JPH01294899A

JPH01294899A - 金属材表面の電解処理装置

Info

Publication number: JPH01294899A
Application number: JP12275988A
Authority: JP
Inventors: Tsukasa Imazu; 今津　司; Mitsuo Kimura; 光男木村; Nobuyoshi Ishiwatari; 石渡　延芳; Yoshio Miyano; 宮野　芳夫; Mikio Kondo; 幹夫近藤
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1988-05-19
Filing date: 1988-05-19
Publication date: 1989-11-28
Anticipated expiration: 2009-05-02
Also published as: JPH0633519B2

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、金属材の表面、とりわけステンレス鋼等の鋼
材表面に付着した酸化スケールを効率良く除去したり、
電解研磨、不働態化処理、着色処理および電気めっき等
の電解処理を簡便に行なう装置に関する。

〈従来の技術〉従来、金属材表面に施される処理としては脱スケール、
表面研磨、不動態化処理、着色処理およびめっき等のも
のが挙げられ、それぞれ機械的処理、化学的処理および
電気化学的処理などの方法がある。　しかし、こねらの
従来処理方法では以下の様な欠点があった。

すなわち、例えば、脱スケール処理については機械的処
理の代表的なものとし°Ｃショツトブラスト処理がある
が、粉塵、騒音の発生等の環境問題があり、処理現場に
おいて直接処理を行う現場処理が困難なことと、表面に
加工硬化層が残存するため耐食性あるいは機械的性質に
悪影晋を与える等の欠点があった。

化学処理ではいわゆる酸洗による脱スケール処理がある
が処理に長時間を要し、また酸溶液を使用することによ
る環境問題があり、現場処理が困難である欠点があった
。　なお近年酸洗用ペースト剤による現場酸洗処理法も
行なわれているが長時間の処理か必要であり、また酸洗
むらも生じ易いという欠点があった。

電気化学的処理ではいわゆる電解酸洗による脱スケール
処理があり、短時間での処理が可能であるが、溶液およ
び装置の制約から現場処理が困難である欠点があった。

〈発明が解決しようとする課題〉本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、金属
材の表面処理技術、特に効率良く、かつ高品質な種々の
処理が可能である電気化学的処理法の決定的欠点である
現場処理を可能にした装置を提供することにある。　す
なわち、ペーストの適量供給装置と電解面での電極およ
びパッドの形状などの工夫を重ね、安定した電流の確保
とパッドの長寿命化をはかり、高品質な処理を可能にし
た装置を提供することにある。

く課題を解決するための手段〉本発明は、表面処理すべき金属材と相対する面に所定の
間隔を置いて並設した複数の溝と、このそれぞれの溝の
底に孔を備えた電極と、前記電極を底面に取り付け、こ
の底面に前記孔と連通ずるペースト状電解液供給孔を備
えたペースト状電解液トラップと、前記それぞれの溝内に上端部分が密接に固看され下端部
分が前記金属材に当接され、前記複数の孔から供給され
るペースト状電解液を保持し浸出させる複数のパッドと
、前記複数のパッドに前記ペースト状電解液トラップを介
してペースト状電解液を圧送するペースト状電解液圧送
装置と、前記ペースト状電解液圧送装置の供給二を調整するペー
スト状電解液流量調整装置と、前記金属材と電極の間に
前記複数のパッドに保持され、またそこから浸出するペ
ースト状電解液を介して通電する電源手段と、を有する金属材表面の電解処理装置を提供するものであ
る。

本発明はまた、表面処理すべき金属材と相対する面に複
数の孔を有するさら型電朽と、前記さら型電極を底面に
取付け、この底面と前記さら型電極との間に空間を形成
する電極支持手段と、前記さら型電極をカバーするとともに前記電極支持手段
の周辺部に取付けられ、前記複数の孔から供給されるペ
ースト状電解液を保持し、浸出させるキャップ型パッド
と、前記キャップ型パッドに前記空間を介してペースト状電
解液を圧送するペースト状電解液圧送装置と、前記ペースト状電解液圧送装置の供給二を調整するペー
スト状電解液流量調整装置と、前記金属オＡとさら型電
極との間に前記パッドに保持され、またそこから浸出し
たペースト状電解液を介して通電する電源手段と、を有する金属材表面の電解処理装置を提供するものであ
る。

