JPH07185941A - ステンレス鋼部材の電解研磨方法 - Google Patents

ステンレス鋼部材の電解研磨方法

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JPH07185941A
JPH07185941A JP32946593A JP32946593A JPH07185941A JP H07185941 A JPH07185941 A JP H07185941A JP 32946593 A JP32946593 A JP 32946593A JP 32946593 A JP32946593 A JP 32946593A JP H07185941 A JPH07185941 A JP H07185941A
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 1重量%以上の塩化ナトリウム、塩化カリウ
ム、塩化アンモニウム塩の一種または二種以上を組み合
わせたものに、0.03〜0.5重量%のBTA(C6H4
NHN2:ベンゾトリアゾール)を添加した電解液を使用
し、被処理材であるステンレス鋼部材を陽極にするとと
もに、陰極との間に研磨砥粒を含む通水性不織布に上記
電解液を流しながら電解擦過するの電解研磨方法であ
る。 【効果】 酸化性液中でステンレス鋼部材の不働態膜が
陽極過電圧で破壊して電解溶出するときの電位により溶
出したクロムが3価から6価へ酸化する欠点を、非酸化
性液と腐食抑制剤の添加電解液により解決することがで
きるとともに、表面凸部の過剰な吸着有機絶縁膜を、研
磨砥粒を含む通水性不織布で擦過することにより、高い
電流効率で加工できるという利点がある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、耐食性、耐熱性の他、
各種機能性表面が要求される構成部材として用いられる
ステンレス鋼部材の電解表面加工または研磨面の作製方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】電解加工は電気化学反応を利用した加工
方法であり、電気化学反応においては電気的エネルギー
が関与するため、化学反応に比べ反応を制御することが
容易となり、したがって反応速度を速くすることができ
るので、加工速度が早い。
【0003】この電解加工は、他の特殊加工と同様に、
機械加工が困難な材料の加工に対処するために開発され
たもので、電解加工の利点は、材料の硬さに関係無く殆
どの金属を加工することができ、しかも複雑な形状を一
工程で加工できること、工具の消耗が無いこと、加工変
質層を残さないことなどである。しかし、欠点として
は、装置が大型でかつ高価になることと、腐食作用のあ
る電解液を取り扱わなければならないことである。
【0004】この電解加工方法においては、工具電極と
工作物とを接近して対向させ、その間に電解液(NaC
l,NaNO3 水溶液など)を高速で流しながら、工具
電極を陰極に、工作物を陽極にして直流電流を流すと、
工作物の工具電極に対面した部分は電解作用によって溶
出を始める。工作物の溶出量に応じて工具電極を送り込
んで行くことによって、工具電極を雄形とする雌形が工
作物に加工されることになる。なお、溶出した金属イオ
ンは電解液中で酸化されてコロイド状の酸化物または水
酸化物となり、スラッジとして除去される。
【0005】また、電解加工においては、通常、加工電
圧を定電圧(電源電圧:5〜20V)に設定し、工具電
極は定速送りによって加工が行われる。正常な加工にお
いては、加工間隔に自己調節作用が働き、加工間隔がほ
ぼ一定に保たれるので、定常状態における工作物の溶出
速度は、工具電極の送り速度に等しくなり、溶出速度は
ファラデーの法則に従って加工電流密度に比例する。実
際には、溶出する成分金属の溶出価数が不明のため、電
気化学当量を確定できない場合が多く、逆に溶出速度か
ら合金成分金属の溶出価数が推定されている。
【0006】ところで、電解加工液として必要な条件
は、適当な大きさの比電導率を有し、工具電極に電着を
起こすこと無く工作物を高い電流効率で加工でき、良好
な加工面性状が得られることである。
【0007】例えば、鉄系材料に対する電解加工液とし
ては、塩化ナトリウム(NaCl)、硝酸ナトリウム
(NaNO3 )、塩素酸ナトリウム(NaClO3 )な
どの水溶液が知られている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記塩化ナトリウム電
解液は腐食作用が強く、加工精度は劣るが、早い加工速
