JPS6047909B2 - 化学研磨併用のバレル研磨法 - Google Patents

化学研磨併用のバレル研磨法

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JPS6047909B2
JPS6047909B2 JP16176181A JP16176181A JPS6047909B2 JP S6047909 B2 JPS6047909 B2 JP S6047909B2 JP 16176181 A JP16176181 A JP 16176181A JP 16176181 A JP16176181 A JP 16176181A JP S6047909 B2 JPS6047909 B2 JP S6047909B2
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polishing
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barrel
chemical
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JP16176181A
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JPS5864385A (ja
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久峰 小林
隆一 加藤
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SHIKISHIMA TIPTON Mfg CO
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SHIKISHIMA TIPTON Mfg CO
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23FNON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F3/00Brightening metals by chemical means

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、従来バレル研磨時に添加していた水、コンパ
ウンドの代りに化学研磨剤を添加することにより、バレ
ル研磨に化学研磨を併用することを目的としたバレル研
磨法に関するものである。
J 従来各種金属工作物の表面仕上を行なうのに有効な
手段の一つとして、工作物とともに研磨材および水、コ
ンパウンド(以下マスと総称する)を装入した研磨槽に
回転、遠心旋回、揺動又は振動等の運動を与えて工作物
と研磨材との間に生じる丁相対運動によつて工作物の研
磨を行なうバレル研磨法が知られていた。
例えば、回転式、遠心旋回式、揺動式、振動式、レジプ
ロ式及びジャイロ式など各種のバレル研磨法が開発され
、実用となつている。このバレル研磨法はマス・フイニ
ツシングと呼ばれ、その加工能率の高いことで著しい発
展をみたが、さらに加工能率の向上及び研磨材の当たり
にくい凹部、穴部の研磨向上が望まれている。
また工作物を特定の酸、アルカリおよびこれら塩類を用
いた浴に浸漬して平滑化する化学研磨は特別の設備を要
することなく比較的簡易に複雑な形状の工作物も均一に
短時間に研磨できる利点がある。銅および銅合金に対す
る化学研磨剤としては、硫酸又は硝酸一過酸化水素混合
溶液に浸漬する平滑処理方法、例えば特公昭39−60
53.特公昭43−2761、特公昭53−32339
などが公知であり、市販品としてCPB(三菱瓦斯化学
株式会社製)、ハイブライト(日本パーオキサイド株式
会社製)などが実用化されているが、工作物の表面状態
、面粗度の程度、工作物の処理能力に制限があり、金属
の溶解反応を支配する研磨液の組成、濃度および温度管
理、排水処理などに難点があるほか、バレル研磨と比較
すると大きなバリが除去できないという問題点があつた
。また板状工作物は密着して研磨が困難であり、表面が
粗化されるなどの欠点があつた。しかるに本発明はモノ
カルボン酸と過酸化水素の混合液又はそれに硝酸を加え
た化学研磨剤をバレル研磨用のコンパウンドとして使用
することによつて従来のバレル研磨および化学研磨の欠
