TWI672195B

TWI672195B - 銹皮去除方法

Info

Publication number: TWI672195B
Application number: TW105111538A
Authority: TW
Inventors: 後藤賢; 田沼直也
Original assignee: 日商新東工業股份有限公司
Priority date: 2015-04-30
Filing date: 2016-04-13
Publication date: 2019-09-21
Also published as: JP6512286B2; KR102460925B1; BR112017019503B1; KR20180004101A; TW201702003A; CN107206572A; CN107206572B; WO2016174897A1; BR112017019503A2; JPWO2016174897A1

Abstract

本發明提供一種銹皮去除方法，其係利用噴砂裝置將投射材料予以投射，而進行包含鐵系材料之被加工物之銹皮的去除者；該方法包含：投射材料裝填步驟，其將維氏硬度為HV300~600之範圍內之未使用之投射材料裝填至噴砂裝置；粒徑分佈調整步驟，其藉由噴砂裝置之作業而將該噴砂裝置內之投射材料之粒徑分佈以成為特定之粒徑分佈之方式予以調整；及銹皮去除步驟，其將粒徑分佈調整步驟後之投射材料投射至被加工物之表面；且在將粒徑分佈調整步驟後之投射材料之粒徑分佈區分為粒徑超過300μm之第1粒體、粒徑為300μm以下且超過75μm之第2粒體、及粒徑為75μm以下之第3粒體時，滿足(第2粒體之比率)≧(第1粒體之比率)≧(第3粒體之比率)。

Description

銹皮去除方法

本發明係關於一種利用珠擊處理將形成於包含鐵系材料之被加工物之母材表面之氧化物等的銹皮去除的銹皮去除方法。

先前，為將利用熱軋等製造時形成於母材表面之氧化物等之銹皮去除，主要是進行將包含鐵系材料之硬質粒子投射至被加工物之表面的珠擊處理。由普通鋼、合金鋼、模具鋼、或軸承鋼等形成之線材藉由熔解及連續鑄造而形成鋼坯等。鋼坯等經由軋製步驟而形成捲材或桿材。所製造之捲材等利用彎曲機或珠擊處理而被去除銹皮，並被施行伸線或化學轉化處理等。在銹皮去除難以進行之情形下，在彎曲機或珠擊前進行酸洗處理。然而，從環境負荷等之觀點出發酸洗處理要儘量避免。

在珠擊處理中，例如，如專利文獻1所揭示般，利用珠擊裝置一邊使線材在張緊狀態下行走一邊進行珠擊處理來去除銹皮，其中前述珠擊裝置具有：線材供給器件，其供給線材；投射器件，其針對從線材供給器件拉出、行走之線材投射被投射材料；及捲取器件，其捲取經投射器件投射被投射材料後之線材。

又，在不銹鋼等之軋製鋼板中，例如，如專利文獻2所揭示般，為在去除銹皮之酸洗處理中使酸易於浸透，而進行利用珠擊處理使銹皮產生龜裂或剝離之預備銹皮去除處理。又，例如，如專利文獻3所揭示般，亦提出一種在利用珠擊處理之預備銹皮去除處理之後，替代酸洗處理而進行研削處理之銹皮去除方法。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2003-340724號公報

[專利文獻2]日本特開昭61-117291號公報

[專利文獻3]日本特開2008-207203號公報

在噴砂裝置之作業中，在將特定量之投射材料投入噴砂裝置而進行噴射處理時，投射材料係重複投射、回收、細微粉末之去除此一投射之循環。若重複投射，則投射材料被粉碎而成為細微粉末，如上述之細微粉末藉由分離器等被選別、去除。由於噴砂裝置內之投射材料量減少被去除之部分，故需補給與減少部分相對應之投射材料，但若不斷重複投射材料之供給、粉碎、及朝裝置外之排出，則裝置內之投射材料之粒徑分佈將成為與初始粒徑分佈不同之粒徑分佈。為使利用珠擊處理之銹皮去除處理、預備銹皮去除處理(以下，將銹皮去除與預備銹皮去除一併稱為銹皮去除。)有效地進行，需要對與裝置內投射材料之初始不同的粒徑分佈進行管理以使其成為適合銹皮去除處理的條件。

此處，銹皮去除處理所使用之投射材料，一般而言，亦可用於去除毛刺、表面粗糙度之提高等其他用途。因此，雖可相應於用途而適當地選定粒徑及硬度，但未見有粒徑分佈等特化用於銹皮去除處理而經調整之投射材料。

