JPH0679611A

JPH0679611A - ステンレス鋼パイプの研磨方法

Info

Publication number: JPH0679611A
Application number: JP25895792A
Authority: JP
Inventors: Yukimi Ishihara; 幸美石原; Kazunari Nakamoto; 一成中本; Kiyoshi Suzuki; 清鈴木; Koichi Kitajima; 弘一北嶋
Original assignee: Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 1992-09-02
Filing date: 1992-09-02
Publication date: 1994-03-22

Abstract

(57)【要約】【目的】ステンレス鋼パイプの表面を、能率よく高鏡
面に仕上げる。【構成】ステンレス鋼パイプ２を鏡面仕上げする仕上
げ研磨の前工程として、砥粒を混入したメタ系芳香族ポ
リアミドを主成分とする合成樹脂製のブラシ１を使用す
る。ブラシ１の回転中心をステンレス鋼パイプ２又はブ
ラシ１の移動方向に対して５〜２５度の角度で傾斜さ
せ、ブラシ１を回転させながらステンレス鋼パイプ２を
研磨する。【効果】ブラシ１の傾斜角度を５〜２５度に設定する
ことにより、少ないパスでステンレス鋼パイプ２を鏡面
研磨することができる。研磨されたステンレス鋼パイプ
２の表面は、疵や研磨目等の欠陥がなく、表面粗度Ｒ
_max ＝０．１μｍの平滑度に仕上げられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鏡面仕上げの前工程と
してステンレス鋼パイプの表面を研磨する方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ステンレス鋼パイプを工業的に研磨する
一般的な方法として、疵取りや粗研磨として研磨ベル
ト，フラップホイール等を用いた研磨を行った後で、仕
上げ及び表面の光沢化のために有機質結合剤を用いた弾
性砥石研磨又はバフ研磨を行っている。たとえば、特開
平４−１２７０３号公報には、プラスチック台座の曲面
にブラシ毛を植設することにより、ブラッシング効率が
高く且つブラッシングむらの少ない研磨用ブラシが紹介
されている。

【０００３】粗研磨用の研磨ベルトを使用した研磨で
は、高い研削力が得られるものの、研削力や研磨面の粗
度が経時的に劣化する問題がある。また、研磨された表
面に、スクラッチ等の欠陥も発生し易い。フラップホイ
ールによる研磨では、研磨面の粗度は安定しているもの
の、研磨時にホイールの基材が被研磨面を叩く作用が強
い。そのため、基材の先端部が引きちぎられて消耗した
り、スクラッチ等の欠陥が発生し易い。また、ホイール
の基材が紙或いは布であるため、弾性率及び反発力が小
さく、高い加圧力を設定できないことから研削力が劣っ
ている。

【０００４】何れの方法においても、光沢を向上させる
上で支障となる研磨前のパイプ表面にある疵や研磨面に
深い研磨ラインが残留し易く、研磨したままで高鏡面を
得ることができない。そのため、仕上げ研磨として、研
削力が小さい有機質結合剤を使用した弾性砥石研磨，バ
フ研磨等を行っている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】有機質結合剤を用いた
弾性砥石による研磨では、結合剤の弾性効果によって砥
粒切込みが均一化され、被研磨面に特に深い疵を与える
ことがない。しかし、研削力が小さいため、研磨に長時
間の作業を必要とする。バフ研磨も、被研磨材の接触面
に対する適応性が高い柔軟性があるものの、研削力が小
さいことから長時間の研磨作業が必要になる。何れの方
法も、ベルト研磨又はフラップホイール研磨で粗研磨し
た後に平滑化，光沢出しのための仕上げ研磨として採用
されている。しかし、研磨時に残留したパイプの疵や深
い研磨目は、研削力が小さな仕上げ研磨で除去すること
が困難である。たとえば、ベルト研磨又はフラップホイ
ール研磨と弾性砥石又はバフ研磨の組合せでは、パス回
数が多く、しかも研磨目が残留しており、表面粗度Ｒ
_max ＝０．１μｍ以下の高鏡面を得ることは困難であ
る。そこで、現状では、パス回数の増加等に起因する生
産コストの問題を考慮して、表面粗度Ｒ_max ＝０．７μ
ｍ程度の粗い粗度レベルに留まっている。

