JPS63179100A - 鋼線材の直流連続電解研磨法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は電解酸洗処理方法に関し、さらに詳しくは、金
属材料、特に、高炭素鋼線材等の連続電解研磨法に関す
るものである。

〈従来技術およびその問題点〉 一般に金属線材、特に高炭素鋼線材等は、熱処理によっ
て、その表面に酸化スケールが生成する。これら鋼線材
等に、めっきを施す場合、めフき前処理工程で酸化スケ
ールを完全に除去し、鋼線材の表面を清浄な面に仕上げ
る必要がある。

めっき前処理として鋼線材を連続的に脱スケールする方
法としては、従来から（直流）電解酸洗法が一般的に用
いられている。

従来の電解酸洗法としては、表１に示すように、電解液
、浴温、電流密度、被処理材の極性（陽極処理、陰極処
理、バイポーラ方式）、アルカリ洗浄の有無、電解活性
化の採用の有無等、種々の組合わせによる工夫がなされ
ている。

表　　　１（その１） 表　　　１　（その２） すなわち、電解酸洗工程のみによる方法（方法５）だけ
でなく、脱脂−電解酸洗（方法１．４）、電解酸洗−ア
ルカリ電解洗浄（方法２）、電解酸洗−アルカリ電解洗
浄−電解活性化（方法３）およびメカニカルデスケール
−電解酸洗−アルカリ電解洗浄（方法６）等、電解酸洗
工程に前処理や後処理を組合わせている。

しかしながら、上記のいずれの方法を用いた場合でも、
鋼線材表面に酸洗残漬、いわゆるスマットが発生しやす
いという欠点があった。

〈発明の目的〉 本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、電解酸洗
前のメカニカルデスケール処理、脱脂を必要とせず、電
解酸洗後のアルカリ電解洗浄および電解活性化をも必要
とせずにスケール除去とスマット除去を従来に比しはる
かに容易に達成しかつ鋼線材表面を平滑に仕上げ得る鋼
線材の連続電解研磨法を提供することを目的とする。

〈問題点を解決するための手段〉 本発明は、酸洗段階を２段階に分け、まず塩酸浴を用い
間接給電方式の直流電解酸洗によって鋼線材表面の脱ス
ケールおよび表面平滑化を図り、引続き硫酸浴を用い直
接給電方式の直流電解酸洗によってスマットの除去を行
い、薄めつきに適した清浄で平滑な表面をもつ鋼線材を
得ることにある。

〈発明の構成〉 本発明者等は、酸洗工程におけるスマット発生原因を機
構的な面から鋭意検討した結果、以下の結論を得、本発
明に至った。

従来からのめっき前処理は、連続して直流電解酸洗によ
る方法がとられている。しかし、かかる従来法は、めっ
きに適する清浄な鋼線材表面を得るためには、表１に示
すように４種の機能、すなわち脱脂、脱スケール、スマ
ット除去および表面活性化を盛りこんだライン構成とす
ることが必要であり、設備および操業の両面において複
雑なものとなる欠点があった。

しかるに本発明者等は、間接給電法による低電解電流密
度にて１槽目の塩酸浴を用いた電解槽でスケールが軟弱
化すること、および電解浴として塩酸浴を用いることに
より鋼線材表面が平滑化することに着目し、鋼線素材の
溶解残漬であるスマットだけを２槽目の直接給電法によ
る硫酸浴を用いた電解槽で効率よく除去する連続電解研
磨法を見出し、本発明に至った。

すなわち、本発明によれば、鋼線材を連続的に電解研磨
処理するに際し、鋼線材をまず浴温１５〜５０℃、濃度
１〜ＩＯＮの塩酸溶液を電解浴とし、陽極と陰極を鋼線
材走行方向に交互に配置した間接給電方式による第１の
直流電解槽内で、電解電流密度５０〜２００Ａ／ｄｒｎ
″で電解処理を行なった後、さらに引続いて浴温１５〜
３０℃、濃度１〜ＩＯＮの硫酸溶液を電解浴とし、陽極
を鋼線材、陰極を極板とした直接給電方式による第２の
直流電解槽内で、電解電流密度１０〜１００　　Ａ／ｄ
ｍ’で電解処理することを特徴とする鋼線材の直流連続
電解研磨法が提供される。

以下、本発明の実施例を添付の第１図に基づいて説明す
る。

第１図は本発明に適用される連続電解研磨装置の概略図
を示し、この連続電解研磨装置は第１の電解浴として塩
酸溶液を有する間接給電電解ａｉ（第１の直流電解槽）
２と、第２の電解浴として硫酸溶液を有する直接給電電
解槽（第２の直流電解槽）３がそれぞれ配設されている
。