本発明はさらに、表面処理すべき金属月と相対する面に
複数の孔を有する電極と、前記電極を底面に取付け、この底面に前記孔と連通ずる
ペースト状電解液供給孔を設けたペースト状電解液トラ
ップと、前記電極をカバーするとともに前記ペースト状電解液ト
ラップの周辺部に気密的に取付りられ、前記孔から供給
されるペースト状電解液を保持し浸出させるキャップ型
パッドと、前記キャップ型パッドにペースト状電解液を
ペースト状電解液トラップを介して圧送するペースト状
電解液圧送装置と、前記ペースト状電解液圧送装置の流量を調整するペース
ト状電解液流量調整装置と、前記金属材と電極の間に前
記キャップ型パッドに保持され、またそこから浸出した
ペースト状電解液を介して通電する電源手段とを有する金属材表面の電解処理装置を提供するものであ
る。

以下に本発明を更に詳細に説明する。

本発明者らは、これら従来の電気化学現場処理を可能に
すべく研究を行った結果、本発明に至ったものである。

　電気化学処理を現場で実施するためには、ペースト状
電解液（以下ペーストという）供給装置と電解に要する
安定した電流を確保するための電解装置を用意しなけれ
ばならない。　ペーストについては、粘度が高いため、
その供給方法と処理面の違いによる適量をコントロール
する装置が必要であり、電解に要する安定した電流を確
保することについては、電極の形状、パッドの形状、処
理面と電極の間隔、パッド間の間隔等の考案が不可欠で
ある。

すなわち、本発明による金属材表面の電解処理装置はペ
ースト供給装置１および電解装置２を具える。

まず、ペースト供給装置１について説明する。　ペース
トはその粘度が処理すべき目的で異なるので、最適量が
得られるように制御しなくてはならない。　ペーストと
しては、例えばポリアクリル酸ソーダと硫酸と水の混合
液などを用いることができる。

第１図および第２図にペースト供給装置１の構成例を示
す。　第１図に示すものはペースト粘度が比較的小さい
場合に用いる装置で、第２図に示すものはペースト粘度
が比較的大きい場合に用いる装置である。

第１図かられかるように、ペースト供給装置１は上筒１
１およびこれに嵌挿される上筒１２を具える。　上筒１
２にはシャフト１４がこれに固着されているツバ１３を
介してねじ１５により固定されている。　シャフト１４
の途中にはピストン１６がナツト１７により固着され、
このピストン１６と上筒１１との間にペースト室１８が
限定される。

上筒１２の上部には適量のペースト供給に必要な錘１９
が載面できるよう構成されている。

上筒１１の下端にはペースト室１８に通じるペースト排
出口２０が形成され、ここにはコック２１が設けられで
いる。　　このペースト排出口２０は後述する電解装置
のペースト供給口に接続される。

ペーストの供給量のコントロールは上筒１２上にのせら
れる錘１９と排出口２０に設けられるコック２１とによ
り行われる。　第１図に示す装ばは、比較的粘度が小さ
いペーストに用いられるため、シャフト１４はピストン
１６から下方に相当長く延長してペースト排出口２０内
に至るように構成するのがよく、これによりペーストの
排出量を適度に制御できる。

第２図に示す装置はペースト粘度が比較的大きなものに
用いられるので、このような必要はなくピストン１６を
取り付けつる長さがあれは十分である。　第２図に示す
装置は第１図に示す装置とこの点以外は同じ構成なので
その説明は省略する。

