JPH02182893A - 電解処理装置 - Google Patents

電解処理装置

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JPH02182893A
JPH02182893A JP79589A JP79589A JPH02182893A JP H02182893 A JPH02182893 A JP H02182893A JP 79589 A JP79589 A JP 79589A JP 79589 A JP79589 A JP 79589A JP H02182893 A JPH02182893 A JP H02182893A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、酸化スケールの除去、電解研摩、不働態化処
理、着色処理および電気めっき等の金属表面の電解処理
を高効率で、かつ簡便に行なう電解処理装置に関する。
〈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
、表面研摩、不働態化処理、着色処理およびめっき等の
ものが挙げられる。
このような金属表面処理方法には、それぞれ機械的、化
学的および電気化学的処理などの方法がある。  しか
しながら、これらの従来処理方法では以下のような欠点
があった。
例えば、脱スケール処理埋については、機械的処理の代
表的な方法として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
接処理を行なう現場処理が困難であり、また、表面に加
工硬化層が残存するために耐食性あるいは機械的性質に
悪影響を与える等の欠点があった。
また、化学的処理法においては、いわゆる酸洗による脱
スケール処理があるが、処理に長時間を有し、また、酸
性液を使用することによる環境問題もあり、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
による現場酸洗処理法も行なわれているが、長時間の処
理が必要であり、また酸洗ムラも生じ易いという欠点が
あった。
電気化学的処理法としてはいわゆる電解酸洗による脱ス
ケール処理が有り、短時間での処理が可能ではあるが、
処理溶液および処理装置による制約が大きく、やはり現
場での処理が困難である欠点があった。 また、電気化
学的処理法においては、良好な電流効率で優れた表面処
理製品を得るためには、処理用の電極表面を常に清浄に
保つことが重要であり、改良が望まれていた。
〈発明が解決しようとする課題〉 本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解決すること
にあり、金属材の表面処理法のうち、特に効率がよく、
高品質な表面処理が可能な電気化学的処理法を応用し、
その決定的な欠点である現場処理が不可能である点を解
消し、しかも、電極や、処理液である表面処理用ペース
ト供給系等の工夫を重ね、安定した電流による高品質の
表面処理が可能な電解処理装置を提供することにある。
〈課題を解決するための手段〉 本発明者らは、前記課題を解決する゛ために、各種の電
気化学的な表面処理の現場での実施は処理溶液としてペ
ースト状電解液を用いることにより可能となること。 
さらに、電解処理、特に電解めっき、着色処理等では、
優れた表面処理製品を得るためには良好な電流効率を得
る必要があり、そのためには常に電極表面を清浄に保つ
必要があることに層目して鋭意検討を重ね、本発明を成
すに至った。
すなわち、本発明は、金属材表面を表面処理用ペースト
にて処理する電解処理装置であって、 前記表面処理用ペーストの流出口を外周面に複数有する
中空の円柱状の電極ロールと、前記電極ロールを駆動さ
せる電極ロール駆動系と、 前記電極ロール内に前記表面処理用ペーストを供給する
ための表面処理用ペースト供給系と、 前記電極ロールを被嵌し、前記流出口から流出する前記
表面処理用ペーストを含浸し、外周面に浸出させる、前
記金属材と接触する筒状のパッドと、 前記パッドを前記電極ロールと相対回転させるパッド駆