度が得られ、またクロム含有率の高い合金鋼(ステンレ
ス鋼)を加工する場合でも、クロムは取扱いやすい3価
クロムとして溶出するので、表面粗さがそれ程問題にな
らない分野では一部使用されているが、鏡面は得られな
い。
【0009】鏡面を得るには、腐食を抑える必要があ
り、塩化物水溶液に対する金属の防食法として、各種防
錆剤(インヒビター)を添加することが考えられ、大き
く無機系と有機系とに分けられる。
【0010】無機系の代表に、酸化剤として金属に防食
酸化被膜を形成するクロム酸があるが、中性溶液では効
果が弱く、有害な6価クロムの問題がある。また、有機
系のものは吸着による防食膜を形成するが、絶縁作用に
より、電流効率が低下するという問題がある。
【0011】また、硝酸ナトリウム電解液は塩化ナトリ
ウム電解液に比べて腐食作用は弱く、良好な加工精度が
得られることから最も多く使用されている。さらに、塩
素酸ナトリウム電解液は加工特性は優れているが、火災
の危険性が大きく現在ほとんど使用されていない。
【0012】ところで、硝酸ナトリウム、塩素酸ナトリ
ウム電解液でステンレス鋼を加工した場合の溶出価数を
調べた結果、クロム含有率の高い合金鋼を加工すると、
スラッジ中に、人体に有害な6価クロムが残留する場合
があり、したがって廃棄などの処理に問題がある。
【0013】また、上記電解液の電流効率(単位電気量
当りの溶出量)を電流密度の関数で調べると、塩化ナト
リウム電解液では、電流効率は電流密度によらず、鉄が
2価の状態、クロムが3価の状態で溶出する理論電気化
学当量に近い高い効率値が得られる。
【0014】一方、硝酸ナトリウム、塩素酸ナトリウム
電解液では、低電流密度領域において、ステンレス鋼が
不働態化を起こしているため、電流は酸素発生に費やさ
れ、金属溶出の電流効率は低下する。しかし、高電流密
度では強い電場の作用により、不働態膜が破壊されて電
流効率が上昇するため、塩化ナトリウムと同じ程度の効
率となる。しかし、強い電場は3価の状態で溶出したク
ロムを酸化して、有害な6価のクロムに変えてしまうと
いう問題がある。
【0015】そこで、本発明はこうした技術的課題を解
決するためになされたものであって、その目的は表面平
滑性、耐食性に優れ、電解溶出するステンレス鋼の成分
のうちクロムが3価の無害な状態で溶出し、さらに高い
電流効率で加工できる作業性に優れた電解複合研磨方法
を提供することにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明のステンレス鋼部材の電解研磨方法は、1重
量%以上の塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化アンモ
ニウム塩の一種または二種以上を組み合わせたものに、
0.03〜0.5重量%のBTA(C6H4NHN2:ベンゾト
リアゾール)を添加した電解液を使用し、被処理材であ
るステンレス鋼部材を陽極にするとともに、陰極との間
に研磨砥粒を含む通水性不織布に上記電解液を流しなが
ら電解擦過する研磨方法である。
【0017】より詳細には、電解加工時にステンレス鋼
より溶出するクロムイオンを、電解液の組成と有機防錆
剤(BTA)および砥粒による吸着有機防錆剤の擦過除
去を組み合わせることで、クロムを無害な3価状態で溶
出させ、高い電流効率で耐食性、平滑性および表面の清
浄性に優れたステンレス鋼部材の電解複合加工または研
磨方法を提供するものである。
【0018】
【作用】本発明は上記のように構成されるが、要する
に、電解研磨液に電流効率の優れた非酸化性中性塩に有
機防錆剤を添加調整した無公害中性塩溶液を使用するこ
とで、電解液とステンレス鋼の陽分極電流−電位特性か
ら高い電流効率で、しかも溶出した3価クロムを6価に
過剰酸化しないように、砥粒により表面に生成した吸着
有機絶縁膜を除去しながら研磨するものである。
【0019】そして、本発明で適用する電解複合研磨方
法とは、電解により陽極となる被研磨金属を電解溶出さ
せるとともに、被研磨金属の表面凸部に形成された不働
態酸化被膜を研磨砥粒による擦過作用で研磨除去してそ
の鏡面を加工する方法で、研磨砥粒に一定以上の速度を
与えて研磨面を擦過すると同時に、不働態化型電解液を
介して数A/cm2 以下の電解電流密度で、研磨面に溶
出と酸化の陽極反応を発生させる研磨方法である。
【0020】研磨する一例を述べると、#120〜#1
500のSiC系砥粒で初期表面粗さが5〜10μm
(Rmax)のSUS316L部材を研磨する場合、不
働態型電解液に20重量%のNaNO3 水溶液を使用す