又，上述銹皮去除處理大多係以一邊搬送被加工物一邊進行處理之連續處理之方式而進行，要求處理速度要快。然而，為使處理速度變快，例如，在使用粒徑大之投射材料提高銹皮去除力之情形下，會產生下述問題。即，在線材之珠擊處理中，會產生因投射材料之撞擊而導致線材之搖晃變大之現象。因而，存在因投射材料不能有效地投射至線材，以致銹皮去除之效率降低此一問題。另外，在使粒徑大之投射材料撞擊鋼板之情形下，有以下問題：由於覆蓋率(每一定面積之投射材料的實際撞痕面積)減少，因而在後續步驟中無法導入所必需之充分量的裂痕或剝離，從而無法進行充分的銹皮去除，或者耗費時間。如上述般，在銹皮去除處理中，兼具高銹皮去除力與高銹皮去除處理效率之經實施粒徑分佈調整的銹皮去除方法為所企盼者。此外，在鋼板之銹皮去除處理時，「銹皮去除力」包含用於導入裂痕、剝離之力，「銹皮去除處理效率」包含導入裂痕、剝離之效率。

因此，在本發明技術領域中，作為利用珠擊處理之銹皮去除方法，期望提供一種同時提高銹皮去除力與銹皮去除處理效率的銹皮去除方法。

為達成上述目的，根據本發明之一個層面之銹皮去除方法，其係利用噴砂裝置將投射材料予以投射，而進行包含鐵系材料之被加工物之銹皮的去除者，該方法具備：投射材料裝填步驟，其將維氏硬度為HV300~600(日本工業標準即JISZ2244)之範圍內之未使用的投射材料裝填至噴砂裝置；粒徑分佈調整步驟，其藉由噴砂裝置之作業而將該噴砂裝置內之投射材料之粒徑分佈以成為特定之粒徑分佈之方式予以調整；及銹皮去除步驟，其將粒徑分佈調整步驟後之投射材料投射至被加工物之表面；且在將粒徑分佈調整步驟後之投射材料的粒徑分佈區分為粒徑超過300μm之第1粒體、粒徑為300μm以下且超過75μm之第2粒體、及粒徑為75μm以下之第3粒體時，滿足(第2粒體之比率)≧(第1粒體之比率)≧(第3粒體之比率)。

根據該銹皮去除方法，粒徑分佈調整後之投射材料之粒徑分佈係採用具有如以下之特徵的分佈：多量地含有用於確保覆蓋率之第2粒體，次於第2粒體而較多地包含銹皮去除力大之第1粒體，減少或消除銹皮去除力低之第3粒體。藉此，該銹皮去除方法可藉由第1粒體提高銹皮去除力而縮短銹皮去除時間，且可藉由第2粒體確保覆蓋率。因此，該銹皮去除方法可同時提高銹皮去除力與銹皮去除處理效率。

可行的是：第2粒體之比率為60重量%以上，第1粒體之比率為10~40重量%，第3粒體之比率為10重量%以下。藉由將粒徑分佈調整後之裝置內投射材料之粒徑分佈設置為上述之粒徑分佈，該銹皮去除方法可將第2粒體之比率設定為適合覆蓋率之確保的比率，將第1粒體之比率設定為確保充分之銹皮去除力的比率，儘量減少無助於以上任意一者之第3粒體。因此，該銹皮去除方法可同時提高銹皮去除力與銹皮去除處理效率。

被加工物可藉由軋製而形成。利用線材、鋼板等之軋製(熱軋及/或冷軋)而形成之被加工物的銹皮去除處理大多係以一邊搬送被加工物一邊進行處理之連續處理之方式而進行，要求處理速度要快。該銹皮去除方法由於兼具高銹皮去除力與高銹皮去除處理效率，因而可應用於因軋製而在母材表面上形成有銹皮之被加工物。

被加工物亦可為線材。在被加工物為線材之情形下，在投射材料之衝擊力為大時，會產生因投射材料之撞擊而導致線材之搖晃變大之現象，而存在投射材料不能有效地投射至線材，以致銹皮去除之效率降低此一問題。根據此一銹皮去除方法，多量地含有粒徑較第1粒體小之第2粒體。因此，由於該銹皮去除方法能夠使投射材料之衝擊力較先前減小，因此能夠抑制線材之搖晃。因此，該銹皮去除方法可進行有效的銹皮去除。

投射材料之粒徑d為125μm<d≦600μm，且投射材料之粒徑d之分佈在頻度分佈(JIS G 5904)之粒徑區間為212μm<d≦300μm之頻度為最大，相對於該頻度，粒徑區間為355μm<d≦500μm之頻度可為0.3~1.0倍。

根據該銹皮去除方法，無需利用特別的裝置、方法，而可將粒徑分佈調整後之噴砂裝置內的粒徑分佈設定為適合被加工物之銹皮去除的上述分佈。此處，所謂「粒徑區間為212μm<d≦300μm之粒子」係表示可通過由JIS Z8801(2006)所規定之標稱篩目為300μm的標準篩，且被標稱篩目為212μm之標準篩捕獲(未通過)的粒子。又，容許以最大為5%之程度含有粒徑區間之下限值以下的小徑粒子。

