JPS634100A - 金属表面の電気化学的研磨用電解液 - Google Patents
金属表面の電気化学的研磨用電解液Info
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Classifications
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- C25F—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC REMOVAL OF MATERIALS FROM OBJECTS; APPARATUS THEREFOR
- C25F3/00—Electrolytic etching or polishing
- C25F3/16—Polishing
- C25F3/18—Polishing of light metals
- C25F3/20—Polishing of light metals of aluminium
-
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- C25F3/24—Polishing of heavy metals of iron or steel
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
金属表面の電気化学的研磨または光沢付与（ｓｈｉｎｉ
ｎｇ）は、鋼、ステンレス鋼、ニッケル合金、およびア
ルミニウムまたはアルミニウム合金製の小さなまたは大
きな物品に表面処理をするためにこの技術分野において
しばしば使用される。−般に、この目的のために使用さ
れる電解液は、リン酸および硫酸を含有し、所要に応じ
て、クロム酸を含有し、加工物は陽極として接続される
。この種の電解研磨の場合、光沢を付与されるべき物品
は、対応する担体部材から吊下げられるかまたはバスケ
ットに入れる等により電解液即ち研磨浴に降下され、あ
る研磨時間の後、研磨浴から引上げられる。浴の液体を
研磨した表面から排水した際、次いで物品は洗浄浴に浸
漬され電解液は除去される。
ｎｇ）は、鋼、ステンレス鋼、ニッケル合金、およびア
ルミニウムまたはアルミニウム合金製の小さなまたは大
きな物品に表面処理をするためにこの技術分野において
しばしば使用される。−般に、この目的のために使用さ
れる電解液は、リン酸および硫酸を含有し、所要に応じ
て、クロム酸を含有し、加工物は陽極として接続される
。この種の電解研磨の場合、光沢を付与されるべき物品
は、対応する担体部材から吊下げられるかまたはバスケ
ットに入れる等により電解液即ち研磨浴に降下され、あ
る研磨時間の後、研磨浴から引上げられる。浴の液体を
研磨した表面から排水した際、次いで物品は洗浄浴に浸
漬され電解液は除去される。
アルミニウムおよびアルミニウム合金を電気化学的研磨
するために硫酸／リン酸／クロム酸を基礎とする電解液
を使用することが知られている。
するために硫酸／リン酸／クロム酸を基礎とする電解液
を使用することが知られている。
クロム酸の抑制作用は無電流条件におけるアルミニウム
の初期腐食を防止することを意味する。この電解液はな
お次の２つの欠点を有する：（ａ）電気化学的研磨中に
おいて、成る割合のクロム酸がクロム（ＩＩＩ）イオン
に還元され、これに伴って電解質は時間の経過で富化す
る。このことは、２重量％のクロム（ＩＩＩ）イオンか
ら研磨に影響を及ぼす。
の初期腐食を防止することを意味する。この電解液はな
お次の２つの欠点を有する：（ａ）電気化学的研磨中に
おいて、成る割合のクロム酸がクロム（ＩＩＩ）イオン
に還元され、これに伴って電解質は時間の経過で富化す
る。このことは、２重量％のクロム（ＩＩＩ）イオンか
ら研磨に影響を及ぼす。
［有］）洗浄水と一緒に放出されるクロム（ＩＩＩ）イ
オンが下水に入る。毒性が高いクロム（ＩＩ［）イオン
を毒性が低いクロム（ＩＩ）イオンに還元する廃水処理
の特別の段階を必要とする。
オンが下水に入る。毒性が高いクロム（ＩＩ［）イオン
を毒性が低いクロム（ＩＩ）イオンに還元する廃水処理
の特別の段階を必要とする。
この理由のため、クロム酸を含有しない電解液で処理す
ることが試みられた。他方、このことは、無電流状態に
おいて、研磨された表面の腐食が素早（始まることを伴
う困難性を生ずる。研磨された表面に引き続いて起こる