動系と、 前記電極ロールと前記金属材とを前記表面処理用ペース
トを介して通電する手段とを有することを特徴とする電
解処理装置を提供する。
本発明の電解処理装置によれば、表面処理剤としてペー
スト状の表面処理用ペーストを用い、この表面処理用ペ
ーストをその流出口を有する円筒状の電極ロールからパ
ッドおよび被処理金属表面に供給し、電極ロールとパッ
ドとが相対回転しながら電極ロールと被処理金属の間に
表面処理ペーストを介して通電し、被処理金属の片面ま
たは両面を電解処理するものであるので、現場処理が可
能で、しかも電極ロール表面をパッドにて常に清浄に保
つことができる。
従って、本発明の電解処理装置によれば、表面処理用ペ
ーストおよびパッドを選択することにより、各種の電解
処理を、低コストで能率よく、しかも常に安定した電流
で行なうことができ、高品質な表面処理製品を得ること
が可能となる。
以下、本発明の電解処理装置について詳細に説明する。
本発明の電解処理装置は、ペースト状の電解液を表面処
理用ペースト(以下、ペーストとする)を処理液として
用いて、酸化スケールの除去、電解研摩、不働態化処理
、着色処理および電気めっき等の金属材の電解表面処理
を行なうものである。
ここで、本発明において処理対象とされる金属材とは、
平板、カップ、つぼ、皿、管材、ブロック材、異形材な
どのステンレス、チタン、金、銀、銅のような各種の材
質の金属製品のみならず、少なくとも表面が金属である
積層製品や、溶接部、鋼管等の局部をも含む広範囲に亘
るものである。
また、本発明で用いられるペーストは特に限定はなく、
行なう表面m埋に応じて適宜選定すればよい。
電解酸洗用ペーストとしては、硫酸、塩酸、硝酸、ぶつ
酸等の酸あるいは塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム、硝
酸ナトリウム等の塩類を単独および/または複合添加し
たものについてそのまままたは水を加えてペースト化さ
れるものは勿論、さらにポリアクリル酸ソーダ、アルギ
ン酸ナトリウム、ザンサンガム等の有機増粘剤および/
またはゼオライト、水ガラス、コロイダルシリカ、コロ
イダルアルミナ、珪弗化ソーダ等の無機増粘剤などを加
えてペースト化したものであればどのような方法で製造
されたものでも用いることができる。
めっき用ペーストとしては、通常のめっき溶液、各fm
金属塩と酸あるいはアルカリとの混合溶液などのめっき
種を含有する溶液を用い、例えばポリアクリル酸ソーダ
、アルギン酸ナトリウム、ザンサンガム等の有機増結剤
および/またはゼオライト、水ガラス、コロイダルシリ
カ、コロイダルアルミナ、珪弗化ソーダ等の無機増粘剤
などを加えてペースト化したものであればどのような方
法で製造されたものでも用いることができる。
発色用ペーストとしては、力性ソーダ、力性カリ、アン
モニア等のアルカリ、もしくは塩酸、硫酸、硝酸、しゅ
う酸、ぶつ酸、クロム酸、重クロム酸、リン酸、ぎ酸、
酢酸、マロン酸、マレイン酸、リンゴ酸、酒石酸等の酸
、あるいは上記のアルカリもしくは酸の塩類を単独また
は混合した発色用水溶液を用い、たとえばポリアクリル
酸ソーダ、アルギン酸ナトリウム、ザンサンガム等の有
機増粘剤および/またはゼオライト、水ガラス、コロイ
ダルシリカ、コロイダルアルミナ、珪弗化ソーダ等の無
機増結剤などを加えてペースト化したものであればどの
ような方法で製造されたものでも用いることができる。
エツチング用、加工用ペーストとしては、力性ソーダの
アルカリ、もしくは塩酸、硫酸、硝酸、クロム酸、重ク
ロム酸、ぶつ酸等の酸および/または上記のアルカリも
しくは酸の塩類を単独または混合した物について、その
まま、または水を加えてペースト化されるものは勿論、
さらにポリアクリル酸ソーダ、あるいは二酸化ケイ素、
アルミナ、水ガラス、アルギン酸ソーダの如きペースト
化材を加えて成るペーストであればどのような方法で製
造されたものでも用いることができる。
さらに、電解研摩用ペーストとしては、上記発色用ペー
ストおよび酸洗用ペーストのうちで、表面研摩性に優れ
た任意のペースト材が挙げられる。
第1図に、本発明の電解処理装置の好適な一例が示され