投射材料亦可為由粒度編號030之粒子構成之第1投射材料與由粒度編號040之粒子構成之第2投射材料的混合物。粒度編號由JIS Z0311：2004規定。在該銹皮去除方法中所使用之投射材料，如上述般，可藉由將以提高銹皮去除力之方式調整之第1投射材料與以提高覆蓋率之方式調整之第2投射材料混合製作而成。

根據本發明之各種層面，可同時提高銹皮去除力與銹皮去除處理效率。

1‧‧‧噴砂裝置

11‧‧‧料斗

11a‧‧‧儲存部

11b‧‧‧截流澆口部

13‧‧‧斗式升降機

13a‧‧‧珠粒補給口

14‧‧‧旋風分離器

15‧‧‧集塵器

16‧‧‧投出部

18‧‧‧沖孔金屬板

19‧‧‧風門

20‧‧‧投射室

21‧‧‧導引構件

22‧‧‧葉輪

23‧‧‧螺旋輸送機

S‧‧‧投射材料

W‧‧‧被加工物

圖1(A)、圖1(B)係顯示用於本發明之實施形態之銹皮去除方法之噴砂裝置之一例的說明圖。

圖2係顯示本發明之實施形態之銹皮去除方法之步驟的說明圖。

圖3係顯示粒徑分佈調整步驟之一例的說明圖。

圖4係顯示粒徑分佈調整步驟之粒徑分佈之變化的說明圖。

圖5係作為可在本發明之實施形態之銹皮去除方法中使用之一例的投射材料之粒徑分佈的模式圖。

圖6係顯示投射材料之粒徑分佈與各粒徑分佈之銹皮去除處理後的被加工物之加工完成狀態之關係的說明圖。

圖7係顯示用於利用投射材料產生之衝擊力及覆蓋率之研究的粒徑分佈調整後之粒徑分佈的說明圖。

圖8係顯示在改變粒徑分佈調整狀態後之銹皮去除試驗中所使用之模擬操作混合物之投射材料之粒徑分佈的說明圖。

圖9係顯示粒徑分佈與銹皮去除率達到80%時之投射密度之關係的說明圖。

圖10係顯示銹皮去除試驗後之試料之表面狀態的說明圖。

參照附圖說明本發明之實施形態之銹皮去除方法。

形成於被加工物之表面之銹皮的去除，係藉由利用噴砂裝置將投射材料投射至被加工物表面而進行。作為如此之噴砂裝置，可使用圖1所示之離心型噴砂裝置。圖1係顯示用於本發明之實施形態之銹皮去除方法之噴砂裝置1之一例的說明圖。圖1(A)係噴砂裝置1之整體結構圖；圖1(B)係圖1(A)之A-A箭頭方向視圖，為顯示投射室之內部之結構的說明圖。該噴砂裝置1具有用於對作為被加工物W之線材進行銹皮去除處理的結構。此外，本發明之實施形態之銹皮去除方法並不限定於使用該噴砂裝置1之方法。

噴砂裝置1具備：料斗11，其進行投射材料之儲存及定量供給；葉輪22，其將投射材料予以投射；斗式升降機13，其係使投射材料循環之循環裝置；旋風分離器14，其將投射材料與銹皮(主要為氧化鐵)分離；集塵器15；投射室20；未圖示之控制裝置；將被加工物搬入至投射室20內之搬入機構；及將完成銹皮去除處理之被加工物從投射室20內搬出之搬出機構等。

投射室20具備：導引構件21，其沿被加工物之行走方向以特定之間隔配置於線材之搬入口、搬出口及投射室20之內部，用於將線材拉成一條直線；4台葉輪22，其等針對行走之線材，從上下左右方向將投射材料S予以投射；及螺旋輸送機23等，其為回收完成投射之投射材料而安裝於底部。

料斗11具備：儲存部11a，其儲存投射材料；及截流澆口部11b，其設置於儲存部11a之下部，用於將投射材料定量供給至葉輪22。截流澆口部11b以開口面積可變之方式構成，能夠將一定量的投射材料供給至葉輪22。

葉輪22使自料斗11被供給之投射材料藉由旋轉葉片加速，而朝被搬入至投射室20內並行走之被加工物投射。藉此，對被加工物進行銹皮去除處理。

斗式升降機13係以連接於投射室20之方式設置。銹皮去除處理後之投射材料、自被加工物被去除之銹皮等(以下稱為投射材料等)由螺旋輸送機23朝斗式升降機13搬送。斗式升降機13將該投射材料等搬送至噴砂裝置1之上方，經由投出部16供給至料斗11。此處，在投出部16與料斗11之間配置有沖孔金屬板18。沖孔金屬板18可從投射材料等中預先去除大的銹皮等。

