研磨を行うことを特徴とする請求項１記載の複合電解
   研磨方法。