点を夫々是正し、バレル研磨の能率を飛躍的に向上させ
たもので、その利点を列挙すれば次の通りである。
1研磨処理時間の短縮化ができること 2研磨材の摩耗量が減少すること 3粗仕上、中仕上、光沢仕上などの研磨工程の一部省力
化がてきること4工作物の変形、歪などの防止ができる
こと5研磨石による研磨が不可能な微細部分、凹部、穴
部の均一な研磨ができること6優れた平滑性および光沢
性があること 7メッキ後の平滑性およびメッキ密着性を向上すること
,など数多くの
利点があり、理想的な銅および銅合金バレル研磨用の化
学研磨剤を得て、化学研磨併用のバレル研磨法を成功に
みちびいたものである。
いま本発明の詳細な説明すれば次のとおりである。
バレル研磨機として回転式、遠心旋回式、揺動式、振動
式、レシプロ式、ジャイロ式のいずれにも使用可能であ
るが、研磨中に過酸化水素の自動分解により発生する微
量酸素、並びに反応熱による内部蓄圧があるので、密閉
式バレルでは脱ガス装置の設置が望ましい。化学研磨剤
の消耗に伴い新液の追添加、反応熱の分散除去、或いは
工作物の装入、排出などの連続全自動化、また工作物フ
の打痕が皆無で優れた光沢仕上が可能な諸点においても
開口型振動バレルが最も好適である。研磨材の種類とし
ては粗仕上、中仕上、光沢仕上用のいずれも使用可能で
あり、工作物の表面状態、研磨目的に応じて選択される
。化学研磨剤は上記し^た市販品をバレル研磨に使用す
るときは、多量に含有する過酸化水素の自動分解酸素が
極めて多く、従つて反応熱も大きくマスの温度制御は困
難となり、研磨速度は大きいが工作物は粗面化し、到底
工作物の量産研磨、光沢研磨は不可能てあ・り、且つ化
学研磨剤が高価であるため実用化は困難であつた。本発
明者らは各種無機酸、有機酸と過酸化物との組合せを検
討した結果、特にモノカルボン酸と過酸化水素の混合系
が研磨速度および表面精度の向上に有効であることを見
出し本発明に致達した。
モノカルボン酸対過酸化水素の濃度にはバレル研磨に適
当な範囲があつて、酢酸対過酸化水素ではモル比で0.
2〜1.6、蟻酸対過酸化水素ではモル比が0.1〜0
.8の範囲が有効である。即ち、酢酸−過酸化水素系研
磨剤では酢酸の含有量が200f1Ie以下、過酸化水
素が150qI′以下が、また蟻酸一過酸化水素では蟻
酸が200gIe以下、過酸化水素が250yIe以下
とするのが適当である。前記したモル比の範囲未満では
研磨速度(研磨能率)が低下し、またこの範囲を超える
と銅亜鉛合金ではいわゆる脱亜鉛現象を呈し、銅および
銅合金は粗面化して、平滑性、光沢性が阻害された。さ
らにモノカルボン酸一過酸化水素混合液系に少量の硝酸
を添加すると工作物の平滑性、光沢性を阻害せずに研磨
速度を増大する効果がある。この場合添加する硝酸の量
は酢酸対過酸化水素のモル比が0.7〜1.0の範囲で
硝酸と酢酸対過酸化水素のモル比が1.2以下、また蟻
酸対過酸化水素のモル比が0.3〜0.5の範囲で硝酸
と蟻酸対過酸化水素のモル比が0.7以下の研磨剤が有
効であり、この範囲以外では工作物の表面が粗化された
。なお、上記ではモノカルボン酸として酢酸と蟻酸の例
を述べたが、例えばプロピオン酸、アクリル酸、酪酸な
どのような易水溶性のモノカルボン酸も本発明のパレル
研磨法に使用しうる。
また以上のバレル研磨後の工作物の表面は黄褐色を呈す
るが、0.1〜2%の稀釈硝酸溶液等で洗浄すれば金属
光沢を出現し、さらに通常のバレル研磨で光沢仕上を短
時間行なえばより優れた光沢性、平滑昶性を得ることが
できる。以下、本発明をさらに実施例によつて説明する
が、本発明はこの実施例によつて限定されるものではな
い。
実施例1 真鍮製試験片(BsB)と株式会社敷島チップトン製研
磨石P−8と共に株式会社敷島チップトン製各種バレル
研磨機に装入して化学研磨剤による研磨状況を観察した
化学研磨剤は下記成分を配合し、水に希釈溶解して上記
化学研磨剤量にして夫々のバレル研磨機種別に装入した
対照例くバレルのみ〉では株式会社敷島チップトン製コ
ンパウンドGCPを20gIeの割合で装入し、〈浸漬
のみ〉では化学研磨剤1e中に攪拌下で試験片を懸吊し
てテストを行なつた。実施例1においてバレル研磨のみ
と比較すると回転バレルで約180倍、振動バレルで約
90倍、遠心旋回バレルで約5倍の著しく大きな研磨量
を得た。また化学研磨剤への浸漬のみと比較すると回転