進而，在斗式升降機13上設置有珠粒補給口13a。投射材料可從珠粒補給口13a補給。

投出部16係以連接於旋風分離器14及料斗11之方式設置。此處，說明旋風分離器14如下。在使噴砂裝置1作業時，投射材料破碎而產生細微粉末。此時，在投射室20內產生粉塵，而存在該粉塵或會造成引起粉塵爆炸之危險，或會因附著於或刺入被加工物而降低被加工物之品質的擔憂。或是，投射材料過細，而銹皮不能完全去除。因此，在投出部16處，經由旋風分離器14並藉由利用集塵器15之吸引所產生的特定風速、風量之氣流進行集塵。大部分的投射材料通過沖孔金屬板18被供給至料斗11。然而，投射材料，由於尺寸小，因而會有與所產生之細微粉末(被去除之銹皮或被粉碎之細微的投射材料)一同藉由旋風分離器14被分級之情形。在旋風分離器14中，細微粉末被集塵器15回收，而朝裝置外排出。此處，因集塵器15之吸引所產生的氣流之風速、風量，藉由設置於集塵器15與旋風分離器14之間之風門19的開度而被控制。藉此，旋風分離器14之分級能力受到控制。如此，分級精度得以調整，形成並維持後述所期望之粒徑分佈。另外，對銹皮去除而言有效的投射材料再次朝投射室20供給，而被循環使用。

由於噴砂裝置內之投射材料之量減少了朝噴砂裝置1外所排出之量的部分，故需要補給與減少量相對應之量的投射材料。投射材料之減少藉由葉輪22之負載電流值來檢測，新的投射材料從珠粒補給口13a補給。

未圖示之控制裝置係具備CPU、ROM、RAM等之電腦，可控制上述噴砂裝置1之構成要件。

其次，說明使用噴砂裝置1將形成於被加工物之表面之銹皮予以去除的方法。圖2係顯示本發明之實施形態之銹皮去除方法之步驟的說明圖。

首先，啟動噴砂裝置1，步驟S1係實施投射材料充填步驟。在投射材料裝填步驟中，將未使用之投射材料從珠粒補給口13a裝填至噴砂裝置1。針對投射材料將於下文敘述。

後續之步驟S2係實施調整粒徑分佈之步驟(粒徑分佈調整步驟)。投射材料以可進行有效的銹皮去除之方式來管理粒徑分佈調整後之裝置內投射材料的粒徑分佈事屬重要。

在步驟S2中，粒徑分佈調整後之噴砂裝置內的粒徑分佈以形成滿足(第2粒體之比率)≧(第1粒體之比率)≧(第3粒體之比率)之特徵的分佈之方式予以控制。此處，投射材料區分為粒徑超過300μm之第1粒體、粒徑為300μm以下且超過75μm之第2粒體、及粒徑為75μm以下之第3粒體。各粒體並非係單一粒徑，而係具有粒徑分佈者。

另外，亦可採用以下之方式來管理粒徑分佈：第2粒體之比率為60重量%以上，第1粒體之比率為10~40重量%，第3粒體之比率為10重量%以下。

為確保覆蓋率，粒徑分佈調整後之投射材料的粒徑分佈係採用具有如以下之特徵的分佈：多量地含有較先前所使用之粒徑小的第2粒體，次於第2粒體而較多地包含銹皮去除力大之第1粒體，減少或消除銹皮去除力低之第3粒體。由於藉由多量地含有第2粒體而能夠確保覆蓋率，因而能夠提高銹皮去除處理效率。第1粒體之銹皮去除力為高，而能夠縮短銹皮去除時間。另外，由於第3粒體之銹皮去除力為低，無法有效地去除銹皮，因而儘量使其減少。

圖3係顯示粒徑分佈調整步驟之一例的說明圖。粒徑分佈調整步驟有調整為操作混合物之狀態之粒徑分佈的方法，與積極地投入特定之投射材料以獲得所期望之粒徑分佈的方法。使噴砂裝置1作業並重複進行投射、細微粉末之裝置外排出、及補給之一系列操作之結果為：噴砂裝置1內之投射材料之粒徑分佈係以與未使用之投射材料分佈不同之一定的粒徑分佈穩定化。所謂操作混合物是指該穩定之粒徑分佈之狀態。此處，係以將粒徑分佈之狀態調整為操作混合物形成後之狀態為例予以說明。

在粒徑分佈調整步驟中，為形成操作混合物，首先，在步驟S21中，準備例如包含與被加工物相同之材質之虛設工件，在步驟S22中，進行以下一系列的操作：啟動噴砂裝置1，在與被加工物之銹皮去除時相同之條件下將投射材料投射至虛設工件，並重複進行細微粉末之裝置外排出、補給。其結果為：噴砂裝置1內之投射材料之粒徑分佈成為與未使用之投射材料之粒徑分佈不同的粒徑分佈。此外，虛設工件可如實際之被加工物般行走，亦可為靜止狀態。又，亦可不使用虛設工件而空擊被投射材料。

