JPH02131814A - 帯板の複合研磨方法 - 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） この発明は、金属ストリップなどの帯板の表面を研磨す
る方法に関する。

金属板表面の塗装性や化成処理性あるいは反応性の向上
を目指し表面にある汚れや酸化物を取り除いて清浄化、
活性化すること、または均一な外観を得るためや、表面
光沢度の向上、あるいは表面粗さを小さくし、加工性や
摩擦性等の表面性状の改善を図ること、などを目的とし
て帯板表面の研磨が実施される。

さてステンレス鋼板などの帯板の表面を、例えば鏡面に
仕上げる際は従来パフ研磨が用いられることが多い。と
ころがパフ研磨は、熟練を要する上、形状精度や仕上げ
状態が一定しないので品質上のばらつきが多く、さらに
粉塵が多量に発生して作業環境の悪化をまねくため、大
量生産には不向きである。

これらの問題を解決し得る電解パフ研磨加工方法につい
て特開昭５３−１３２９０号公報には、大面積を有する
被研磨物を電解により陽極酸化させるとともに、表面に
生成した不動態化酸化被膜を擦過することにより除去し
鏡面に仕上げるに当たり、電極と被研磨物間での印加電
圧５〜１２Ｖ及び電流密度０．５〜２。５Ａ／ＣＩＩ１
２を電解条件とすることが開示されている。

この方法は加工速度の向上に効果はあるものの、幅の広
い帯板を研磨すると研磨むらが生じるため、実際には研
磨速度を遅くせざるをえない．すなわち円板状の研磨材
における周縁部と中心部とでは被研磨面に対する擦過速
度が異なるため、研磨速度を高める目的で研磨材の面積
を大きくすると研磨むらが顕著になる。そしてこの研磨
むらを防止するために、従来は工具を輻又は長手方向へ
徐々に移動させながら研磨していた。したがって広幅帯
板を研磨するには長時間を要し不経済であった。

（発明が解決しようとする課題） この発明は、とくに大面積を有する帯板の鏡面仕上げ研
磨を高速でかつ研磨むらなしに、しかも経済的に行い得
る研磨方法を提供しようとするものである。

（課題を解決するための手段） 発明者らは、とくに大面積を有する帯板に、上記した電
解パフ研磨を適用した際に生じる研磨むらについて詳細
に調査したところ、研磨面に対する研磨材の相対速度は
回転軸から離れるほど大きくなり、この速度差に応じて
研磨むらも大きくなることを見い出した。そこで複数の
研磨ヘッドを帯板上に配置し、各々研磨ヘッドを自転さ
せるとともに別の軸を中心として公転させたところ、研
磨むらの非常に少ない研磨面を短時間で得られることが
判明した。

この発明は、上記の知見に由来するものである。

すなわちこの発明は、電極の下面に研磨材をそなえる研
磨ヘッドを帯板の表面に押し付け、帯板と電極との間に
電解液を連続的に供給し、帯板と電極との間に電圧を印
加しつつ研磨ヘッドを回転させて帯板の表面を研磨する
に当たり、複数の研磨ヘッドを配置し、各研磨ヘッドを
その自転軸とは別の軸を中心に回転させることを特徴と
する帯板の複合研磨方法である。

また実施に当たり、研磨材に砥粒を含有するショア硬さ
７０以下の弾性体を用いることが有利である。

次にこの発明を、具体的に説明する。

第１図（ａ）及び（ｂ）にこの発明に直接用いる複合研
磨装置を示し、図中ＩＡ〜ＩＤは研磨ヘッドで、各研磨
ヘッドは放射状にのびる４本の腕を有する十字型のフレ
ーム２の各腕端にて支持され、また各腕に固定した駆動
モーター３Ａ〜３Ｄによって、例えば研磨ヘッドＩＡ及
び１Ｂが時計回りに、同１ｃ及びＩＤが反時計回りに回
転される。さらにフレーム２の中心に軸４を設け、この
軸４に駆動モーター４Ａを直結して回転させることによ
って、フレーム２の回転をはかる。なお駆動モーター４
Ａは、複合研磨装置を帯板上で往復運動させるためのア
ームなどで固定しておく。このようにフレーム２を回転
させることによって、研磨ヘッドＩＡ〜１０に自転のほ
か軸４を中心とした公転運動も与えることができ、むら
のない研磨が実現する。

なおこの例で研磨ヘッドは４個としたが、複数であれば
数に制限はなく、偶数個であれば時計回りのものと反時
計回りのものを半々に、奇数個であれば公転方向と反対
回りのものが多くなるように設定することが好ましい。

さらに研磨ヘッドＩＡ〜ＩＤは同図（ｂ）に示すように
、電極５Ａとこの電極５Ａの下面に取り付けた研磨材５
Ｂとからなり、電極５＾にはプラシ６Ａ及び６Ｂを介し
て負の電圧が印加される． ここで研磨材５Ｂは、導電性を有するものであればよく
、その形状もブラシ状など任意で良いが、好ましくは砥
粒を含有するシａア硬さ７０以下の弾性体を用いること
が有利である。すなわち弾性研磨材を用いることで、研
磨面への押圧力の調整が不要になるため容易にむらのな
い研磨面を得ることができる。具体的には砥粒を含有す
るポリウレタンが好適で、ポリウレタンを用いることに
より遊離砥粒を用いるときに常に問題となる粗さの異な
る砥粒の混入がないため、欠陥の少ない仕上げ面となる
． さて上記の複合研磨装置にて研磨を行うに当たり、まず
フレーム２の軸４の下に配設したノズル７から、例えば
硝酸ソーダや中性のハロゲン化物水溶液等の研磨液を兼
ねる電解液を、帯板上に連続して供給し、研磨へッドＩ
Ａ〜ＩＤを自転させるとともに公転させる。研磨ヘッド
ＩＡ〜ＩＤの自転速度は、研磨材々質等により多少異な
るが、遅いと研磨能率が悪く一方速いと傷の発生をまね
くので、１００〜２００Ｏｒｐｍの範囲とすることが好
ましい。ちなみにポリウレタンの場合は、８００ｒｐｍ
が適当である。なお電解液を供給するノズルは、各研磨
ヘッドに設置してもよい。

