JPS63241199A - 金属材料の電解処理方法及び装置 - 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、ステンレス鋼に代表される合金鋼片などの脱
スケール、錆除去、鉄鋼材の脱油脂やプレス、切削加工
等により生じた金属片のパリ取り等に適用して好適な間
接通電方式による金ｌ工材料の電解表面処理方法及び同
方法実施のための装置に関する。

〈従来の技術〉 従来、鉄鋼材の脱スケール法としては、硫酸。

塩酸、硝酸などの鉱酸に浸漬する酸洗方法か、若しくは
以上の鉱酸を電解液として被処理材を浸漬した状態で電
解処理する化学あるいは電気化学的手法と、ケイ石末、
ショット、グリッド等適宜の噴射粒子を被処理材表面に
吹き付けてスケールを取り去る物理的な手法によるブラ
スト法か採用されている。

また金属材料の脱油脂に当っては、前記ブラスト法や、
苛性ソーダ、ソータ灰等を基剤とするアルカリ溶液に浸
漬処理するアルカリ脱油脂法や、このアルカリ溶液を電
解液として電解処理する電解脱油脂法等が一般的に採用
されている。

また、金属片のパリ取りは機械的に研削除去する方法か
、適当な研削粒子による回転容器中での摩耗を行う所謂
バレル方式の研摩法等が利用きれている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 上記の現行諸方式には、夫々次のような欠点がある。

即ち、強酸を使用する酸洗脱スケール法や同酸による電
解脱スケール法にあっては、地金属の侵食の問題や強酸
の取扱い面で危険か多く、また装置の防食、排液、排気
処理に伴う設備上の問題も多い。またブラスト法に依る
場合は、粉塵の発生による衛生上の問題かあり、かつ作
Ｘ能率か低い。

金属材料の脱油脂に当り、強アルカリ溶液を使用するア
ルカリ脱油脂法や同溶液を電解液とする、電解脱油脂法
は別記強酸と同様、取扱い上危険が多く、また設備面で
の耐食措置、排液処理に問題か多い欠点があった。

更にパリ取り処理に当り、機械的手法やバレル方式では
処理に長時間を要し、非ｔＦ率的であるなどの欠点があ
る。

更に前記電解方式による脱スケール、脱油脂法において
は、被処理金属材料を直接陽極若しくは陰極として直流
電源に接続する形式を採用しているため、多数の被処理
材を連続的に流れ作業によって処理する場合、被処理材
を搬送するトロリーコンベアの通電したハンガーに被処
理材を懸吊する際、感電の危険性があり、また電解処理
時多量に発生する水素、酸素ガスの雰囲気中では、上記
ハンガーとトロリーコンベアあるいは被処理材との接触
不良に基づくスパークの発生により引火ガス爆発の危険
性か多分に存在する。

〈問題点を解決するための手段〉 本発明は以上従来法の諸問題に鑑みて提案するもので、
硫酸、硝酸、燐酸、弗化水素酸の各ナトリウム又はカリ
ウム塩の一種もしくは二種以上を基材とする中性乃至は
中性に略々近い水溶液の電解液を使用し、その電解液中
に浸漬された被処理材に対峙して並設され、かつ直流電
源の正、負両極に夫々連結された少なくとも１対の電極
を備え、上記被処理材を静！ト状態に維持しつつ、上記
各電極に供給する直流の極性を交番して変換せしめるか
、若しくは」−記電極の極性を変換することなく、上記
被処理材自身を上記電極の油力を横切って移動せしめつ
つ電解処理することを特徴とし、当該方法を以って前記
問題点の解決手段とした。

く作　川） 第１図に示した原理説明図に基づいて電解機構を説明す
る。

仝図においてｌは中性乃至は型中性の電解液２を収容し
た液槽、Ｍは直流電源Ｂの負極に連結した陰極の電極、
Ｎは該電源Ｂの正極に連結した陽極の電極、Ｔは両電極
Ｍ、Ｎに対峙して配置した被処理材としての金属材料、
Ｐ、Ｑ、Ｒは該金属材料Ｔの部分を夫々示す。斯かる装
置により通電を開始すれば、矢印方向の電流Ｌｌ　、　
ｉ２．　Ｌ＋　、　Ｌ４か生ずる。即ち陽極の電極Ｎか
ら金属材料ＴのＲ部分に向い電流え！が、金属材料Ｔ内
ではＲ部分からＱ部分へ電流ｉ２が、Ｑ部分から陰極の
電極Ｍへは電流ｉｚが流れる。尚、電極Ｎから電極ｉへ
も電流ｉ４が短絡的に流れる。