在步驟S23中，進行與後述之步驟S5相同之判斷，在補給投射材料之情形下前進至步驟S25，其後返回步驟S23。在不補給投射材料之情形下前進至步驟S24。

在後續之步驟S24中，判斷投射時間是否達到為形成操作混合物而預先設定之等效時間。在投射時間達到等效時間之情形下前進至步驟S26，在未達到之情形下返回步驟S23。

在後續之步驟S26中，將投射材料予以取樣來測定粒徑分佈，而進行是否形成所期望之粒徑分佈(操作混合物)的評價。此處，投射材料之取樣可從截流澆口部11b、斗式升降機13、及投出部16進行。在判斷為形成有所期望之操作混合物之情形下(步驟S26：YES)，前進至步驟S3。

圖4係顯示粒徑分佈調整步驟之粒徑分佈之變化的說明圖。圖4中係示意性地顯示形成操作混合物之過程。橫軸之粒徑係將粒徑區間之下限值作為代表值而予表示。以下之粒徑分佈之圖係與之相同。顯示在未使用之狀態下之(A)之粒徑分佈的投射材料，如(B)所示般，第1粒體之重量分率降低，第2粒體之粒徑分佈逐漸變得寬廣。此係由於第1粒體被粉碎而減少，而生成第2粒體以下之粒子之故。若形成操作混合物，則如(C)所示般，第1粒體之重量分率進一步降低，第2粒體以下之粒子逐漸增多。第3粒體以下之粒子被排出至機外，從而其增加得以抑制。又，由於第1粒體以相當於初始射擊所排出之量被補給，因而其減少獲得抑制。因此，第1粒體、第2粒體、第3粒體之比例穩定為(C)之狀態。

在判斷未形成所期望之操作混合物之情形下(步驟S26：NO)，前進至步驟S27，在調整風門19之開度之後，返回步驟S22。在步驟S27中，例如，在小徑之粒子為多之情形下，可進行藉由減小風門19之開度，使旋風分離器14之分級力降低來去除小徑之粒子等。

在上述之各步驟(S21-S27)中，替代步驟S23之判斷，或可藉由排出至機外之投射材料之量進行判斷。又，亦可不進行判斷，而每段特定時間補給投射材料。又，亦可不在步驟S27中進行風門之調節，而藉由延長投射時間來進行對應。各步驟為自動、手動皆無妨。在各步驟自動進行之情形下，係利用控制裝置實施各步驟。

在步驟S3中，將銹皮去除處理對象之被加工物設置於投射室20內。被加工物即線材之配置係自搬送方向之上游(圖1(B)中之左方向)依次插通於導引構件21而定位為一條直線。另外，線材在負載有特定張力之狀態下受到牽引而朝右方向行走。

在步驟S4中在粒徑分佈經調整之狀態下藉由將投射材料予以投射，而進行形成於被加工物之表面之銹皮的去除(銹皮去除步驟)。銹皮去除處理係如以下般進行：投射材料藉由設置於4個方向之葉輪22分別被投射至連續地供給至投射室20內並行走之線材。另外，已進行銹皮去除處理之線材自搬出口連續地朝投射室20外搬出，而朝下一個步驟搬送。

在步驟S5中，利用正將投射材料進行投射之葉輪22之安培計的負載電流值來判斷是否補給投射材料。在負載電流值較預先設定之電流值大且在特定之變動值以下之情形下，判斷為不補給投射材料而前進至步驟S6。在負載電流值為預先設定之電流值以下或超過特定之變動值之情形下，則判斷為補給投射材料而前進至步驟S7。另外，在步驟S7中，從珠粒補給口13a補給特定量之新的投射材料，並返回步驟S5。投射材料係以考量斗式升降機之負載等而設定之特定量部分補給。藉此，可維持所期望之粒徑分佈(在本實施形態中為操作混合物)。

在步驟S6中判斷被加工物之有無。在被加工物存在而繼續銹皮去除處理之情形下前進至步驟S5，在被加工物不存在之情形下即在進行銹皮去除處理之被加工物完全被搬出至投射室20外之情形下前進至步驟S8，投射材料之投射終了。被加工物之有無之判斷可由目視進行，亦可藉由利用磁性、光學性方法進行判斷之線材檢測裝置來進行。

在步驟S9中，判斷是否繼續銹皮去除處理。在無下一被加工物之情形下終了一系列之操作，在有下一被加工物之情形下重複實施步驟S3以後之操作。

根據上述之銹皮去除方法，可將粒徑分佈調整後之投射材料之粒徑分佈設定為適合被加工物之銹皮去除的分佈。因此，上述之銹皮去除方法可同時提高銹皮去除力與銹皮去除處理效率。