また第２図（ａ）及び（ｂ）は２つの研磨ヘッドＩＥ及
びＩＦからなる他の複合研磨装置を示し、研磨ヘッドＩ
Ｅ及びＩＦの研磨材５Ｂは砥粒入リプラシ（例えばナイ
ロン製の中空体）よりなり、電解液は通路８を通り電極
５＾下面のブラシ先端の孔から帯板上に供給される。な
お９は電解液の注入口である。

（作用） 次にこの発明の基礎となった実験結果について、述べる
。

表面粗さ１〜３μＩＩＲｍａｘのＳ４５Ｃ　（ＪＩＳ　
Ｇ４５０１）に従う鋼板の表面を、第１図に示した複合
研磨装置によって、研磨材には＃８００の砥粒入リのポ
リウレタン（２５０　ｍΦ）を、電解液には２０％硝酸
ナトリウム液をそれぞれ用いて、研磨ヘッドを速度８０
０ｒｐｍで自転させるとともに、自転方向と同一又は反
対方向に公転させて研磨を行った。また比較のため、公
転させない研磨も行った。それぞれの研磨において、鋼
板の表面粗さが０．２μ”ＲＩＩａＸ以下になるまでの
時間を種々の公転速度について測定した結果を、第３図
に示す。

同図から、公転させることによって研磨時間を短縮でき
ることが、そしてその方向は自転と反対にすることが効
果的であることがわかる。さらに公転速度は４　ｒｐｍ
以上が好ましい。

また上記の装置における研磨材の硬さを変化させたとき
の研磨面の粗さについて、同様の電解研磨条件で調べた
結果を、第４図に示す。同図から明らかなように、シジ
ア硬さを７０以下にすると研磨面の粗さは小さくなる。

なお研磨材（ポリウレタン）の硬さは、気泡率を変化さ
せて調整した。

（実施例） ステンレス鋼板（表面粗さ＝１〜２μｍ　Ｒｗａｓｘ　
）の表面を、第１図の複合研磨装置にて下記の条件に従
って研磨した。

ｉ．電解液：硝酸ナトリウム水溶液（２０％）ｉｉ　．
電解条件：電圧　１５Ｖ ｉｉｉ　．研磨材：砥粒（＃８００　）入り不織布ｉｖ
．研磨ヘッド速度：自転８００ｒｐｍ公転　５ｒｐｍ まずノズルから電解液を供給し、ついで研磨ヘッドを全
て同一方向へ自転及び公転させた後、給電を開始し電解
及び機械複合研磨を行ったところ、鋼板表面を０．２μ
ｍＲｍｍｘ以下で目視で欠陥のない状態に仕上げるのに
３分間を要した。

また比較として、上述した従来の自転式パフ研磨装置を
用いて同様の条件にて研磨を行ったところ、同一の面積
を同一の表面粗さに仕上げるのに２０分間を要した。

さらに上記の複合研磨において、第１図の研磨ヘッドＩ
ＡとＩＢを互いに逆方向に回転させたところ、上記の表
面粗さに仕上げるまでの時間を０．５分間短縮できた。

（発明の効果） この発明によれば、大面積の広幅帯板であってもむらの
ない研磨を短時間に施すことができ、経済的に鏡面仕上
げを行い得る。

【図面の簡単な説明】

第！図（ａ）はこの発明に使用する複合研磨装置を示す
上面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ線断面図、 第２図（ａ）はこの発明に使用する別の複合研磨装置を
示す上面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＢ−Ｂ線断面図
、 第３図は研磨ヘッドの自転方向及び公転速度と研磨時間
との関係を示すグラフ、 第４図は研磨材の硬さと表面粗さとの関係を示すグラフ
である。 ＩＡ〜ＩＦ・一研磨ヘッド　　２・−・フレーム３Ａ〜
３Ｄ，　４Ａ−・一駆動モーター４−・・軸　　　　　
　　　５Ａ−・電極５Ｂ・−・研磨材　　　　　　６Ａ
，　６Ｂ・−ブラシ７・・・ノズル ８・・・・通路 ９・−・注入口 特 許 出 願 人 川 崎 製 鉄 株 式 ム 社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電極の下面に研磨材をそなえる研磨ヘッドを帯板の
   表面に押し付け、帯板と電極との間に電解液を連続的に
   供給し、帯板と電極との間に電圧を印加しつつ研磨ヘッ
   ドを回転させて帯板の表面を研磨するに当たり、 複数の研磨ヘッドを配置し、各研磨ヘッド をその自転軸とは別の軸を中心に回転させることを特徴
   とする帯板の複合研磨方法。 ２、研磨材は砥粒を含有するショア硬さ７０以下の弾性
   体である請求項１に記載の方法。