る。
第1図に示される本発明の電解処理装置10は、ペース
ト状で電解質の表面処理用ペースト(以下、ペーストと
する)12にて金属板14の表面処理を行なもつので、
基本的に、中空の円筒状の電極ロール16と、電極ロー
ル16を駆動させるための電極ロール駆動系18と、電
極ロール駆動系18を経て電極ロール16内にペースト
12を供給するための(表面処理用)ペースト供給系2
0と、電極ロール16を被嵌し、電極ロール16から流
出したペースト12を外周面に浸出させる金属材14と
接触するパッド22と、パッド22を電極ロール16と
相対回転させるパッド駆動系24と、パッド22から浸
出したペースト12を介して電極ロール16と金属材1
4とを通電する(電源)手段26とを有するものである
本発明においては、電極ロール16とパッド22とが相
対回転しているため、電極ロール16表面を常に清浄化
した状態としておくことができ、常に、高電流効率で、
高品質な表面処理を行なうことができる。
なお、本発明において相対回転とは、同方向の回転速度
が異なるもののみならず、逆回転、一方が停止している
場合、等を含むのは当然のことであり、正負を含む、双
方の回転速度が異なる場合すべてを含むものである。
ペースト供給系20はペースト4928、ポンプ30、
ライン32等を有するものであり、ペーストイa28に
充填されたペースト12は、流量をバルブ34にて調整
され、ポンプ30にてライン32、電極ロール駆動系1
8を経て電極ロール16内に供給される。
さらに、ペースト供給系20はバイパス36およびバイ
パスバルブ38を有し、ペースト12がポンプ30にて
過剰に供給された際には、余分なペースト12はバイパ
ス36からペースト槽28に戻されるよう構成される。
なお、以上の各部材はペースト12か酸性である際にも
腐食されることがないよう、各種のステンレス鋼等の耐
食性に優れるものや、耐薬品性に優れたプラスチック等
にてコーティングされたものであるのが好ましい。
ペースト供給系20から供給されたペースト12は、モ
ータ40、回転軸42を有する電極ロール駆動系18を
経て、電極ロール16内に供給、充満される。
モータ40は回転軸42を介して電極ロール16を図中
矢印a方向に回転させる。
また、回転軸42はモータ40に連結され、電極ロール
16の中心線に挿入された状態で、電極ロール16の端
面に固定される。 ここで、回転軸42は中空となって
おり、ライン32はこの回転軸42に接続される。 つ
まり、ペースト12はこの回転軸42内を経て電極ロー
ル16に供給されるものである。
この回転Ili[k42については、後に電極ロール1
6と共に詳細に説明する。
電極ロール16は、中空の円柱状の形状を有し、供給、
充満されたペースト12を流出する複数の流出口56を
外周面に有する。 ペースト12はこの流出口56から
流出し、パッド22に含浸される。
このような電極ロール16および前述の回転軸42の概
略図が第2図に示される。
前述のように、回転!11i142は電極ロール16の
端面44を貫通して電極ロール16内の中心線に挿入さ
れて端面44に固定され、前述のモータ40の駆動力を
伝達し、電極ロール16を回転させる。
電極ロール16内部の回転tith42の外周面には、
前述のペースト供給系20から供給されたペースト12
が流出するための開口46が多数形成され、電極ロール
16内にペースト12を供給するように構成される。 
開口46は好適に電極ロール16内にペーストを供給・
充満し、パッド22全面に均一にペースト22を供給で
きるものであれば形状、形成位置、数等に限定はない。
電極ロール16は、中空の円柱状の形状を有し、供給、
充満されたペースト12を流出する複数の流出口56を
外周面に有するもので、前述の電極ロール駆動系18に
て所定の方向に回転させられる。
電極ロール16は、中空の円柱状のものであれば他には
特に限定はなく、サイズ、回転方向等は現場の状況、適
用する電解処理装置等に応じて適宜決定することができ
る。 また、流出口56も形状、数、形成位置等には特
に限定はなく、パッド22全面に均一にペースト12が
含浸される形状であれば特に限定はない。