さて、金属材料ＴのＱ部分は、陰極の電極Ｍに対しては
陽極として作用し、該Ｑ部分の表面は電流ｉ３によって
陽極溶解現象が生じて、その表面のスケールは、電解液
中に溶出すると同時に、電解研摩作用によってパリの除
去と素地面の平滑化を行う。この際、該表面には電解に
よる酸素が発生し、スケール剥離の促進と共に、発生期
の酸生成による酸洗浄効果によってスケール、錆等の除
去作用を奏する。

一方、金属材料ＴのＲ部分は、陽極の電極Ｎに対しては
陰極として作用し、電流ｉ直による電解作用によって該
Ｒ部分の素地面とスケール等付着物間に多晴の水素ガス
か発生し、そのガス圧によってこれらの付着物が該素地
面から剥離される作用をなすと共に、該素材面に電気化
学的に発生する苛性アルカリ成分によって上記付着物の
溶解分離、殊に油脂類の洗浄効果を奏する。斯かる異な
る２つの現象は、１対の電極Ｍ、Ｎの極性を変換するこ
とによって、金属材料Ｑ、Ｒ部分双方に生起することが
ｔＪ丁能であり、従って該電極Ｍ、Ｎの極性を所定時間
間隔で交番し変換することによって、金属材料Ｔの表面
全域の略々均一な処理を行うことができる。

尚、上記の電解現象は、電、ｔ４ｉＭ、Ｎの極性を変換
しないで、金属材料Ｔ自体を該電極の前を横切って移動
させ、例えば、金属材料を図中右方に移動させ、そのＰ
部分が電極Ｍに正対し、Ｑ部分が電極Ｎに正対する位置
に移動したとすると、Ｑ部分は前記異なる電解現象の双
方を順次受けることができ、従って、正、負の電極対を
複数並設した電極列前を金属材料が移動することによっ
て、金属材料の対応面全域の均一的な表面処理ができる
。

さて、被処理金属材料Ｔの処理面の寸法と、これに対峙
せしめる正、負１対よりなる電極の電極数との関係であ
るか、少なくとも正、負１対の電極か金属材料の処理を
行う面の幅長内に存在する如き間隔で配設する必要かあ
り、該電極間の間隔が広く、正、負いづれかの単極のみ
が金属材料の処理面内に存在するような間隔配置では、
前記した電解処理の充分な効果を期待することはできな
い。

尚、電極Ｍと電極Ｎとの間の短絡的な電流え４は、金属
材料Ｔの電解処理に有効に利用されない有害な無効電流
であって、その無効電流の減少を１：４ることが、実用
上極めて重要である。本発明装置においては、これを効
果的に減少することに成功し、効鍵の高い電解処理装置
の提供を可能にしたものである。その詳細については実
施例に基づいて説明する。

（実　施　例） 第２図及び第３図に本装置の１実施例を示す。

第２図は本装置の平面図、第３１３は第２図の矢示ｘ−
ｘに沿う断面図である。これらの図において、ｌは液槽
、２は硫酸、硝酸、燐酸、弗化水素酸の各ナトリウム又
はカリウム塩の一種若しくは二種以上を基材とする中性
乃至は中性に近い水溶液よりなる電解液で、本実施例に
おいては、硫酸ナトリウムの２０％水溶液（液温６ｏ″
Ｃ）を電解液として採用した。３α、３４，３ｃ、３ｄ
・・・３１は５ＵＳ３０４材よりなる電極にして、各電
極の配置間隔は１図示の如く、被処理金属材料Ｔの進行
方向（矢示）に沿う幅長内に少なくとも正負１対の電極
、例えば、電極３α、３イか存在し得る間隔寸法で配列
されており、電極列Ｇを構成している。同様に、４ｃ、
、４４，４ｃ、４ｄ−４７は他の電極列Ｈを構成する電
極てあって、これら電極列Ｇ、Ｈは相似形状に作られて
おり、かつその配置は平行に、対応する電極、例えば電
極３αと４αが正対するように位置付けられている。

Ｂは直流電源にして、その正極は１例えば電極３ａ、４
ｃＬ、３ｃ、４ｃｍに、また負極は、電極３ｄ、４４，
３ｄ、４ｃｔ−・・に夫々連結されている。従って隣接
する電極相互は異極性の、また対向する電極相互は同極
性の電極として直流が印荷される。

Ｓは異極性の電極間に夫々配置された可撓性かつ絶縁性
の高い材料１例えばゴム材よりなる隔壁に・して１両電
極列Ｇ、Ｈ間をその長手方向に複数区域に仕切るように
、対向する各隔壁Ｓの先端縁が電極列Ｇ、Ｈ間の中央で
接触、重複若しくは近接する位置まで延在されている。