本實施形態之銹皮去除方法可應用於因軋製而在母材表面上形成有銹皮之被加工物，例如線材、鋼板等。如此之被加工物之銹皮以數10μm左右之厚度牢固地附著於母材，而被要求高的銹皮去除力。又，如此之被加工物之銹皮去除處理大多係以一邊搬送被加工物一邊進行處理之連續處理之方式而進行，要求處理速度要快。本實施形態之銹皮去除方法由於兼具高銹皮去除力與高銹皮去除處理效率，因而可應用於因軋製而在母材表面上形成有銹皮之被加工物。

在被加工物為線材之情形下，在投射材料之衝擊力為大時，因投射材料之撞擊而導致線材之搖晃變大之現象，存在因投射材料不能有效地投射至線材，銹皮去除之效率降低此一問題。在本實施形態之銹皮去除方法中，係多量地含有粒徑較第1粒體小之第2粒體。因此，本實施形態之銹皮去除方法由於能夠使投射材料之衝擊力較先前減小，因而能夠抑制線材之搖晃，而可進行有效的銹皮去除。進而，由於本實施形態之銹皮去除方法可進行有效的銹皮去除，因而可省略先前作為銹皮去除處理之前處理而進行之酸洗處理。

在被加工物為鋼板之情形下，在利用珠擊處理使銹皮產生龜裂或剝離之預備銹皮去除處理中，需要導入後續步驟中所必需的充分量的裂痕、剝離。本實施形態之銹皮去除方法可藉由第2粒體大幅地提高覆蓋率。又，本實施形態之銹皮去除方法由於亦能夠減小撞痕之尺寸，因而亦能夠提高表面粗糙度。

以下顯示可調整為本實施形態之粒徑分佈之投射材料的一例。

投射材料係從維氏硬度為HV300~600之範圍內所選擇之珠粒。材質、形狀雖可適宜地選定，但在本實施形態中係使用包含鐵系材料之球狀的珠粒。此處，作為鐵系材料係包含例如C：0.8~1.2重量%、Mn：0.35~1.20重量%、Si：0.40~1.50重量%、P≦0.05重量%、S≦0.05重量%、其餘部分為Fe及不可避免雜質之成分系統，可採用具有回火馬氏體組織或類似組織之粒子。如此之粒子可由例如水霧化法等之周知之方法製作。此處，投射材料，若為HV300以上則針對被加工物具有充分之硬度，若為HV600以下，則投射材料具有充分之韌性。如上述般，本實施形態之投射材料由於兼具充分的硬度與韌性，因而可適用於被加工物表面之銹皮去除。維氏硬度HV係基於日本工業標準JIS Z 2244(2009)者。

圖5係作為可在本發明之實施形態之銹皮去除方法中使用之一例的投射材料之粒徑分佈的模式圖。投射材料之粒徑d為125μm<d≦600μm，投射材料之粒徑d之分佈在頻度分佈(JIS G 5904)之粒徑區間為212μm<d≦300μm之頻度為最大，相對於該頻度，調整粒徑區間為355μm<d≦500μm之頻度使其為0.3~1.0倍。粒徑分佈之測定方法係基於日本工業標準JIS G 5904(1966)者，並以重量分佈而表示。

具有如此之粒徑分佈的投射材料係可將由粒度編號030之粒子構成之第1投射材料與由粒度編號040之粒子構成之第2投射材料混合製作而成。即，投射材料係第1投射材料與第2投射材料之混合物。

例如，若僅將第1投射材料用於銹皮去除，則雖可增大銹皮去除力，但由於每單位重量之粒子數減少，因而會導致覆蓋率(每一定面積中之投射材料之實際撞痕面積)之減少。另一方面，第2投射材料雖可提高覆蓋率，但與第1投射材料相比由於銹皮去除力低，因而銹皮去除時間變長。

根據本發明之實施形態之投射材料，藉由將該等投射材料以形成上述之粒徑分佈之方式進行混合，可維持各自之優點，且補充銹皮去除能力不足之部分。利用第1投射材料可提高銹皮去除力，利用第2投射材料可提高覆蓋率。即，可進行同時提高銹皮去除力與銹皮去除處理效率之銹皮去除。

第1投射材料及第2投射材料可藉由以下方法製作：使用由JIS Z 8801(2006)所規定之篩目為600μm~125μm之篩將利用水霧化法等之周知方法製作之粒子進行分級，並混合、調整該等粒子以成為所期望之粒徑分佈。

在使用上述投射材料之情形下，無需利用特別的裝置、方法，而可將粒徑分佈調整步驟後之噴砂裝置內的粒徑分佈設定為適合被加工物之銹皮去除的上述分佈。

(變化例)

在步驟S25、S7中所補給之投射材料亦可使用與在步驟S1中所裝填之投射材料不同者。例如，亦可僅補給大徑之投射材料，而形成所期望之操作混合物。又，投射材料之形態並不限定於珠粒，亦可使用砂粒、鋼線粒等。另外，第1投射材料與第2投射材料可為相同材質，亦可由硬度不同之材質形成。

(實施形態之效果)