【０００６】ところで、バリ取り，鋼板表面のスケール
除去，研掃作業，表面清浄化等に、ナイロン，ポリエチ
レン等の合成樹脂からなるブラシが使用されている。こ
れらのブラシを研磨に使用すると、ブラシの強度が低く
摩耗し易いことから、砥粒の脱落が顕著にみられる。ま
た、ブラシ素材の耐熱温度が低いことから、研磨されて
いる鋼板等の温度上昇に伴って溶着等の現象がみられ、
研磨能率の低下や被研磨材の表面状態の悪化等が生じ
る。このような欠陥は、特に表面光沢が商品価値に重大
な影響を与えることから、ステンレス鋼パイプの高鏡面
化には不向きである。本発明は、このような問題を解消
すべく案出されたものであり、特定された材質のブラシ
の回転中心をステンレス鋼パイプの移動方向に対して所
定角度に維持した状態で研磨することにより、表面疵，
研磨目等を残留させることなく能率よくステンレス鋼パ
イプを高鏡面にすることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の研磨方法は、そ
の目的を達成するため、ステンレス鋼パイプを鏡面仕上
げする仕上げ研磨の前工程として、砥粒を混入したメタ
系芳香族ポリアミドを主成分とする合成樹脂製のブラシ
を使用し、該ブラシの回転中心を前記ステンレス鋼パイ
プ又はブラシの移動方向に対して５〜２５度の角度で傾
斜させ、前記ブラシを回転させながら前記ステンレス鋼
パイプを研磨することを特徴とする。本発明において
は、砥粒を混入したメタ系芳香族ポリアミドを主成分と
する合成樹脂をブラシ素材として使用する。砥粒として
は、通常の研磨，研削等に使用されているアルミナ，炭
化ケイ素，ダイヤモンド，ＣＢＮ等の粉状研磨剤が使用
される。

【０００８】ブラシ素材の合成樹脂は、メタ系芳香族ポ
リアミドを主成分とし、通常のブラシ素材に比較して耐
熱性，耐摩耗性に優れており、研磨時に摩耗や砥粒の脱
落等が生じにくい。このブラシ素材は、弾性率及び反発
力が高いことから研磨時の加工圧下力を高く設定するこ
とができ、大きな研削力が得られる。しかも、研磨中に
おける温度上昇に起因した溶着がなく、研磨能率の低
下，研磨面の表面状態の悪化等の問題が生じない。その
結果、安定した粗度をもつ研磨面が得られる。また、被
研磨材を叩くことがないので、スクラッチ等の欠陥発生
も抑制され、表面の凹凸を除去することによって、平滑
性に優れた研磨面が得られる。ブラシ形状には、たとえ
ば砥粒を混入させた繊維状の合成樹脂を金属製リングの
外周に放射状に並べて植設したホイール型，砥粒を混入
させた繊維状の合成樹脂を金属円盤状に並べて植設した
カップ型等がある。

【０００９】このブラシは、回転しながら被研磨材であ
るステンレス鋼パイプに接触する。そして、ステンレス
鋼パイプの長手方向にブラシを相対的に移動させなが
ら、パイプ表面を全長にわたって研磨する。このとき、
研磨ブラシの回転中心を、ステンレス鋼パイプ又はブラ
シの移動方向に対して５〜２５度の角度で傾斜させる。
この角度設定によって、スクラッチ等の欠陥を生じるこ
となく、研磨面の粗度も安定する。また、パイプ表面の
凸部が除去され、研磨後に平滑な表面が得られる。その
結果、研磨能率が向上すると共に、優れた表面性状をも
つ研磨面が得られる。他方、研磨ブラシの回転中心とス
テンレス鋼パイプ又はブラシの移動方向との間の角度が
５度未満であると、研磨能率が低下する。逆に、２５度
を超える角度では、研磨後の表面に若干の変形がみられ
る。特に、多角パイプを研磨するとき、パイプ角部にダ
レ等の形状劣化が発生する。