るとともに、電解電流密度を0〜5A/cm2 の範囲で
変化させて研磨した結果、粗さが1μm(Rmax)以
下の部材表面が得られた。
【0021】この電解複合研磨方法によると、部材の平
滑化、局部欠陥の除去に加え、酸化性の中性電解溶液中
で電解溶出と陽極酸化現象が起こり、特定の原子(C
r)が表面に濃縮し、形成された不働態膜の組成変化、
構造の安定化、密度、膜厚が耐食性に優れたものとな
り、従来からの燐酸、硫酸を主とした電解研磨により得
られる表面とは異なっている。
【0022】ところで、電解複合研磨に利用されてきた
硝酸ナトりウム電解液は電解液とステンレス鋼の陽分極
電流−電位特性から有害な6価クロムの生成が避け難い
ものであり、また塩化ナトリウム単独では6価クロムが
生成しないものの研磨面性状が悪く、使い難いものであ
った。これらの液の単独使用では、ステンレス鋼の陽分
極特性からだけでは解決できず、不働態膜の生成と破壊
そして6価クロムの生成に関し、新しい電解液の開発と
砥粒による擦過除去とを組み合わせる必要がある。
【0023】そこで、本発明は、1重量%以上の塩化ナ
トリウム、塩化カリウム、塩化アンモニウム塩の一種ま
たは二種以上を組み合わせたものに、0.03〜0.5
重量%のBTA(C6H4NHN2:ベンゾトリアゾール)を添
加した電解液を使用し、被処理材であるステンレス鋼部
材を陽極にするとともに、陰極との間に研磨砥粒を含む
通水性不織布に上記電解液を流しながら電解擦過するこ
とにより行われる。
【0024】後述する実施例から明らかなように、塩化
物濃度が1重量%未満であると、電気伝導度が不足し、
電気抵抗の増加、過剰な電圧による研磨特性の低下、品
質の低下がみられる。また、濃度の上限は飽和濃度であ
るが、実際のところ、塩の持ち出し、飽和析出による作
業性の低下があり5〜20重量%の範囲が望ましい。
【0025】また、BTAの添加量は0.03重量%未
満であると効果がなく、また0.5重量%を超えると、
電解液に溶けず鹸濁してフイルターなどに目詰まりを起
こす恐れが生じ、あまり好ましくない。しかし、適量の
BTAの添加により、金属面に吸着有機防錆膜が形成さ
れて塩化物による腐食が抑制される。
【0026】さらに、研磨砥粒を含む通水性不織布に電
解液を流しながら擦過することは、鏡面を得る手段でも
あるが、表面凸部の過剰な吸着有機防錆膜を除去でき、
膜形成による陽分極電位の上昇を抑える効果があり、電
流効率の低下を少なくできる。
【0027】以下、実施例について説明する。
【0028】
【実施例】
[実施例1]図1に示すように、塩化ナトリウムが20
重量%、BTAが0.2重量%、残部水よりなる水溶液
を電解液1とし、研磨すべき被処理材に市販のSUS3
04(JIS規格)ステンレス鋼板の酸洗仕上げ板(酸
洗後にブライトロールで軽度の冷間加工を行って光沢を
出したもの)2を対象に陽極とし、#600のアルミナ
砥粒の付着した通水性不織布12が取り付けられた70
φ回転バフ研磨ヘッド(回転数800RPM、移動速度
0.4mm/sec)11を用い、電解液1を1リット
ル/minの割で流しながら電流密度1A/cm2 の割
合で擦過研磨したところ、90%以上の電流効率で表面
粗さ1μm(Rmax)以下の鏡面が得られた。また、
電解液への6価クロムの溶出は検出されなかった。な
お、図1中、3は不動態膜を示しており、また図2に各
種電解液における電流密度と電流効率との関係を示す。
【0029】なお、比較例1として、塩化ナトリウム2
0重量%、クロム酸ナトリウム0.2重量%、残部水よ
りなる水溶液を電解液とし、実施例1と同様にステンレ
ス鋼を研磨したところ、ステンレス鋼に孔食が発生し
た。図2に示す分極特性において、クロム酸ナトリウム
の添加は金属溶出を抑える効果があるが、局部腐食の孔
食が発生した。またクロムの添加は望ましくない。
【0030】また、比較例2として、塩化ナトリウム2
0重量%、モリブデン酸ナトリウム0.02重量%、残
部水よりなる水溶液を電解液とし、実施例1と同様にス
テンレス鋼を研磨したところ、6価クロムは検出されな
かったが、図3に示すように、顕著な腐食抑制と鏡面効
果を示さなかった。
【0031】[実施例2]塩化アンモニウム10重量
%、BTA0.04重量%、残部水よりなる水溶液を電
解液に、実施例1と同様にステンレス鋼を研磨したとこ
ろ、極めて優美な研磨面となった。塩化アンモニウムを
使用することで研磨表面に残留ナトリウム汚染問題がな
くなり、例えば半導体製造装置類における構成部材の表
面研磨に適した電解研磨を行うことができる。なお、こ