根據本實施形態之銹皮去除方法，粒徑分佈調整後之投射材料之粒徑分佈成為具有以下特徵的分佈：多量地含有用於確保覆蓋率之第2粒體，次於第2粒體而較多地包含銹皮去除力大之第1粒體，減少或消除銹皮去除力低之第3粒體。藉此，本實施形態之銹皮去除方法，可藉由第1粒體提高銹皮去除力而縮短銹皮去除時間，且可藉由第2粒體確保覆蓋率。因此，本實施形態之銹皮去除方法可同時提高銹皮去除力與銹皮去除處理效率。

又，本實施形態之銹皮去除方法可應用於因軋製而在母材表面上形成有銹皮之被加工物，例如線材、鋼板等。在被加工物為線材之情形下，可使投射材料之衝擊力較先前減小。因此，本實施形態之銹皮去除方法可抑制線材之搖晃，而能夠進行有效的銹皮去除。進而，由於可進行有效的銹皮去除，因而本實施形態之銹皮去除方法可省略先前作為銹皮去除處理之前處理而進行之酸洗處理。在被加工物為鋼板之情形下，在利用珠擊處理使銹皮產生龜裂或剝離之預備銹皮去除處理中，可導入後續步驟所必需的充分量的裂痕、剝離。又，本實施形態之銹皮去除方法由於亦能夠減小撞痕之尺寸，因而亦能夠使表面粗糙度良好。

[實施例]

以下將說明為確認本發明之效果而進行之實施例。作為被加工物，係準備了形成有黑皮(氧化物)銹皮之由機械構造用碳鋼鋼材S45C(JISG 4051：2005)構成之22mm之圓棒。銹皮去除處理係使用葉輪型之投射裝置，並在投射速度為73m/s、投射距離為100mm、投射角度為90°下予以實施。

(1)粒徑分佈與銹皮去除處理後之被加工物之關係

使用調整為第1粒體為68重量%、第2粒體為32重量%、第3粒體為0重量%之鋼珠進行銹皮去除處理，並對因噴砂裝置作業導致之第1粒體、第2粒體及第3粒體之重量分率之經時變化與各粒徑分佈之銹皮去除處理後之被加工物的加工完成狀態之關係進行調查。將粒徑分佈之變化顯示於圖6。圖6係顯示投射材料之粒徑分佈與各粒徑分佈之銹皮去除處理後之被加工物之加工完成狀態之關係的說明圖。粒徑分佈係以特定的時間間隔對投射材料予以取樣、測定。加工完成狀況藉由目視予以觀察、評價。

粒徑分佈作為整體性之傾向，係伴隨著時間之經過，第1粒體之重量分率減小，第2粒體之重量分率增大。在第1粒體為多之狀態下，由於線材之振動變大，自投射圖案(投射範圍)偏離之概率變高，因而實際投射密度降低。又，若第1粒體多，則就相同粒子重量比較時之粒子數減少，而覆蓋率減少。因此，銹皮易於殘餘，加工完成狀態不佳。若第2粒體變為60重量%以上，第1粒體變為40重量%以下，則加工完成狀態為良好。藉此，可確認藉由本實施形態之粒徑分佈可進行充分的銹皮去除。

(2)投射材料之衝擊力及覆蓋率之研究

使用將由粒度編號030之鋼珠構成之第1投射材料與由粒度編號040之鋼珠構成之第2投射材料混合製作而成之投射材料，對粒徑分佈調整後之粒徑分佈予以評價(實施例(1)、(2))，又，作為比較例(3)，亦實施利用300μm(粒徑範圍：300μm<d≦600μm)之鋼珠之試驗。投射密度設為150~300kg/m²。實施例、比較例皆將投射材料投入投射試驗裝置，重複連續運轉及補給而形成操作混合物。圖7係顯示已用於投射材料之衝擊力及覆蓋率之研究的粒徑分佈調整後之粒徑分佈的說明圖。實施例(1)、(2)之粒徑分佈調整後之粒徑分佈，任一者皆為第2粒體為78重量%以上，第1粒體為15~20重量%，第3粒體為5重量%以下，從而滿足本發明之粒徑分佈。

實施例(1)、(2)及比較例(3)之每1kg之粒子數係如以下所說明般。

實施例(1)：6.23×10⁷個/kg

實施例(2)：8.77×10⁷個/kg

比較例(3)：1.74×10⁷個/kg

首先，基於粒徑分佈評價每1個粒子之平均衝擊力。若投射密度相同，即便粒徑分佈不同，線材承受之全衝擊力亦相同，但每1個粒子之平均衝擊力不同。該平均衝擊力支配線材之振動。平均衝擊力，相對於比較例(3)，在實施例(1)中為0.28倍，在實施例(2)中為0.20倍，可知平均衝擊力在實施例中變得極小。藉此，可確認根據本實施形態之銹皮去除方法可減小線材之振動。