第1図に示される例においては、電極ロール16は、そ
の中心線に挿入・固定される回転軸42と、それに直結
されるモータ40にて回転するが、本発明はこれに限定
されるものではなく、例えば、各種のギヤ、伝達ローラ
等にて駆動力を伝達され、回転するものであっても良い
。 この場合、駆動力を伝達される位置は回転軸であっ
ても、また、各種のギヤ、ローラ等にて電極ロール16
の外周面に駆動力を伝達し、電極ロール16を回転する
ものであってもよい。
また、第1図に示される例においては、ペースト12は
回転軸42から電極ロール16内に供給されるものであ
ったが、本発明はこれに限定されるものではなく公知の
各種の手段にて、ライン32を電極ロール16の端面4
4に接続し、ペースト12を供給するものであってもよ
い。  しかしながら、ペースト12をパッド22の全
面に均一に含浸するためには、ペースト12は図示例の
ように電極ロールの内部中心線から供給されるのが好ま
しい。
なお、本発明においては、電極ロール16はパッド22
と相対回転するものであればよいので、電極ロール16
は停止し、パッド22のみ回転するように構成したもの
であってもよく、この場合、電極ロール駆動系18は必
ずしも配備する必要はない。
以上のような回転軸42、電極ロール16等の材質とし
ては、ステンレス鋼等の酸性ペーストにも腐食を起こさ
ない材質であることが好ましい。 また、回転軸42に
は好ましくは、モータ40、ペースト供給系20に通電
しないための、絶縁部材が配設されることが好ましい。
パッド22は 電極ロール16を被嵌し、流出口56か
ら流出するペースト12を含浸し、外周面に浸出させ、
かつ、金属材14と接触する筒状のもので、電極ロール
16と相対回転、第1図に示される例においては矢印す
方向に電極ロールと逆回転するものである。
つまり、本発明の電解処理装置10においては、電極ロ
ール16、回転軸42、パッド22および金属材14は
第3図の断面図に示すように配置され、ペースト12(
図示せず)は回転軸の開口46より電極ロール16内に
供給・充填され、流出口56から流出してパッド22に
含浸され、パッド22の表面に台土して金属材14と接
触する。 ここで、ペースト12を介して電極ロールと
金属材14とが電源手段26(第1図)にて通電される
ことにより金属材14の表面が電解処理される。
パッド22の材質には特に限定はなく、目的とする処理
に応じて適宜選定される。
例えば、電解酸洗による脱スケールの場合には固めのパ
ッド材を用いるのが好ましく、ポリエステル繊維、ガラ
スia維、アルミナ繊維等の織布、編布等の絶縁体に各
種の研摩材を含浸したものが好適に例示される。
また、めっきの場合には、鋼面を研摩する必要がないの
で、鋼面から発生するガスによる気泡を取り除き、導電
性を損なわないために設けるので、ポリエステル、ナイ
ロン等の軟らかいパッド材を用いることが好ましい。
パッド22は電極ロール16と相対回転するものである
。 従って、このようなパッド22には、その回転を容
易にするために各種の樹脂、金属等の芯材を有すること
が好ましい。 このような芯材としては、ペースト12
の含浸を妨害するものでなければ特に限定はなく、例え
ば網状のものや、梯子段状のもの、らせん状のもの等が
例示される。
パッド22はバット駆動系24により電極ロール16と
相対する回転、図示例においては、矢印す方向に、電極
ロール22とは逆方向の回転をする。
バット駆動系24は、駆動源としてのモータ48と、モ
ータ48の駆動力をパッド22に伝達するためのパッド
回転軸50とを有するものである。 本発明においては
、このパッド駆動系24にてパッド22を電極ロール1
6と相対回転させるため、電極ロール16表面が常に清
浄に保たれ、高品質の電解表面処理を行なうことができ
る。
モータ48は、パッド回転軸50を介してパッド22に
電極ロール16と相対回転を与えあられるものであれば
公知の各種のものが適用可能で、特に限定はない。 な
お、第1図に示される例においては、モータ48は直接
パッド回転軸50に接続されるが、本発明においては、
