JPH083796A - 電解流動研磨加工方法 - Google Patents

電解流動研磨加工方法

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JPH083796A
JPH083796A JP15928894A JP15928894A JPH083796A JP H083796 A JPH083796 A JP H083796A JP 15928894 A JP15928894 A JP 15928894A JP 15928894 A JP15928894 A JP 15928894A JP H083796 A JPH083796 A JP H083796A
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JP
Japan
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polishing
electrolytic
polished
abrasive grains
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JP15928894A
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Inventor
Hiroshi Kawakami
浩 川上
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JAPAN SMALL CORP
Original Assignee
JAPAN SMALL CORP
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  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 均一な研磨面を容易且つ安全に得ることがで
きると共に研磨加工作業を省エネルギー化して加工費の
低廉化を可能とする電解流動研磨加工方法を提供する。 【構成】 陰極に保持された電解研磨槽1a内に、電解
研磨液3aに研磨砥粒3bを分散させた電解スラリー3
を満たし、陽極に保持されたミルクピッチャー2を被研
磨物として浸漬する。電解研磨槽1a内の電流密度を陽
極酸化領域としてミルクピッチャー2の電解を行い、そ
の表面に形成された皮膜を電解スラリー3の撹拌による
研磨砥粒3bの流動により研磨除去して、ミルクピッチ
ャー2の表面を研磨加工する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電解研磨液中で被研磨
物を陽極酸化しながら、生成した陽極酸化皮膜を研磨砥
粒で研磨除去する新規方式による電解流動研磨加工方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より電解研磨加工方法を改良した研
磨加工方法については、種々提案されており、例えば特
公昭58−19410号公報に記載されているように、
被研磨物の電解により被研磨物表面に形成された不働態
化酸化皮膜をバフ及び砥粒の研磨作用により除去して被
研磨物表面の凸部を優先的に陽極溶解し、研磨面を鏡面
に仕上げるという電解バフ研磨加工方法がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記電解バフ
研磨加工方法は、その研磨加工作業において、電極とバ
フを交互に配する専用工具を用意して、その工具を被研
磨物表面に押圧しながら摺動することにより研磨加工す
るために、被研磨物表面においてバフが当たり難い2次
曲線や3次曲線の部分における研磨面が不均一となると
いう問題があった。また、高電流密度(50〜400A
/dm2)の電解研磨液中にて研磨加工するために加工
費が高くなり、加工費の低廉化に対する要望も生じてい
る。
【0004】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、
被研磨物を電解研磨液中において低電流密度の陽極酸化
皮膜形成領域において電解すると共に、生じた陽極酸化
皮膜を研磨砥粒で研磨除去する方式を採用することによ
り、均一な研磨面を容易且つ安全に得ることができると
共に、研磨加工作業を省エネルギー化して加工費の低廉