かかる腐食はすべて著しく望ましくない。その理由は研
磨されていた該表面が光沢がない表面に変化するからで
ある。このことは、−度魅窓的に現れた光沢のある表面
を損なう問題であるのみならず、表面を粗くもし、後で
使用する場合、各物品を抵抗性が劣るものとする。この
結果を回避するために、電解液から洗浄浴への素早い移
動が必要とされる。次に、このことは電解液をこぼすこ
と、従って浪費し、この結果、著しく多量の化学物質を
必要とし下水処理の対応する負担および高コストを伴う
ことを意味する。
ることが試みられた。他方、このことは、無電流状態に
おいて、研磨された表面の腐食が素早（始まることを伴
う困難性を生ずる。研磨された表面に引き続いて起こる
かかる腐食はすべて著しく望ましくない。その理由は研
磨されていた該表面が光沢がない表面に変化するからで
ある。このことは、−度魅窓的に現れた光沢のある表面
を損なう問題であるのみならず、表面を粗くもし、後で
使用する場合、各物品を抵抗性が劣るものとする。この
結果を回避するために、電解液から洗浄浴への素早い移
動が必要とされる。次に、このことは電解液をこぼすこ
と、従って浪費し、この結果、著しく多量の化学物質を
必要とし下水処理の対応する負担および高コストを伴う
ことを意味する。
鋼、特に高級鋼またはステンレス鋼およびニッケル合金
は、硫酸／リン酸および所要に応じてクロム酸を含有す
る電解液を使用することによって電気化学的に研磨され
る。電気化学的研磨によって得られる光沢は、表面の平
坦さの度合に左右されるが、これは研磨時間を増大する
ことにおいて改善される。通常好ましい結果は、電解液
の組成に応じて、約２５Ａ／ｄボの電流密度で７分間お
よび約１０Ａ／ｄｒｒｒで２０分間において達成される
。
は、硫酸／リン酸および所要に応じてクロム酸を含有す
る電解液を使用することによって電気化学的に研磨され
る。電気化学的研磨によって得られる光沢は、表面の平
坦さの度合に左右されるが、これは研磨時間を増大する
ことにおいて改善される。通常好ましい結果は、電解液
の組成に応じて、約２５Ａ／ｄボの電流密度で７分間お
よび約１０Ａ／ｄｒｒｒで２０分間において達成される
。
本発明の目的は、電気化学的凹凸（ｂｕｒｒ）除去およ
び研磨、言い換えれば、−方でアルミニウムまたはアル
ミニウム合金、他方で鋼、ステンレス鋼およびニッケル
合金製の成形体表面からノｆＨさの電解的または電気化
学的除去用の、クロム酸を含有しない電解液を提供する
にある。
び研磨、言い換えれば、−方でアルミニウムまたはアル
ミニウム合金、他方で鋼、ステンレス鋼およびニッケル
合金製の成形体表面からノｆＨさの電解的または電気化
学的除去用の、クロム酸を含有しない電解液を提供する
にある。
本発明の他の目的は、アルミニウムまたはアルミニウム
合金の新しく研磨した表面を、電解液を洗浄する前のい
かなる引き続（腐食および艶消に対しても保護する電解
液を提供するにある。
合金の新しく研磨した表面を、電解液を洗浄する前のい
かなる引き続（腐食および艶消に対しても保護する電解
液を提供するにある。
本発明の更に他の目的は、著しい光沢を有する鋼、ステ
ンレス鋼、およびニッケル合金表面を生ずる電解液を提
供するにある。
ンレス鋼、およびニッケル合金表面を生ずる電解液を提
供するにある。
本発明において、これらの目的はホスホン酸を基礎とす
るキレート化剤を、好ましくは１〜１００ｇ／ｉの量で
硫酸およびリン酸を含有する電解液に添加することで満
足される。
るキレート化剤を、好ましくは１〜１００ｇ／ｉの量で
硫酸およびリン酸を含有する電解液に添加することで満
足される。
アルミニウム処理を意図する電解液には、上記硫酸とリ
ン酸の電解液に対して２０〜３０ｇ／ｆのホスホン酸が
好ましく、−方鋼またはニッケル合金製の加工物を処理
するには１０〜２０ ｇ ／ ｆのホスホン酸が好まし
い。
ン酸の電解液に対して２０〜３０ｇ／ｆのホスホン酸が
好ましく、−方鋼またはニッケル合金製の加工物を処理
するには１０〜２０ ｇ ／ ｆのホスホン酸が好まし
い。
電解液へのホスホン酸のかかる添加が、新しく研磨した
表面の防御効果を有し、これによってアルミニウム加工
物が電解液から洗浄浴に移動される間、該加工物の初期
腐蝕が無電流状態において最小限に低減されることは極
めて驚（べきことである。このようにして、本発明の電
解液は、研磨したでの物品を電解液から吊上げ、該物品