バレルの同じ組成の場合で研磨量は約1ゐ倍、表面アラ
サは1.7P7TLから0.Spm1こ著しく向上した
。また化学研磨剤混合組成の範囲を超えた場合は表面粗
度が悪化し、範囲未満の場合は研j磨量が少なく実用に
至らなかつた。実施例2 真鍮製給水栓袋ナット(寸法29φ×12T1rm1重
量25V)の切削成形後のバリ取りとメッキ前処理とし
ての光沢仕上を株式会社敷島チップトン製振動バレルC
L−100および下記株式会社敷島チップトン製研磨石
及びコンパウンドで行なつた。
上記の研磨条件で粗仕上、中仕上を行なつた後マスを水
洗し、0.5%硝酸溶液で洗浄、再び水洗後、光沢仕上
を行なつた結果得られた工作物は金屈を祈に官み 古M
l7→斗nワ・・一喝祈冶11゛く、ニッケルクロムメ
ッキを施した製品は極めて平滑度、光沢性に優れ、メッ
キ密着性は良好でネジ山の変形が皆無であつた。
なお従来法では粗仕上用研磨石(HS−2)により1時
間、中仕上用研磨石(RRC−20)により1時間、光
沢仕上用研磨石(PS−5)により3時間の研磨時間を
要しており、ネジ山の変形およびメッキ密着性に問題点
があつた。以上述べたように本発明によれば、モノカル
ボン酸一過酸化水素系の銅および銅合金用化学研磨剤を
バレル研磨のコンパウンドとして使用することにより、
研磨能率に著しい向上を計ることができ、従来のバレル
研磨および化学研磨の問題点をことごとく解決すること
ができた。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 研磨槽内へ研磨材、モノカルボン酸−過酸化水素系
    化学研磨剤と銅又は銅合金の工作物とを装入してバレル
    研磨することを特徴とする化学研磨併用のバレル研磨法
    。 2 モノカルボン酸が酢酸であり酢酸−過酸化水素系化
    学研磨剤中の酢酸の含有量が200g/l〜2g/l、
    過酸化水素の含有量が150g/l〜1g/lであるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の化学研磨併
    用のバレル研磨法。 3 モノカルボン酸が蟻酸であり蟻酸−過酸化水素系化
    学研磨剤中の蟻酸の含有量が200g/l〜1g/l、
    過酸化水素の含有量が250g/l〜2g/lであるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の化学研磨併
    用のバレル研磨法。 4 研磨槽内へ研磨材、モノカルボン酸−過酸化水素系
    化学研磨剤および硝酸と銅又は銅合金の工作物とを装入
    してバレル研磨することを特徴とする化学研磨併用のバ
    レル研磨法。 5 添加する硝酸は酢酸対過酸化水素のモル比が0.7
    〜1.0の範囲で、且つ硝酸と酢酸対過酸化水素のモル
    比が1.2以下であることを特徴とする特許請求の範囲
    第4項記載の化学研磨併用のバレル研磨法。 6 添加する硝酸は蟻酸対過酸化水素のモル比が0.3
    〜0.5の範囲で、且つ硝酸と蟻酸対過酸化水素のモル
    比が0.7以下であることを特徴とする特許請求の範囲
    第4項記載の化学研磨併用のバレル研磨法。 7 研磨槽内へ研磨材、モノカルボン酸−過酸化水素系
    化学研磨剤と銅又は銅合金の工作物とを装入してバレル
    研磨した後、前記工作物を稀薄な酸溶液で洗浄し、つい
    で通常のバレル研磨により光沢仕上げすることを特徴と
    した化学研磨併用のバレル研磨法。 8 研磨槽内へ研磨材、モノカルボン酸−過酸化水素系
    化学研磨剤および硝酸と銅又は銅合金の工作物とを装入
    してバレル研磨した後、前記工作物を稀薄な酸溶液で洗
    浄し、ついで通常のバレル研磨により光沢仕上げするこ
    とを特徴とした化学研磨併用のバレル研磨法。
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JPS5864385A JPS5864385A (ja) 1983-04-16
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JPH0414662Y2 (ja) * 1987-04-06 1992-04-02

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