間接給電電解ａ２は、３枚の隔壁８によって第１〜第４
の電解室４．５．６．７を有しており、第１、第３電解
室４．６には陽極板１２が、第２、第４電解室５．７に
は陰極板１３が、それぞれ直流電源１０に電気的に接続
されて配設されている。

直接給電電解槽３は、内部に隔壁をもたず、陰極板１３
が直流電源１１に電気的に接続されて配設されている。

また、この直接給電電解４ｉｉ　３の外方には、直流電
源１１に電気的に接続された陽極通電ロール９が配設さ
れている。

そして被酸洗材である鋼線材１は、塩酸溶液の入った間
接給電電解槽２の側壁および隔壁８に設けられたスリッ
ト（もしくはホール）を連続的に通過しながら、第１〜
第４の電解室４〜７の順序で酸洗される。ここで、第１
〜第４の電解室４〜７には、それぞれ交互に陽極板１２
−陰極板１３−陽極板１２−陰極板１３と配設されてお
り、間接給電法で直流電解がされ、鋼線材１は、各電解
室４〜７の極性とは逆に、陰極−陽極一陰極一陽極の順
に帯電され、脱スケールおよび鋼線材表面の電解研磨が
行われる。

このように第１槽２を通過した鋼線材１は、続いて直接
給電電解槽３の側壁に設けられたスリット（もしくはホ
ール）を連続的に通過して、陰極板１３によって陽極に
帯電されたまま連続的に通過して、硫酸溶液にて電解酸
洗され、鋼線材表面の溶出ならびに０２ガスの発生によ
り、表面のスマットが除去され、”薄めつきに適した清
浄かつ平滑な鋼線材表面が得られる。

ここで、上記各電解槽内の電解条件は、以下の各条件を
満たすことが好ましい。

まず、間接給電電解［２の電解条件は、浴温１５〜５０
℃、濃度１〜ＩＯＮの塩酸溶液を電解浴とし、電解電流
密度５０〜２００Ａ／ｄｆｒ１″の直流電解を間接給電
方式で行なうことが好ましく、これにより鋼線材１の表
面の脱スケールおよび電解研磨を図ることができる。

塩酸溶液濃度を１〜ＩＯＨに限定したのは、ＩＮ未満で
は所望の電気伝導度が得られず、適正な電解研磨効果が
認められないためであり、１ＯＮ超では、スケールの除
去および電解研磨以上の過酸洗による地鉄の溶解損失を
防止するためである。また、電解電流密度および塩酸浴
温度は、それぞれスケール除去および電解研磨に必要な
範囲として、５０〜２００　　Ａ／ｄｍ’および１５〜
５０℃と限定したもので、これらの各範囲を逸脱すると
脱スケールおよび電解研磨が不十分となるからである。

次に、直接給電電解槽３の電解条件は、浴温１５〜３０
℃、濃度１〜ＩＯＮの硫酸溶液を電解浴とし、電解電流
密度１０〜１００Ａ／ｄｍ”の直流電解を直接給電方式
で行なうことが好ましく、これにより、鋼線材表面の溶
出ならびにｏ２ガスの発生により、その表面に付着して
いるスマットの除去を図ることができる。

直接給電電解槽３の電解電流密度１０〜１００　Ａ／ｄ
ｍ２に限定したのは、以下の理由による。

第２図は、直径１．２６ｍｍφの鋼線を浴温２０℃、Ｉ
Ｎの硫酸浴にて直接給電方式で電解酸洗した時の電解電
流密度、浸漬時間および脱スマットの関係を示す図であ
る。同図から明らかなように１〇八へｄｍ２未満ではス
マット除去を良好とするには長時間要し、１００　Ａ／
ｄｍ’超では実用上必要ではなく、単に電力の浪費とな
るだけだからである。

次に直接給電電解［３の浴温１５〜３０℃に限定したの
は以下の理由による。

第３図は、直径１．２６ｍｍφの鋼線をＩＮの硫酸浴に
９　ｓｅｃ漫潰し、直接給電方式で電解酸洗した時の電
解電流密度、浴温および脱スマットの関係を示す図であ
る。同図から明らかなように、高温側ではスマット除去
限界温度が３０℃とみられるためであり、また１５℃未
満の領域での操業は電解液の冷却を付加する必要が生じ
、経済的でないためだからである。