の電解液を切り、次いで表面腐蝕または洗浄浴へのいか
なる多量の酸の混入の危険をも冒すことなく該物品を洗
浄浴に降下することを可能にする。
表面の防御効果を有し、これによってアルミニウム加工
物が電解液から洗浄浴に移動される間、該加工物の初期
腐蝕が無電流状態において最小限に低減されることは極
めて驚（べきことである。このようにして、本発明の電
解液は、研磨したでの物品を電解液から吊上げ、該物品
の電解液を切り、次いで表面腐蝕または洗浄浴へのいか
なる多量の酸の混入の危険をも冒すことなく該物品を洗
浄浴に降下することを可能にする。
電気化学的研磨処理において、本発明に係るホスホン酸
の添加が、鋼、ステンレス鋼、またはニッケル合金製の
物品を処理する場合、従来の電解液より著しく少しの時
間で所望の光沢を提供することはまさしく驚（べきこと
である。この短い研磨時間のため、約３０％の節約が簡
単に達成され、概して極くわずかの金属しか除去されず
、電解液が長時間有効になる。
の添加が、鋼、ステンレス鋼、またはニッケル合金製の
物品を処理する場合、従来の電解液より著しく少しの時
間で所望の光沢を提供することはまさしく驚（べきこと
である。この短い研磨時間のため、約３０％の節約が簡
単に達成され、概して極くわずかの金属しか除去されず
、電解液が長時間有効になる。
本発明において使用するのに特に好適であると証明され
ているホスホン酸は、次式 で表されるモルホリノ−メタン−ジホスホン酸である。
ているホスホン酸は、次式 で表されるモルホリノ−メタン−ジホスホン酸である。
同様に著しく好適なものは、１−ヒドロキシメチル−１
，１−ジホスホン酸、アミノトリスメチレンホスホン酵
、ジエチレントリアミンペンタメチレンホスホン酸、お
よびヒドロキシメチルホスホン酸である。
，１−ジホスホン酸、アミノトリスメチレンホスホン酵
、ジエチレントリアミンペンタメチレンホスホン酸、お
よびヒドロキシメチルホスホン酸である。
電解研磨において、水素および酸素が水の電気分解によ
って発生する。これらのガスは、特に発生期において極
めて活性である仁とが知られている。この理由のため、
電解液への添加剤はいずれも、特に酸化および還元に対
する並みはずれた安定性によって特徴づけられる必要が
ある。いずれにしろ少量の分解が、生ずる場合には、か
かる分解生成物のいずれもが毒性がな（、特に発癌性で
ない添加剤を選択することに注意しなければならない。
って発生する。これらのガスは、特に発生期において極
めて活性である仁とが知られている。この理由のため、
電解液への添加剤はいずれも、特に酸化および還元に対
する並みはずれた安定性によって特徴づけられる必要が
ある。いずれにしろ少量の分解が、生ずる場合には、か
かる分解生成物のいずれもが毒性がな（、特に発癌性で
ない添加剤を選択することに注意しなければならない。
これらの必要性、特に発生期の酸素および水素に対する
安定性に関して特に考慮して、モルホリン−メタン−ジ
ホスホン酸が、本発明の電解液にとりわけ適している。
安定性に関して特に考慮して、モルホリン−メタン−ジ
ホスホン酸が、本発明の電解液にとりわけ適している。
これらキレート化ホスホン酸を金属表面の電解研磨また
は凹凸除去（ｄｅｂｕｒｒ ｉ ｎｇ）に使用する場合
の効果は極めて驚くべきものであり、その理由るよ、キ
レート化剤が特に良好な接着性被覆または金属沈澱物を
得るのが望ましい場合、電気めっき用の電解浴に、即ち
陰極として接続される物品上の金属被覆、特に金および
他の貴金属並びにその合金の電着に使用されてきたから
である。
は凹凸除去（ｄｅｂｕｒｒ ｉ ｎｇ）に使用する場合
の効果は極めて驚くべきものであり、その理由るよ、キ
レート化剤が特に良好な接着性被覆または金属沈澱物を
得るのが望ましい場合、電気めっき用の電解浴に、即ち
陰極として接続される物品上の金属被覆、特に金および
他の貴金属並びにその合金の電着に使用されてきたから
である。
−般に、アルミニウムおよびアルミニウム合金を研磨す
る場合、印加する電流密度は５〜１５Ａ／ｄｒｆ、好ま
しくは８〜１０Ａ／ｄｎ（であり、研磨時間は１５〜２
０分であり、電解液温は約８０°Ｃである。
る場合、印加する電流密度は５〜１５Ａ／ｄｒｆ、好ま
しくは８〜１０Ａ／ｄｎ（であり、研磨時間は１５〜２
０分であり、電解液温は約８０°Ｃである。
鋼およびステンレス鋼の場合、電流密度は１０〜１５Ａ
／ｄｒＷ、好ましくは約５０″Ｃの温度で１５Ａ／ｄｒ