ペースト供給装置１において、各構成部材はペーストに
耐える耐酸性、耐熱性の材料て構成するのがよい。　な
お、ペーストの皿れを防止するため、上筒１１とピスト
ン１６との間には０リング２２を介挿しておくのがよい
。

次に、電解面において安定電流を確保し、長期間の寿命
を得るための電解装置２について第３ａ図および第３ｂ
図を用いて説明する。　このような目的を達成するには
、電解装置２においては、電極とパッドの構成を工夫す
る必要かある。

第３ａ図および第３ｂ図から明らかなように、電解装置
２はハウジング３１を具え、この上部にはペースト供給
口３２および配線口３３が設けられ、ペースト供給口３
２は前述したペースト供給装冒１のペースト排出口２０
に接片、：ｌ！ｔされる。

ハウジング３１は内部にペーストトラップ室３４を限定
し、ハウジング３１の底板３５にはペースト排出孔３６
が形成されている。　ペーストトラップ室３４は電解？
Ｆｉ（ペースト）を充満させることによりペーストを後
述するパッドに均一に行きわたらせる作用をする。

ハウジング３１の底板３５の下方には電極３７が配設さ
れ、これにはペーストを通すとともにパッド３８を支持
するための多数の孔３９が形成されている。　パッド３
８は電極３７の孔３９の段部３９ａにより短冊状に固定
され、第３ｂ図に示されるように、パッド３８は斜に傾
斜して配設されている。　この装置において、ペースト
供給装置１から供給されたペーストはトラップ室３４に
入り、ハウジング３１の底板３５に形成された孔３６、
電極３７に形成された孔３９を経てパッド３８に至る。

ここで、パッド間の間隙は非常に重要である。　この間
隙が小さいと被処理材からのスケール等が間隙に堆積し
、電流が流れにくくなる。　また、この間隙が大きすぎ
ると、パッド間に空間ができやすく、ペーストの保持が
困難となり、やはり安定電流を確保できなくなる。

したがって、パッド間の間隔はこのような事態が発生し
ないようなものとすべきであるが、パッドの厚みとほぼ
同等にし、パッドの厚みを５ｍｍ程度にしておくのが最
も好ましい。　また、電極３７は長寿命化を図るため、
ステンレス鋼、銅板などを用いるのがよい。

安定した電流を確保するには、処理面とＴＬ極との間の
距離を適当に選択する必要がある。

この距雛が数十ｍｍ以下でも電流は確保できるが、１０
ｎ＋ｍ以下とするのが好ましい。　パッドが極少ユづつ
摩耗するにしたがって、この距加は小さくなってくるが
、２〜３ｍｍになった時点でパッドを交換するのが好ま
しい。　電極と被処理材が短絡すると、処理ができなく
なるからである。

パッドの材質が長寿命化に最も影グを与えるが、パッド
の材質としては、ポリエステル繊維、ガラス繊維、アル
ミナ繊維などの織布、編布なと絶縁体が必要であるが、
長寿命化をはかるには、これらの繊維に研摩剤を含浸し
たものか適している。

パッドは処理条件、ペーストの種類などの変更が簡単に
でき、洗浄等が可能であり、作業性を上げる対策を考慮
しておくのがよい。

本発明で用いる電解装置の他の構成例を第４図〜第７図
につき説明する。　これらについては、上述した第３図
の装置と異なる点のみについて説明する。

第４ａ図および第４ｂ図に示す例では、パッド３８がハ
ウジング３１の底部をおおうようにキャップ状をなし、
端部はビス４０により固定される。　このキャップ状パ
ッド３８とハウジング３１の底板３５との間に皿型の電
極３７が配設されている。　また、ペースト供給口３２
はハウジング３１の底板３５に形成されたペースト排出
孔３６に接続され、ペーストトラップ室３４は空間とな
っている。

第５ａ図および第５ｂ図に示す例は、第４ａ図および第
４ｂ図に示す変形例であり、ペースト供給口３２はペー
ストトラップ室３４に連通しており、ハウジング３１の
底板３５のペースト排出孔３６と電極３７の孔３９とが
一致している。