化を可能とする電解流動研磨加工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及び作用】本発明者は、上
記目的を達成するために鋭意検討を行った結果、低電流
密度の陽極酸化皮膜形成領域にて被研磨物を電解し、そ
れにより形成された被研磨物表面の陽極酸化皮膜を電解
研磨液中の研磨砥粒の流動で研磨除去することにより、
被研磨物表面の2次曲線や3次曲線の部分においても均
一な研磨面を得ることが可能となることを見い出し、本
発明をなすに至ったものである。
【0006】即ち、本発明は、電解研磨槽内の電解研磨
液に研磨砥粒を分散させ、この研磨砥粒分散電解研磨液
中に被研磨物を浸漬し、この被研磨物を陽極として上記
電解研磨液中の陰極との間に上記被研磨物を陽極酸化さ
せる電流密度で電流を流すと共に、上記電解研磨液を撹
拌して上記研磨砥粒を流動させることにより、上記被研
磨物表面に生成した陽極酸化皮膜を上記流動する研磨砥
粒で研磨除去することを特徴とする電解流動研磨加工方
法を提供する。
【0007】以下、本発明を更に詳述する。本発明の電
解流動研磨加工方法は、電解研磨液中に研磨砥粒を分散
させた研磨砥粒分散電解研磨液(スラリー)中に被研磨
物を浸漬し、研磨砥粒を流動させながら被研磨物に陽極
酸化皮膜を形成し得る低電流密度領域で電解研磨(陽極
酸化)を行うものである。
【0008】ここで、被研磨物は、スチール、ステンレ
ススチール、アルミニウム、チタン等の電解研磨乃至陽
極酸化可能な金属にて形成されているものが用いられ
る。なお、被研磨物の形状は、特に限定はなく、その表
面に2次曲線又は3次曲線を有するものでも良い。
【0009】また、電解研磨液としては、被研磨物を陽
極酸化する電流密度領域をもつものが使用可能であり、
通常の電解研磨加工方法で使用されている大半の電解研
磨液が使用でき、例えば粘度が高く、拡散層が保てるた
めに汎用されている硫酸(H2SO4)、リン酸(H3
4)、硝酸(HNO3)、クロム酸(H2CrO4)等の
強酸又は強アルカリの溶液を使用することができるが、
本発明はこれに限られず、被研磨物表面に陽極酸化皮膜
が形成される限りいずれのものでも使用でき、例えば硝
酸ナトリウム(NaNO3)、硝酸アルミニウム(Al
(NO33)等の中性(弱酸性)塩溶液を使用すること
も可能である。
【0010】また、研磨砥粒としては、α−アルミナ
(Al23)、炭化珪素(SiC)等を使用することが
できるが、α−アルミナが実用的である。研磨砥粒の平
均粒子径は0.2〜20μm、好ましくは0.3〜10
μm、より好ましくは0.4〜5μmである。平均粒子
径が0.2μm未満の場合は研磨砥粒の研磨力が低下す
る場合があり、一方、20μmを越える場合には、研磨
力は増加するが、電解研磨液に分散していた研磨砥粒が
撹拌停止時に沈降してしまうために再分散が困難となる
ことがある。ここで、研磨砥粒の電解研磨液に対する添
加量として好適な割合は、研磨砥粒の平均粒子径、電解
研磨液の撹拌速度、電流密度等の他の条件により異なる
が、通常、重量比で5〜50%、好ましくは20〜40
%である。5%未満であると研磨砥粒による研磨効果が
十分得られなくなり、50%以上であると研磨砥粒を電
解研磨液に均一に分散させて流動させることが困難とな
る場合が生じる。
【0011】本発明においては、上記被研磨物を陽極と
し、陰極との間に電流を流すものであるが、この場合、
陽極電流密度は上記被研磨物を電解研磨し得る電流密度
ではなく、それより低い被研磨物を陽極酸化し得る電流
密度である。かかる電流密度は、被研磨物の材質、電解
研磨液の種類、電解温度等の条件により異なるが、通常
0.01〜10A/dm2、特に0.05〜5A/dm2
の範囲であり、例えばステンレス製の被研磨物をリン酸
−硫酸系のスラリー中で温度50〜60℃程度で電解す
る場合には、2.5〜6A/dm2程度である。なお、
陰極としては電解研磨槽がスチール、ステンレススチー
ル等の金属である場合、電解研磨槽自体を陰極とするこ
ともでき、また別途陰極板を電解研磨槽中に配設しても
よい。また、電解研磨液の温度は、通常の電解研磨を行
う場合と同じ温度でもよいが、本発明においては電解研
磨を行うものではなく、陽極酸化皮膜を形成し得ればよ
いので、また、上述したように低電流密度で電流を流す
ため、電解研磨液の電気抵抗も問題となることもないの
で、室温で操作することもできる。
【0012】本発明では、電解研磨液中の研磨砥粒を流