ｒｆとすべきであり、ニッケル合金の場合、電流密度は
約５０゛Ｃの温度の電解液温で５〜３０Ａ／ｄボ、１５
分間の研磨時間とすべきである。
／ｄｒＷ、好ましくは約５０″Ｃの温度で１５Ａ／ｄｒ
ｒｆとすべきであり、ニッケル合金の場合、電流密度は
約５０゛Ｃの温度の電解液温で５〜３０Ａ／ｄボ、１５
分間の研磨時間とすべきである。
極端な処理条件下において、例えば著しく高い処理温度
の場合、電解液の性質は−１−層活性となるが、−般に
、ホスホン酸の酸電解液に対する良好な安定性は、安定
剤を添加することにより更に改善される。極めて好適な
安定剤は、０．５〜２重量％、特に約１重量％の濃度の
ニトリロトリ酢酸。
の場合、電解液の性質は−１−層活性となるが、−般に
、ホスホン酸の酸電解液に対する良好な安定性は、安定
剤を添加することにより更に改善される。極めて好適な
安定剤は、０．５〜２重量％、特に約１重量％の濃度の
ニトリロトリ酢酸。
特にそのナトリウム塩および０．５〜２重量％、特に約
１重量％の濃度のナトリウムグルコヘプトネートである
ことが証明されている。
１重量％の濃度のナトリウムグルコヘプトネートである
ことが証明されている。
以下、本発明を実施例により説明する。
失隻且よ
り００ ｃｍ’ ／ ｌのリン酸（８５重量％）と１０
０ ｃｍ：ｌ／１（９６重量％）の硫酸を含有する電解
液を製造し、２５ｇ／ｆのモルホリノ−メタン−ジホス
ホン酸をこの電解液に添加し、生成した電解液を用いて
各々アルミニウム製およびアルミニウム合金製の物品を
、９Ａ／ｄｒｒｆの電流密度および８０°Ｃの温度で１
０分間研磨した。次いで、物品を研磨浴から吊上げ、電
解液が下に流れ滴下する時間を与えたが、６０秒後、表
面の腐蝕は見出せなかった０次いで、物品を洗浄し酸を
除去した。時間をホスホン酸の量を増大することによっ
て延長することができた。
０ ｃｍ：ｌ／１（９６重量％）の硫酸を含有する電解
液を製造し、２５ｇ／ｆのモルホリノ−メタン−ジホス
ホン酸をこの電解液に添加し、生成した電解液を用いて
各々アルミニウム製およびアルミニウム合金製の物品を
、９Ａ／ｄｒｒｆの電流密度および８０°Ｃの温度で１
０分間研磨した。次いで、物品を研磨浴から吊上げ、電
解液が下に流れ滴下する時間を与えたが、６０秒後、表
面の腐蝕は見出せなかった０次いで、物品を洗浄し酸を
除去した。時間をホスホン酸の量を増大することによっ
て延長することができた。
一方、本発明に係る添加剤なしで電解液を使用した場合
には、腐蝕が３分間以内に始まった。
には、腐蝕が３分間以内に始まった。
尖施五叉
１０ ｇ ／ ｆのモルホリノ−メタン−ジホスホン酸
と１重量％のニトリロトリ酢酸を、６６０ ｃｍ３／
１のリン酸（８５重量％）と３４０ ｃｍ’ ／ ｌの
硫酸（９６重量％）を含有する電解液に添加した。ステ
ンレス鋼物品をこの電解液で研磨した。申し分のない光
沢を、１５Ａ／ｄボの電゛流密度、５０°Ｃの温度、約
６〜７分間の研磨時間後に得た。
と１重量％のニトリロトリ酢酸を、６６０ ｃｍ３／
１のリン酸（８５重量％）と３４０ ｃｍ’ ／ ｌの
硫酸（９６重量％）を含有する電解液に添加した。ステ
ンレス鋼物品をこの電解液で研磨した。申し分のない光
沢を、１５Ａ／ｄボの電゛流密度、５０°Ｃの温度、約
６〜７分間の研磨時間後に得た。
ホスホン酸を添加しない電解では、同じ光沢を得るに１
０分間を要した。
０分間を要した。
裏侮開主
ニッケル合金用電解液は、６００ ｃｍ′３／ ｌのリ
ン酸（８５重量％）と４００ ｃｔｎ３／ ｌの硫酸（
９６重量％）、３０ ｇ ／ ｆのジエチレントリアミ
ンペンタメチレンホスホン酸を含有し、１５Ａ／ｄｒｒ
ｆの電流密度、７分間の研磨時間とした。
ン酸（８５重量％）と４００ ｃｔｎ３／ ｌの硫酸（
９６重量％）、３０ ｇ ／ ｆのジエチレントリアミ
ンペンタメチレンホスホン酸を含有し、１５Ａ／ｄｒｒ
ｆの電流密度、７分間の研磨時間とした。
本発明に係る添加剤を含有しない電解液を使用した場合
には、同じ光沢を得るに約１０．５分の時間を必要とし
た。
には、同じ光沢を得るに約１０．５分の時間を必要とし
た。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、リン酸および硫酸を含有し、鋼、ステンレス鋼、ニ
ッケル合金、アルミニウムおよびアルミニウム合金製の
物品を電気化学的に研磨するための電解液において、ホ