第６ａ図および第６ｂ図に示す例は、第３ａ図および第
３ｂ図に示す例と同様に電極３７およびパッド３８を配
設するが、短冊状のパッド３８を斜に傾斜させずに立直
並置したものである。

第７ａ図および第７ｂ図に示す例は、第６ａ図および第
６ｂ図に示す例の変形例であり、パッド３８を第７ｂ図
に示すようにスケールの排出が容易に行えるようジグザ
ク状に配薗したものである。

本発明の金属材表面の電解処理装置は第８図に線図的に
示すようにして用いる。　被処理材４１上にペースト供
給装置１および電解装置２をそのパッド３８が被処理材
４１上にあたるようにのせ、電極３７および被処理材４
１をリード線４２を経て電源４３に接続して通電すれば
、陽極となっている被処理材４１からスケール等が除去
される。　ベース）・はパッド３８から侵出して十分に
電極３７と被処理材４１との間に供給され続ける。

本発明の電解処理装置は、金属材の電解酸洗、不働態化
処理、めっきなどに適用することができる。

〈実施例〉以下に本発明を実施例につき具体的に説明する。

本実施例は本発明装置をステンレス鋼の電解酸洗（脱ス
ケール）に適用したものである。

（１）供試材５ＵＳ３０４ステンレスｔｉｆｆ（６ｍｍ厚Ｘ３００ｍ
ｍｘ　３００　ｍｍ）の黒皮付き鋼板（２）ペースト ■　ポリアクリル酸ソーダ　　　５ｗｔ％硫酸　　　　
　　　　　　１０ｗｔ％水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　８５ｗｔ％
■　二酸化珪素　　　　　　　　７ｗｔ％硫酸　　　　
　　　　　　１０ｗｔ％水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　８３ｗｔ％
ベースト■については第１表に、ペースト■については
第２表に示す。

（３）電解等の条件第１表および第２表に示す。

（４）本発明装置第１図および第２図のペースト供給装置（表ではそれぞ
れＡおよびＢと示す）を第３図〜第７図に示すように組
み立て、第８図に示すようにして電解処理した。

なお、表では、パッドおよびＴＬ極の形状で区別して、
第３図のものを立傾斜型、第４図のものを平面型、第６
図のものを立直並型、第７図のものをジグザグ型という
。

（５）比較例比較例としては、グラインダー仕上げ、１０％硫酸溶液
による酸洗を挙げた。

（６）評価評価基準は各表の下に記す通りである。

本発明例はいずれのペーストでも表面ムラはｌｘ　＜、
脱スケール度は完全であった。　　１０重量％硫酸を含
むペーストの方が１０重量％硫酸ナトリウムを含むペー
ストより、能率が良かった。

比較例のグラインダー仕上げでは表面ムラが少しあり、
１０％硫酸溶液での酸洗では、ブラシ等でブラッシング
をしないとスケールは除去できなかった。　比較例では
１０分または９０分処理しても脱スケールが完全に出来
ず、能率も悪かった。