又，計算撞痕面積A。若將直徑D之粒子所波及之撞痕的直徑設為γ D，將直徑D之粒子數設為N_α，則撞痕面積A由以下之數式表現。

撞痕面積，相對於比較例(3)，在實施例(1)中為1.37倍，在實施例(2)中為1.46倍，可知撞痕面積大大提高。藉此，可確認根據本實施形態之銹皮去除方法可提高銹皮去除之效率。又，可確認在鋼板之預備銹皮去除中，在後續之酸洗步驟中可形成多數個酸浸入之起點，而可進行有效的銹皮去除。

(3)改變粒徑分佈調整狀態之銹皮去除試驗

準備粒徑範圍為300μm<d≦600μm之鋼珠、粒徑範圍為75μm<d≦300μm之鋼珠及粒徑範圍為32μm<d≦75μm之鋼珠，將其等混合而製作具有各種粒徑分佈之投射材料。圖8係顯示在改變粒徑分佈調整狀態後之銹皮去除試驗中所使用之模擬操作混合物之投射材料之粒徑分佈的說明圖。實施例a~d滿足本實施形態之粒徑分佈，比較例e~h係第2粒體為少而不滿足本實施形態之粒徑分佈者。另外，改變投射密度而進行銹皮去除試驗，而調查銹皮去除率成為80%之投射密度。圖9係顯示粒徑分佈與銹皮去除率達到80%時之投射密度之關係的說明圖。由於銹皮去除率之評價係由目視進行，因而若實施以銹皮去除率為100%之評價，則因測定精度達不到(無法得出)，故採用以銹皮去除率為80%之評價。

在利用噴砂裝置之銹皮去除中，將投射密度設定為20kg/m²以下為較佳者，在實施例a~d之條件下，亦即在本發明之粒徑分佈即第2粒體為60重量%、第1粒體為10~40重量%、第3粒體為10重量%以下之條件下，投射密度為20kg/m²以下，可確認本發明之粒徑分佈為適合的條件。

(4)銹皮去除試驗

針對將由粒度編號030之鋼珠構成之第1投射材料與由粒度編號040之鋼珠構成之第2投射材料混合製作而成之投射材料及作為比較例之300μm(粒徑範圍：300μm<d≦600μm)之鋼珠，作為粒徑分佈調整步驟而形成操作混合物後，實施銹皮去除試驗。圖10係顯示銹皮去除試驗後之試料之表面狀態的說明圖。藉由目視觀察、評價加工狀況。在比較例中，可確認在投射密度為5kg/m²~20kg/m²之範圍內存在銹皮。另外，在投射密度為30kg/m²之時點銹皮被去除。因此，在比較例中直至加工完成需投射密度為30kg/m²。相對於此，在實施例中，可確認在投射密度為5kg/m²~10kg/m²之範圍內存在銹皮。另外，在投射密度為20kg/m²之時點銹皮被去除。即，可確認在實施例中以投射密度為20kg/m²完成加工。如此，可確認在實施例中可在投射密度較比較例低1/3之狀態下實現相同的加工效果，並能夠縮短銹皮去除處理之時間。又，可確認表面粗糙度降低了2成左右。

Claims

一種銹皮去除方法，其係利用噴砂裝置將投射材料予以投射，而進行包含鐵系材料之被加工物之銹皮的去除者；該方法包含：投射材料裝填步驟，其將維氏硬度為HV300~600之範圍內之未使用之前述投射材料裝填至前述噴砂裝置；粒徑分佈調整步驟，其藉由前述噴砂裝置之作業而將該噴砂裝置內之投射材料之粒徑分佈以成為特定之粒徑分佈之方式予以調整；及銹皮去除步驟，其將前述粒徑分佈調整步驟後之投射材料投射至被加工物之表面；且在將前述粒徑分佈調整步驟後之投射材料之粒徑分佈區分為粒徑超過300μm之第1粒體、粒徑為300μm以下且超過75μm之第2粒體、及粒徑為75μm以下之第3粒體時，滿足(第2粒體之比率)≧(第1粒體之比率)≧(第3粒體之比率)。
如請求項1之銹皮去除方法，其中前述第2粒體之比率為60重量%以上，前述第1粒體之比率為10~40重量%，前述第3粒體之比率為10重量%以下。
如請求項1或2之銹皮去除方法，其中前述被加工物藉由軋製而形成。
如請求項3之銹皮去除方法，其中前述被加工物係線材。
如請求項1或2之銹皮去除方法，其中前述投射材料係投射材料之粒徑d為125μm<d≦600μm者，且投射材料之粒徑d之分佈在頻度分佈之粒徑區間為212μm<d≦300μm之頻度為最大，相對於該頻度，粒徑區間為355μm<d≦500μm之頻度為0.3~1.0 倍。
如請求項5之銹皮去除方法，其中前述投射材料係由粒度編號030之粒子構成之第1投射材料與由粒度編號040之粒子構成之第2投射材料的混合物。