動させるため、電解研磨液を撹拌する。この場合、電解
研磨液の撹拌は、スターラーにより研磨液を所定方向に
高速流動させる方法、ポンプ循環により研磨液を所定方
向に吐出して高速流動させる方法が好適に採用される。
この場合、研磨液の流動は研磨中一定でもよく、また所
定時間毎に例えばスターラーを正逆回転させて流動方向
を変えることができる。また、流動速度は10m/mi
n以上、好ましくは20m/min以上、より好ましく
は40m/min以上とすることが推奨される。5m/
minより流動速度が遅いと上記研磨砥粒による研磨硬
化が十分発揮されない場合がある。なお、必要により被
研磨物を自転させたり揺動させることもできる。
【0013】而して、本発明においては、上記被研磨物
を上記スラリー中に浸漬し、これを陽極酸化しながら、
生成した陽極酸化皮膜を上記流動する研磨砥粒の研磨作
用により研磨除去し、これにより被研磨物の表面を平滑
化するものである。
【0014】本発明法を実施する場合、スラリーの撹拌
と被研磨物の電解とを同時に開始しても良く、被研磨物
の表面に陽極酸化皮膜がある程度形成されてから皮膜の
研磨除去が行われるように被研磨物の電解を先行させて
も良い。なお、スラリーの撹拌と被研磨物の電解とを同
時に行っても、陽極酸化領域における電解であるので通
常の電解研磨で重要視される拡散層が形成されるか否か
は問題とならず、スラリーの撹拌による拡散層の崩壊を
懸念する必要もない。
【0015】
【発明の効果】本発明の電解流動研磨加工方法によれ
ば、被研磨物の表面に形成された陽極酸化皮膜を電解研
磨液中の研磨砥粒で研磨除去するので、表面に2次曲
線、3次曲線を有する被研磨物についても均一な研磨面
を容易に得ることができる。また、電解研磨液として中
性塩溶液を使用することもできるのみならず、通常の電
解研磨加工方法よりも低電流密度かつ低温条件下で被研
磨物の電解を行うことができるので、研磨加工作業上の
安全性が向上し、研磨加工装置も高度な設備を必要とし
ないと共に研磨加工作業時の省エネルギー化も可能とな
り、加工費の低廉化を図ることができる。
【0016】
【実施例】以下、本発明を実施例及び比較例により具体
的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるも
のではない。まず、実施例及び比較例において使用する
電解研磨加工装置を図1に示す。
【0017】電解研磨加工装置1は、通常の電解研磨加
工装置として用いられているものであり、陰極に接続さ
れた電解研磨槽1aと、電解研磨槽1a内の下側中央に
設置された回転自在な撹拌プロペラ1bと、陽極に接続
されており撹拌プロペラ1bの斜め上方位置において被
研磨物が設置される回転可能な保持具1cと、図示しな
い加熱及び冷却装置とでなる。
【0018】電解研磨槽1a内には電解研磨液3aに研
磨砥粒3bを分散させて得られた電解スラリー3が満た
されている。この電解スラリー3は、リン酸−硫酸系電
解液を電解研磨液3aとし、これに平均粒子径0.4μ
mのα−アルミナを研磨砥粒3bとして重量比で40%
を添加し、分散させたものである。なお、図1における
研磨砥粒3bは、図面に示す便宜上、大きさ、数等を模
式化してある。
【0019】この電解スラリー3に陽極に接続された被
研磨物としてSUS−304製ミルクピッチャー2を浸
漬する。該ミルクピッチャー2は、予め#150のバフ
研磨による前処理を施したものである。
【0020】本実施例では、電解研磨槽1aを陰極、ミ
ルクピッチャー2を陽極とし、電解スラリー温度55
℃、陽極電流密度3A/dm2、研磨時間60分、撹拌
プロペラ回転数175rpm、被研磨物回転数5rpm
としてミルクピッチャー2の電解流動研磨加工を行な
い、被研磨物表面の研磨面を得た。なお、図2に電解研
磨液の浴電圧と電流密度との関係を表すグラフを示し
た。この図2のグラフより所定の電流密度を得るために
必要な浴電圧を求めた。
【0021】また、研磨砥粒3bの添加量と電流密度と
を図3に示したものとした以外は上記と同様にしてそれ
ぞれ電解流動研磨加工を行った。
【0022】このようにして得られた研磨面における研
磨加工の進行状況を目視にて判定した。その結果を図3
に示す。
【0023】また、同じ電流密度範囲における研磨砥粒
添加の有無による研磨面の粗さを比較するために研磨面
の中心線平均粗さ及び最大高さを測定した。それらの結