の場合にも、電解液への6価クロムの溶出は検出されな
かった。
【0032】上述した電解研磨方法によると、酸化性液
中でステンレス鋼部材の不働態膜が陽極過電圧で破壊し
て電解溶出するときの電位により溶出したクロムが3価
から6価へ酸化する欠点を、非酸化性液と腐食抑制剤の
添加電解液で解決し、また表面凸部の過剰な吸着有機絶
縁膜を、研磨砥粒を含む通水性不織布で擦過することに
より、高い電流効率で加工できる。
【0033】
【発明の効果】以上のように本発明の電解研磨方法によ
ると、酸化性液中でステンレス鋼部材の不働態膜が陽極
過電圧で破壊して電解溶出するときの電位により溶出し
たクロムが3価から6価へ酸化する欠点を、非酸化性液
と腐食抑制剤の添加電解液により解決することができる
とともに、表面凸部の過剰な吸着有機絶縁膜を、研磨砥
粒を含む通水性不織布で擦過することにより、高い電流
効率で加工できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例における電解研磨方法を説明す
る概略側面図である。
【図2】各種電解液における電流密度と溶出の電流効率
を示すグラフである。
【図3】各種防錆剤添加液によるステンレス鋼の陽分極
特性を示すグラフである。
【符号の説明】
1 電解液 2 仕上げ板 11 バフ研磨ヘッド 12 通水性不織布

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】1重量%以上の塩化ナトリウム、塩化カリ
    ウム、塩化アンモニウム塩の一種または二種以上を組み
    合わせたものに、0.03〜0.5重量%のBTA(C6
    H4NHN2:ベンゾトリアゾール)を添加した電解液を使用
    し、被処理材であるステンレス鋼部材を陽極にするとと
    もに、陰極との間に研磨砥粒を含む通水性不織布に上記
    電解液を流しながら電解擦過することを特徴とするステ
    ンレス鋼部材の電解研磨方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006037166A (ja) * 2004-07-27 2006-02-09 Ulvac Japan Ltd 表面処理方法
JP2017082253A (ja) * 2015-10-22 2017-05-18 株式会社Ihi ステンレス鋼部品の脱スケール処理方法及び不動態化処理方法
JP2020164918A (ja) * 2019-03-29 2020-10-08 Jfeスチール株式会社 方向性電磁鋼板の製造方法および方向性電磁鋼板
CN115198255A (zh) * 2022-07-21 2022-10-18 江苏科技大学 一种钛表面电解充氢活化化学镀镍方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04193419A (ja) * 1990-11-28 1992-07-13 Yushiro Chem Ind Co Ltd 改良された水溶液系放電加工液
JP3079226U (ja) * 2000-12-08 2001-08-10 株式会社シフト・コミュニケーションズ 保温食材の保温運搬システム

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04193419A (ja) * 1990-11-28 1992-07-13 Yushiro Chem Ind Co Ltd 改良された水溶液系放電加工液
JP3079226U (ja) * 2000-12-08 2001-08-10 株式会社シフト・コミュニケーションズ 保温食材の保温運搬システム

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006037166A (ja) * 2004-07-27 2006-02-09 Ulvac Japan Ltd 表面処理方法
JP2017082253A (ja) * 2015-10-22 2017-05-18 株式会社Ihi ステンレス鋼部品の脱スケール処理方法及び不動態化処理方法
JP2020164918A (ja) * 2019-03-29 2020-10-08 Jfeスチール株式会社 方向性電磁鋼板の製造方法および方向性電磁鋼板
CN115198255A (zh) * 2022-07-21 2022-10-18 江苏科技大学 一种钛表面电解充氢活化化学镀镍方法

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