【００１０】本発明に従って研磨したステンレス鋼パイ
プの表面は、安定した粗度をもっており、平滑性にも優
れている。しかし、このままの表面状態では、表面の光
沢が鈍く、高鏡面としての用途には若干不足する。そこ
で、仕上げ研磨によって表面光沢を向上させる。仕上げ
研磨としては、有機質結合材を用いた弾性砥石による研
磨，バフ研磨，電解研磨，電解砥粒研磨，フィルム研磨
等の方法が採用される。或いは、これら方法を適宜組み
合せた仕上げ研磨を採用することもできる。

【００１１】有機質結合材を用いた弾性砥石による研磨
は、ポリビニルアルコール等を結合材とするスポンジ状
の弾性砥石を使用して行われる。バフ研磨は、研磨剤で
ある砥粒の保持体として布，皮，革等の柔軟性材料によ
って回転体として構成されたバフを使用する。バフの外
周面に研磨剤が適当な媒体によって保持され、高速度で
回転するバフと被研磨材との圧力によって金属表面を研
磨する。電解研磨は、電気分解の作用により、陽極とす
る被研磨材表面を溶解することによって研磨する。電解
砥粒研磨は、電解研磨に機械的研磨を複合させたもので
あり、電解を行いながら砥粒の作用で被研磨材の表面を
研磨する。フィルム研磨では、砥粒が表面に固定された
フィルムを一定スピードで被研磨材に送り、一定圧で被
研磨材に押し付けて研磨する。本発明に従ったブラシ研
磨に続いて以上の仕上げ研磨を行うとき、ブラシ研磨及
び仕上げ研磨何れも少ない工数及び作業時間で、能率よ
くステンレス鋼パイプの表面を研磨することができ、表
面粗度Ｒ_max ＝０．１μｍまでの高鏡面が容易に得られ
る。

【００１２】

【作用】耐熱性，耐摩耗性に優れたメタ系芳香族ポリア
ミドをブラシ素材とするブラシを使用した研磨工程を、
粗研磨と仕上げ研磨との間に組み込むことにより、少な
いパスでステンレス鋼パイプを鏡面仕上げすることが可
能となる。これは、ステンレス鋼の物性に起因して効率
よく研磨が行われることに起因する。ステンレス鋼は、
一般的に普通鋼と同一条件下で研磨したとき、普通鋼に
比較して研削量が少ない。また、通常の研磨方法で研削
量を高めるために加圧力を大きくすると、普通鋼に比較
して熱伝導率が半分以下のステンレス鋼にあっては、研
磨部が局部的に加熱される。その結果、熱歪みの生成，
研磨工具の溶着による表面状態の悪化，研磨効率の低下
等の問題が生じる。

【００１３】これに対し、本発明に従ったブラシ研磨
は、弾性率及び反発力が高いブラシを使用していること
から、研削力を大きくとるために研磨時の加圧力を高く
設定することができる。また、耐摩耗性，耐熱性に優れ
たブラシであるため、温度上昇に伴って溶着が発生する
ことがなく、研磨効率の低下，表面状態の悪化等の問題
が生じない。このようにして、本発明によるとき、効率
よく短時間でステンレス鋼パイプ表面を良好な表面状態
にすることができ、この研磨されたステンレス鋼パイプ
は少ないパスの仕上げ研磨で高鏡面に仕上げられる。

【００１４】

【実施例】被研磨材として、サイズ４０ｍｍ×４０ｍｍ
×２００ｍｍで肉厚１．２ｍｍのステンレス鋼ＳＵＳ３
０４製角パイプを使用した。ブラシとしては、砥粒粒度
＃１２０及び＃６００の２種類のＧＣ砥粒をそれぞれ２
０％含有させた繊維太さ２５００デニール及び繊維長さ
３０ｍｍのメタ系芳香族ポリアミドを外径２００ｍｍ及
び幅５０ｍｍのホイール状に植設した２本のブラシを使
用した。ブラシ１を、図１に示すように角パイプ２の表
面に接触させ、それぞれの砥粒粒度のブラシで各２パス
づつ角パイプ２を研磨した。研磨条件は、周速６５０ｍ
／分及びパイプ送り速度１ｍ／分に設定した。このと
き、ブラシ１の回転中心を、図２に示すように角パイプ
２の移動方向に対して０度（比較例），２０度（本発明
例）及び３０度（比較例）の３通りで傾斜させた。