硫酸溶液濃度１〜ＩＯＮに限定したのは、ＩＮ未満では
所望の電気伝導度が得られず、浴温が上昇するためであ
り、ＩＯＮ超では表面形状を激しく荒すためである。

〈実施例〉 次に、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明する
。

〔実施例〕

直径１．５８ｍｍφのパテンティング鋼線を、浸漬時間
９　ｓｅｃで、まず塩酸浴を用いた間接給電電解槽、次
いで硫酸浴を用いた直接給電電解槽へ順次通過させなが
ら、電解条件を本発明範囲内の条件による電解研磨法を
行ない、脱スケール性、脱スマット性、減径量および表
面平滑性を調べた。結果を表２に示す。

〔比較例１〕 直径１．５６ｍ＋ａφのパテンティング鋼線を浸漬時間
９　ｓｅｃで、まず塩酸浴を用いた間接給電電解槽、次
いで硫酸浴を用いた直接給電電解槽へ順次通過させなが
ら、電解条件を本発明範囲外条件による電解酸洗法を行
い、脱スケール性、脱スマット性、減径量および表面平
滑性を調べた。結果を表２に示す。

〔比較例２〕 直径１．５６＋ｎｍφのパテンティング鋼線を浸漬時間
９　ｓｅｃで、硫酸浴を用いた２槽の直接給電電解槽へ
順次通過させながら直流電解方式による電解酸洗法を行
ない、脱スケール性、脱スマット性、減径量および表面
平滑性を調べた。結果を表２に示す。

〔試験および評価方法〕

■脱スケール性 脱スケール性を目視、あるいは指触より評価した。

◎：脱スケール性良好（スケール脱落）Ｏニスケール完
全軟弱化 △ニスケール一部固着残り ×ニスケール固着残り ■脱スマット性 脱スマット性を目視、あるいは、口紙、白布接触により
評価した。

◎ニスマット完全除去 ○：ロ紙、白布がごく薄く黒ずむ △：ロ紙、白布が黒ずむ ×：目視で鋼線表面が薄黒い ■減径量 各試料（ｎ＝５）の処理後の直径をマイクロメーターで
計測し、処理以前の鋼線から減少した線径量をμｓで表
した。

■平面平滑性 各試料を日本電子製ＪＳＭ−７２００型走査顕微鏡を用
いて平面状態を観察し、一定の基準を用いて凹凸を評価
し、均一なものを「良」、不均一なものを「不良」とし
た。

表２から明らかなように、本発明法によれば、従来法の
ように電解酸洗前のメカニカルデスケーリング工程なし
に、また、酸洗後の後処理を行うこともなく、完全に清
浄で、薄めつきに適した平滑な鋼線材表面を従来法に比
してはるかに容易に得ることが可能であることが明らか
である。

〈発明の効果〉 以上詳述したように本発明によれば、１槽目に塩酸溶液
、２槽目に硫酸溶液を用いて連続的に直流電解研磨処理
することによってパテンティングしたままの高炭素鋼線
素材を、電解酸洗の前処理としてのメカニカルデスケー
リングや後処理としてのアルカリ電解処理を付加するこ
となくきわめて清浄かつ平滑な表面を得ることができる
。

これをめっき前処理に適用することによって、　　、め
っきに適したきわめて美麗で薄めつきに適した表面が得
られ、かつ低ランニングコストとなり、生産工程にもた
らす効果が多大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に適用される２槽式の連続電解酸洗装
置の概略図である。 第２図は、直径１．２６ｍｍφの鋼線を浴温２０℃、Ｉ
Ｎの硫酸浴にて直接給電方式で電解酸洗した時の電解電
流密度、浸漬時間および脱スマットの関係を示すグラフ
である。 第３図は、直径１．２６ｍｍφの鋼線をＩＮの硫酸浴に
９　ｓｅｃ浸漬し、直接給電方式で電解酸洗した時の電
解電流密度、浴温および脱スマットの関係を示すグラフ
である。 符号の説明 １・・・鋼線材、 ２・・・第１の直流電解槽（間接給電電解槽、塩酸浴）
、 ３・・・第２の直流電解！（直接給電電解槽、硫酸浴）
、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 鋼線材を連続的に電解研磨処理するに際し、鋼線材をま
   ず浴温１５〜５０℃、濃度１〜１０Ｎの塩酸溶液を電解
   浴とし、陽極と陰極を鋼線材走行方向に交互に配置した
   間接給電方式による第１の直流電解槽内で、電解電流密
   度５０〜２００Ａ／ｄｍ＾２で電解処理を行なった後、
   さらに引続いて浴温１５〜３０℃、濃度１〜１０Ｎの硫
   酸溶液を電解浴とし、陽極を鋼線材、陰極を極板とした
   直接給電方式による第２の直流電解槽内で、電解電流密
   度１０〜１００Ａ／ｄｍ＾２で電解処理することを特徴
   とする鋼線材の直流連続電解研磨法。