スホン酸を基礎とするキレート化剤を添加したことを特
徴とする電解液。 ２、浴が１〜１００ｇ／ｌのキレート化剤を含有する特
許請求の範囲第１項記載の電解液。 ３、使用するキレート化剤がモルホリノメタリンホスホ
ン酸である特許請求の範囲第１項又は第２項記載の電解
液。 ４、更に、ホスホン酸のための安定剤を含有する特許請
求の範囲第１項〜３項のいずれか１つの項に記載の電解
液。 ５、０．５〜２重量％の安定剤を含有する特許請求の範
囲第１項〜４項のいずれか１つの項に記載の電解液。 ６、使用する安定剤が、ニトリロトリ酢酸またはその塩
またはナトリウムグルコヘプトネートである特許請求の
範囲第１項〜５項のいずれか１つの項に記載の電解液。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP86108474.7 | 1986-06-20 | ||
| EP86108474A EP0249650B1 (de) | 1986-06-20 | 1986-06-20 | Elektrolyt zum elektrochemischen Polieren von Metalloberflächen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS634100A true JPS634100A (ja) | 1988-01-09 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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| Country | Link |
|---|---|
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| EP (1) | EP0249650B1 (ja) |
| JP (1) | JPS634100A (ja) |
| AT (1) | ATE48661T1 (ja) |
| DE (1) | DE3667505D1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2019119908A (ja) * | 2017-12-28 | 2019-07-22 | 株式会社日本科学エンジニアリング | ステンレス鋼用電解研磨液 |
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| WO2018191695A1 (en) | 2017-04-13 | 2018-10-18 | Arconic Inc. | Aluminum alloys having iron and rare earth elements |
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-
1986
- 1986-06-20 EP EP86108474A patent/EP0249650B1/de not_active Expired
- 1986-06-20 DE DE8686108474T patent/DE3667505D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1986-06-20 AT AT86108474T patent/ATE48661T1/de not_active IP Right Cessation
-
1987
- 1987-06-18 US US07/064,095 patent/US4740280A/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-06-19 JP JP62151525A patent/JPS634100A/ja active Pending
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|---|---|
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| EP0249650B1 (de) | 1989-12-13 |
| DE3667505D1 (de) | 1990-01-18 |
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