【００１５】ブラシ研磨後の角パイプ２は、外径２００
ｍｍ及び幅５０ｍｍのオープンサイザルバフを使用して
仕上げ研磨された。仕上げ研磨用の研磨材としてアルミ
ナ及び酸化クロムの２種類を使用し、それぞれ１パスづ
つ研磨を行った。このときの研磨条件は、バフ回転速度
１５００ｍｍ／分及びパイプ送り速度１ｍ／分に設定し
た。何れの例においても、ブラシ研磨４パス，バフ研磨
２パスの合計６パスで角パイプ２を研磨した。研磨され
た角パイプ２の表面を観察したところ、ブラシ１の傾斜
角度を２０度に維持した本発明例では、合計６パスの少
ない回数で表面粗度Ｒ_max ＝０．１μｍの高鏡面のステ
ンレス鋼パイプが得られた。

【００１６】これに対し、傾斜角度０度、すなわち角パ
イプ２の移動方向に直交して配置したブラシ１で研磨し
たものにあっては、研磨後の表面粗度がＲ_max ＝０．３
μｍと若干大きい鏡面が得られた。他方、傾斜角度３０
度に保持したブラシ１で研磨したものでは、表面粗度Ｒ
_max ＝０．１μｍの高鏡面が得られたものの、研磨され
た角パイプ２の角部にダレ等の若干の変形が生じてい
た。また、ブラシ研磨に替えて、フラップホイールを使
用して同じ角パイプ２を研磨したときの研磨結果を調査
した。フラップホイールとしては、砥粒粒度＃１２０，
＃２４０，＃３２０，＃４００，＃６００及び＃１００
０の６種類のアルミナ砥粒をそれぞれ接着した研磨布を
外径２００ｍｍ及び幅５０ｍｍのホイール状に取り付け
たものを使用した。

【００１７】フラップホイール３を、図３に示すように
角パイプ２の表面に押し当て、ホイール周速６５０ｍｍ
／分及びパイプ送り速度１ｍ／分の条件下で角パイプ２
を研磨した。また、それぞれの砥粒粒度のフラップホイ
ールごとに、角２パスづつの研磨を行った。引き続い
て、ブラシ研磨の場合と同様に２パスのバフ研磨を施し
た。すなわち、フラップホイール研磨１２パス，バフ研
磨２パスで、角パイプ２が研磨された。研磨後の角パイ
プ２の表面を観察すると、表面粗度がＲ_max ＝０．８μ
ｍと劣っており、しかも研磨ラインが残留していた。

【００１８】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、砥粒が混入されたメタ系芳香族ポリアミドを主成分
とするブラシを使用し、被研磨材であるステンレス鋼パ
イプに対しブラシの回転中心を５〜２５度傾斜させた状
態でステンレス鋼パイプを研磨している。これにより、
表面疵，研磨目等を残留させることなく、しかも研磨に
起因するダレ等の変形を抑制して、良好な高鏡面状態に
ステンレス鋼パイプを少ないパスで研磨仕上げすること
ができる。このようにして、本発明によるとき、高品質
のステンレス鋼パイプが能率よく製造される。

【図面の簡単な説明】

【図１】角パイプに対するブラシの接触状態

【図２】角パイプに対するブラシの傾斜角度

【図３】角パイプに対するフラップホイールの接触状
態

【符号の説明】

１ブラシ２角パイプ３フラップホイール

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ステンレス鋼パイプを鏡面仕上げする仕
上げ研磨の前工程として、砥粒を混入したメタ系芳香族
ポリアミドを主成分とする合成樹脂製のブラシを使用
し、該ブラシの回転中心を前記ステンレス鋼パイプ又は
ブラシの移動方向に対して５〜２５度の角度で傾斜さ
せ、前記ブラシを回転させながら前記ステンレス鋼パイ
プを研磨することを特徴とするステンレス鋼パイプの研
磨方法。
【請求項２】ステンレス鋼パイプが平面状の側面をも
つ多角パイプである請求項１記載の研磨方法。