各種のギヤ、ベルト等を介したものであっても、また、
各種の減速手段等を介し、表面処理の種類に応じて、回
転数を変化できるように構成したものであってもよい。
パッド回転軸50は、そ−夕48の駆動力をパッド22
に好適に伝達できるものであれば特に限定はなく、図示
例においては、モータ48とパッド22に応じた2段階
の径を有するものである。 なお、前述のようにパッド
22が芯材を有するものである場合は、パッド回転軸5
0はより確実に回転力を伝達するために芯材に連結され
るのが好ましい。
図示例においては、パッド駆動系24はパッド回転軸5
0にてパッド22を回転させているが、本発明はこれに
限定されるものではなく、各種のローラ、ギヤ等でパッ
ドに駆動力を伝達するパッド駆動系にてパッド22を回
転させるものであってもよい。
このような本発明の電解処理装e10においては、電源
52と配線54とを有する電源手段26にて、パッド2
2から浸出し、金属材14と接触したペースト12を介
して電極ロール16と金属材14とが通電され、金属材
14が電解表面処理される。 電源手段26は、このよ
うな電解処理装置に通常適用されるものはいずれも適用
可能で、特に限定はない。
このような電解処理装置10にて金属材14の処理を行
なう場合は、例えばめっきの場合は、ペースト槽28に
所定のペースト12が充填される。 次いで、ペースト
12は、ペースト供給系20にて電極ロール駆動系18
の回転軸42に送られ、開口46(第2図)から電極ロ
ール16内に供給され、電極ロール16のペーストの流
出口56からパッド22に含浸され、パッド22の外周
面に浸出されて金属材14の表面に接触する。 ここで
、電源手段26にてこのペースト12を介して電極ロー
ル16が+、金属材14が−に通電され、金属材14の
表面が電解処理される。
なお、本発明の電解処理装置は、電極ロール16等の装
置は移動せずに金属材14が昼勤するもの9、金属板1
4は固定で装置が移動するもの、金属板、装置共に移動
するもの、いずれであってもよい。
以上、本発明の電解処理装置について詳細に説明したが
、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の要
旨を逸脱しない範囲において、各種の改良、変更を行な
ってもよいのは当然のことである。
〈実施例〉 以下、本発明の具体的実施例を挙げ、本発明をより詳細
に説明する。
[実施例1] 電解ニッケルめっき 10mmX 100mmx500mmxの普通鋼(5M
50B)に、第1図に示される本発明の電解処理装置1
0を用いてニッケルめっきを行なった。
ペースト12は、ワット浴(硫酸ニッケル330g/l
、塩化ニッケル45g/l、ホウ酸38g/l、残部水
)にペースト化剤としてザンサンガム10wt%を加え
たものを用いた。
また、電極ロール16は直径60mm、長さ100 m
m、 また、バッド22は厚さ5mmのナイロン製のも
のを用いた。
めっきの際の電極ロール16の回転数は矢印a方向に3
0 r、p、m 、また、パッド22は矢印す方向に2
 r、p、mで、従ってめっき速度は約450 mm/
lll1nである。  また、めっきの際に両極間に印
加した電流値、およびおおよその電流密度(電流値を金
属面に接しているバッド22の面積で除したもの)を表
1に示す。
以上のようにして得られた表面ニッケルめっき鋼板につ
いて、ニッケルめっき状況を確認した。 評価基準およ
び結果を表1に示す。
表 評価基準 Niめつきの状況 顕微鏡による断面観察におけるNiめつき厚さとピンホ
ール◎:Niめつき厚さがほぼ均一で、ピンホールが極
少なもの。
○:Niめつき厚さがほぼ均一で、ピンホールが極小な
もの。
x:Niめつき厚さが薄(不均一で、ピンホールの多い
もの。
表1に示される結果より、本発明の装置によればニッケ
ルめっき面のヤケ、ムラはなく、特に電流密度50〜2
00 mA/cm2の範囲にて良好なめっきが得られる
[実施例2] 電解酸洗 12mmX 100mmx 500m+nXのステンレ
スクラツド鋼(片面)の黒皮材を、第1図に示される本
発明の電解処理装置10を用いて電解酸洗した。