〈発明の効果〉以上詳述したように、本発明の金属材表面の電解処理装
置を用いれば、あらゆる金属材の表面処理を低コストで
現場で行なうことができる。

従って、特にステンレスクラツド鋼などのように片面側
だけを処理したり、構造物の一部分だけを処理する場合
には本発明の特性はより良く発揮される。

また本発明によれば、電解設備は特に固定化する必要が
なく、適性な電極形状とペーストを選択すればあらゆる
金属構造物および金属製品表面の電解酸洗、電解研磨、
不働態化処理、電解着色処理および電気めっき等の処理
を表面ムラを生じさせずに、簡単かつ迅速に行なうこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明装置に用いるペースト供給
装置の部分断面側面図である。第３図、第４図、第５図、第６図および第７図は本発明
装置に用いる電解装置の種々の構成例であり、第３ａ図
、第４ａ図、第５ａ図、第６ａ図および第７ａ図は部分
断面側面図、第３ｂ図、第４ｂ図、第５ｂ図、第６ｂ図
および第７ｂ図は底面図である。第８図は本発明の金属材表面の電解処理装置の使用態様
を示す線図である。符号の説明１・・・ベースト供給装置、２・・・電解装置、１１・
・・下問、　　　　　１２・・・上筒、１３・・・ツバ
、　　　　　１４・・・シャフト、１５・・・ねじ、　
　　　　１６・・・ピストン、１７・・・ナツト、　　
　　１８・・・ペースト室、１９・・・錘、　　　　　
　２０・・・ペースト排出口、２１・・・コック、　　
　　２２・・・０リング、３１・・・ハウジング、　　
３２・・・ペースト供給口、３３・・・配線口、３４・・・ペーストトラップ室、３５・・・底板、　　　　　３６・・・ペースト排出孔
、３７・・・電極、　　　　　３８・・・パッド、３９
・・・孔、　　　　　　４０・・・ビス、４１・・・被
処理材、　　　４２・・・リード線、４３・・・電源、

Claims

【特許請求の範囲】

（１）表面処理すべき金属材と相対する面に所定の間隔
を置いて並設した複数の溝と、このそれぞれの溝の底に
孔を備えた電極と、前記電極を底面に取り付け、この底面に前記孔と連通す
るペースト状電解液供給孔を備えたペースト状電解液ト
ラップと、前記それぞれの溝内に上端部分が密接に固着され下端部
分が前記金属材に当接され、前記複数の孔から供給され
るペースト状電解液を保持し浸出させる複数のパッドと
、前記複数のパッドに前記ペースト状電解液トラップを介
してペースト状電解液を圧送するペースト状電解液圧送
装置と、前記ペースト状電解液圧送装置の供給量を調整するペー
スト状電解液流量調整装置と、前記金属材と電極の間に前記複数のパッドに保持され、
またそこから浸出するペースト状電解液を介して通電す
る電源手段と、を有する金属材表面の電解処理装置。
（２）表面処理すべき金属材と相対する面に複数の孔を
有するさら型電極と、前記さら型電極を底面に取付け、この底面と前記さら型
電極との間に空間を形成する電極支持手段と、前記さら型電極をカバーするとともに前記電極支持手段
の周辺部に取付けられ、前記複数の孔から供給されるペ
ースト状電解液を保持し、浸出させるキャップ型パッド
と、前記キャップ型パッドに前記空間を介してペースト状電解液を圧送するペースト状電解液圧送装置
と、前記ペースト状電解液圧送装置の供給量を調整するペー
スト状電解液流量調整装置と、前記金属材とさら型電極との間に前記パッドに保持され
、またそこから浸出したペースト状電解液を介して通電
する電源手段と、を有する金属材表面の電解処理装置。
（３）表面処理すべき金属材と相対する面に複数の孔を
有する電極と、前記電極を底面に取付け、この底面に前記孔と連通する
ペースト状電解液供給孔を設けたペースト状電解液トラ
ップと、前記電極をカバーするとともに前記ペースト状電解液ト
ラップの周辺部に気密的に取付けられ、前記孔から供給
されるペースト状電解液を保持し浸出させるキャップ型
パッドと、前記キャップ型パッドにペースト状電解液をペースト状
電解液トラップを介して圧送するペースト状電解液圧送
装置と、前記ペースト状電解液圧送装置の流量を調整するペース
ト状電解液流量調整装置と、前記金属材と電極の間に前記キャップ型パッドに保持さ
れ、またそこから浸出したペースト状電解液を介して通
電する電源手段とを有する金属材表面の電解処理装置。
（４）前記パッドが並行に配置されている請求項１に記
載の金属材表面の電解処理装置。
（５）前記パッドが屈曲して配置されている請求項１に
記載の金属材表面の電解処理装置。