果を図4及び図5に示す。なお、研磨面の中心線平均粗
さ、最大高さの測定は、触針式表面粗さ計を用いて行っ
た。
【0024】図3、図4及び図5に表された結果より、
本発明の方法により電解流動研磨加工された研磨面は、
研磨砥粒の添加により電流密度3〜6A/dm2の陽極
酸化領域にて研磨加工が進行し、#150エメリーバフ
による前処理を施した素地の平滑化が進行したことが認
められる。
【0025】これに対し、電流密度0〜2A/dm2
電解腐食領域とした場合は、研磨面の研磨加工の進行が
遅れ、特に、研磨砥粒を添加した場合は#150エメリ
ーバフによる前処理を施した素地よりも研磨面が荒れて
いた。一方、電流密度8〜10A/dm2の電解研磨領
域とした場合は、研磨砥粒の添加量に伴い研磨加工が進
行する傾向が見られ、研磨砥粒添加の有無にかかわらず
研磨面が平滑化されたことが認められた。
【0026】しかし、研磨砥粒を添加しない場合は、電
流密度の上昇に伴い研磨面の研磨加工は進行するが、そ
の進行状況は研磨砥粒を添加したときに比べて遅れてお
り、また、電流密度0〜6A/dm2の電解腐食領域及
び陽極酸化領域にて#150エメリーバフによる前処理
を施した素地よりも荒れが進むか又は同程度の粗さであ
った。
【0027】以上の結果により、電流密度を従来の電解
研磨加工方法より低い陽極酸化領域として被研磨物の電
解を行い、被研磨物表面に形成された陽極酸化皮膜を電
解研磨液に分散させた研磨砥粒を流動させて研磨するこ
とにより、被研磨物表面の研磨加工を迅速に進行させる
ことができ、得られる研磨面も良好となることが明らか
となった。
【0028】なお、本実施例では電解研磨液として強酸
を使用したが、硝酸ナトリウム溶液等の中性塩溶液を使
用することも可能であった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例で使用する電解研磨加工装置の概略図
である。
【図2】電解液の浴電圧と電流密度との関係図である。
【図3】研磨砥粒の添加量及び電解密度と研磨加工の進
行状況との関係図である。
【図4】研磨砥粒添加の有無による電流密度と研磨面の
中心線平均粗さとの関係図である。
【図5】研磨砥粒添加の有無による電流密度と研磨面の
最大高さとの関係図である。
【符号の説明】
1a 電解研磨槽 2 ミルクピッチャー(被研磨物) 3a 電解研磨液 3b 研磨砥粒

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電解研磨槽内の電解研磨液に研磨砥粒を
    分散させ、この研磨砥粒分散電解研磨液中に被研磨物を
    浸漬し、この被研磨物を陽極として上記電解研磨液中の
    陰極との間に上記被研磨物を陽極酸化させる電流密度で
    電流を流すと共に、上記電解研磨液を撹拌して上記研磨
    砥粒を流動させることにより、上記被研磨物表面に生成
    した陽極酸化皮膜を上記流動する研磨砥粒で研磨除去す
    ることを特徴とする電解流動研磨加工方法。
  2. 【請求項2】 研磨砥粒の分散量が5〜50重量%であ
    る電解研磨液を10m/min以上の流速で撹拌流動す
    るようにした請求項1記載の方法。
JP15928894A 1994-06-17 1994-06-17 電解流動研磨加工方法 Pending JPH083796A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100716549B1 (ko) * 2006-10-24 2007-05-09 코리아 신소재 주식회사 전해복합연마방법 및 장치
JP2009052061A (ja) * 2007-08-23 2009-03-12 Tokyo Seimitsu Co Ltd 電解加工方法並びに電解加工装置
JP2009275265A (ja) * 2008-05-15 2009-11-26 Hitachi Zosen Corp 成膜用治具の洗浄装置
CN104290003A (zh) * 2014-10-15 2015-01-21 中山市吉尔科研技术服务有限公司 一种旋片式光学镜片抛光设备
CN115213804A (zh) * 2022-08-02 2022-10-21 北京博海康源医疗器械有限公司 电化学机械混合抛光装置及抛光方法

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