Ｃは被処理金属材料ＴをフックＦに懸垂して。

電極列Ｇ、Ｈ間中央をその長手方向に搬送せしめるため
のトロリーコンベアにして、その搬送速度は毎秒的２ｃ
ｍとした。

さて、このような装置において、直流電圧なｌ０Ｖに設
定し通電を開始すると共に、被処理金属材料Ｔとして５
ＵＳ３０４よりなる熱処理を受けて表面にスケールの生
じた円板をトロリーコンベアＣのフックＦに吊り下げて
電極列Ｇ、Ｈ間の一端部から他端部に向い通過させたと
ころ電流密度ＩＡ／ｄｒｎ’、約３分間の電解処理によ
ってスケールは完全に除去された。

本装置においては、両電極列Ｇ、Ｈにおける各隣接する
異極性の電極間は、その間に介在する絶縁性の隔ｙｓ、
ｓによって仕切られており、従って前記原理＋２’ｌに
おいて説明した無効電流ｉ４は大幅に減少し、電流は被
処理金属材料Ｔかこの隔壁先端間を通過する途次におい
てのみ該金属材料を導体として流通し、有効に電解処理
が行われることとなる。尚、対向電極相互を異極性とし
ても被処理金属材料の電解処理は、電流の増加を伴うが
実施可能である。間接通電方式は前記原理説明図で示し
た無効電流ｉ４が極めて大きいために非効率であったか
、本装置による隔壁によって直接通電方式に殆ど劣らぬ
高効率の電解処理を実現することができた。

尚、本発明方法は電解液として、中性乃至は中性に近い
電解液を使用するものであるから、衛生上何等危険なく
取扱うことができ、排液処理上も問題なく、また間接通
電方式であるから、被処理金属材料のフック掛け、外し
作業上感電等の電気的な問題もなく、更にスパーク発生
によるガス爆発の危険も防１トすることを可能とした。

尚、本発明装置は、上記実施例のみに限定するものでは
なく１強酸あるいは強アルカリの電解液を使用するもの
にも適用可使であり、また構造。

材料面でも種々の設計的変更を為し得ることは勿論であ
る。

（発明の効果〉 以を説明した如く、本発明方法並びに装置に依れば、ス
テンレス鋼などの電解脱スケール、鉄鋼材の電解脱脂ま
たは切削加工金属片の電解パリ取りを間接通電電解方式
により極めて効果的に実施し得るものであって、従来方
法、装置により発生していた電解液取扱い一ヒの諸問題
、粉塵による作業環境の問題、引火ガス爆発の問題等々
を解決し、金属材料の脱スケール等表面処理上極めて有
益である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明方法の電解機構を説明するための原理
説明図、第２図は本発明装置の１実施例による平面図、
第３図は第２図の矢示Ｘ−ｘに沿う断面図である。 ｌ　・・・・・・　液槽、　２　・・・・・・　電解液
、　３α〜３１　・・・・・・　電極、　４α〜４／ｆ
　　・・・・・・電極、　Ｂ　・・・・・・　直流電源
、　Ｃ・・・・・・トロリーコンベア、Ｇ、Ｈ・・・・
・・　電極クリ。 Ｓ　・・・・・・　隔壁、　Ｔ　・・・・・・　被処理
金属材料。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）、中性乃至は中性に近い電解液中に浸漬された被処
   理金属材料に対峙して並設され、かつ直流電源の正、負
   両極に夫々連結された少なくとも１対の電極を備え、上
   記被処理金属材料を静止の状態に維持しつつ上記各電極
   に供給する直流の極性を交番して変換せしめるか、若し
   くは上記電極の極性を変換することなく、上記被処理金
   属材料自身を上記電極前を横切って移動せしめつつ電解
   処理することを特徴とする金属材料の電解処理方法。 ２）、電解液を収容した液槽と、被処理金属材料の移動
   方向の全幅長内に少なくとも正負１対の電極が正対し得
   るが如き間隔で、配列された多数の電極よりなる平行２
   列の相似形をなす電極列と、同一電極列の隣接する電極
   相互には異極性の直流を印荷する直流電源と、両電極列
   相互間の中央線に沿い被処理金属材料を支持して移動せ
   しめる被処理材の移動装置と、前記両電極列を夫々構成
   する電極片相互間に配設され、少なくともその先端部が
   可撓性の電気絶縁材よりなる隔壁とからなり、かつ該隔
   壁の先端縁部を対向する他の電極列の電極片間に設けた
   隔壁の先端縁部と両電極列間の中央部で相接触するか、
   重複若しくは近接する位置まで延在せしたことを特徴と
   する金属材料の電解処理装置。