ペースト12は、硫酸10wt%、ポリアクリル酸ソー
ダ5wt%、残部水の組成を有するものを用いた。
また、電極ロール16は直径60 mm、長さ100 
+nm、また、バッド22は厚さ8mmのポリスチル(
研摩前含浸)製のものを用いた。
めっきの際の電極ロール16の回転数は矢印a方向に3
0 r、p、m 、また、パッド22は矢印す方向に6
0 r、p、mとし、今回は金属材14を300 mm
/min’?’ 8動じ、これを処理速度として電解酸
洗を行なった。 なお、めっきの際に両極間に印加した
電流値、およびおおよその電流密度(fit流値を金属
面に接しているパッド22の面積で除したもの)は表2
に示す。
以上のようにして得られた電解酸洗済ステンレスクラッ
ド鋼について、表面ムラおよび脱スケール度を目視にて
観察した。 評価基準および結果を表2に示す。
なお、比較例として、全く同様のステンレスクラツド鋼
をグラインダー仕上げしたもの、および10%硫酸溶液
に90分間浸漬したものについても同様の観察を行なっ
た。 結果を表2に併記する。
表2に示される結果より、本発明の装置によれば従来の
方法に比べ、良好に脱スケールを行なうことかできるこ
とかわかる。 特に、′M、流密度200 mへ/cm
”以上では、非常に良好な脱スケールを行なうことがで
きる。
以上の結果より、本発明の効果は明らかであまた、本発
明の電解処理装置は電極ロールとパッドとが相対回転し
ながら電解処理を行なうので、電極ロール表面をパッド
にて常に清浄に保つことができ、常に安定した電流で、
高品質な表面処理を行なうことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
〈発明の効果〉 以上、詳細に説明したように、本発明の電解処理装置は
、表面処理用ペーストを、その流出口を有する円筒状の
電極ロールからパッドおよび被IA埋金属表面に供給し
ながら被処理金属の片面または両面を電解処理するもの
であるので、表面処理用ペーストおよびパッドを好適。 に選択することにより、金属材表面の脱スケール、電解
酸洗、不働態化処理、電解研摩、着色IA埋およびめっ
き等の各種の電解処理を現場にて、低コストで能率よく
行なうことができる。 第1図は、本発明の電解処理装置の一例を示す模式図で
ある。 第2図は、第1図の電解処理装置に適用される電極ロー
ルおよび回転軸の一部切り欠ぎ模式第3図は、第1図の
電解処理装置に適用される電極ロール、回転軸、パッド
および金属材の断面模式図である。 符号の説明 10・・・電解処理装置、 12・・・(表面処理用)ペースト、 14・・・金属材、 16・・・電極ロール、 18・・・電極ロール駆動系、 20・・・(表面処理用)ペースト供給系、22・・・
パッド、 24・・・パッド駆動系、 26・・・電源装置、 28・・・(表面処理用)ペースト糟、30・・・ポン
プ、 32・・・ライン、 34.38・・・バルブ、 36・・・バイパス、 40.48・・・モータ、 42・・・回転軸、 44・・・端面、 46・・・開口、 50・・・パッド回転軸、4 FIG、1 52・・・電源、 54・・・配線、 56・・・流出口

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)金属材表面を表面処理用ペーストにて電解処理す
    る電解処理装置であって、 前記表面処理用ペーストの流出口を外周面に複数有する
    中空の円柱状の電極ロールと、 前記電極ロールを駆動させる電極ロール駆動系と、 前記電極ロール内に前記表面処理用ペーストを供給する
    ための表面処理用ペースト供給系と、 前記電極ロールを被嵌し、前記流出口から流出する前記
    表面処理用ペーストを含浸し、外周面に浸出させる、前
    記金属材と接触する筒状のパッドと、 前記パッドを前記電極ロールと相対回転させるパッド駆
    動系と、 前記電極ロールと前記金属材とを前記表面処理用ペース
    トを介して通電する手段とを有することを特徴とする電
    解処理装置。
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