JPH02250996A

JPH02250996A - 金属材表面の電解処理方法及び装置

Info

Publication number: JPH02250996A
Application number: JP7058189A
Authority: JP
Inventors: Tsukasa Imazu; 今津　司; Mitsuo Kimura; 光男木村; Nobuo Totsuka; 戸塚　信夫; Mikio Kondo; 幹夫近藤
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1989-03-24
Filing date: 1989-03-24
Publication date: 1990-10-08
Anticipated expiration: 2009-12-21
Also published as: JPH06104915B2

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ｇ１摩、不働態化
処理、着色処理および電気めっき等の全屈表面の電解処
理を高空率で、かつ簡便に行う電解処理方法及び装置に
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
りだ。

例えば、脱スケール処理については、機械的処理の代表
的な方法としてシラシ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、処理に長時間を要し、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
も生し易いｔ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色（、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
つご七が重要であり、改良が望まれていた。

以上の問題点を解決するために、本願出願人は特開昭６
４−４５００号公報で表面処理すべき金属材と対極の間
に電解質を含むペーストを保持させ、前記金属材２前記
対極の間に前記ペーストを経て通電することを特徴とす
る金属材表面の電解処理方法を従案している。

しかし、そこに開示している技術は、電極と金属材表面
との相対的運動に関するものであり、常に良好な表面品
質の製品を得ることができなかった。

〈発明が解決しようとするＬ１２＞本発明の目的は、表面処理すべき金属材と電極の間にペ
ースト状電解液を保持して通電する電解処理技術におい
て、均一で良好な表面品質を（するための電解処理方法
及び装置を堤供するものである。

く課題を解決するための手段〉本発明は、電極と金属材表面間に介在させたパッドに、
連続的に供給されるペースト状電解液を保持して電解処
理する方法におい、て、該パッドを振動あるいは回転さ
せることにより、該電極面及び該金属材表面に対して該
パッドを相対的に運動せしめることを特徴とする金属材
表面の電解処理方法であり、また、電極と金属材表面間
に介在させたパッドに、連続的に供給されるペースト状
電解液を保持して電解処理する装置において、該パッド
を一体的に支持するフレームを設け、かつ該フレームの
運動を案内するガイド部を該電極に設け、かつ該フレー
ムに振動あるいは回転連動を与える駆動装置を設けたご
七を特徴とする金属材表面の電解処理装置である。

く作　用〉本発明の電解処理方法は、ペースト状の電解液を表面処
理用ペースト（以下、ペーストと称す）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うも
のである。

第り図は本発明の電解処理装置の正面図である。

第２図は第１図を説明するための斜視図である。

ここでは電解めっきの場合について説明する。めっきの
場合は、まず電源５より電極２を士、鋼板４を−に接続
する０次にペーストはペースト供給ポンプ９により、フ
レキシブルパイプ８を経て電極方向へ供給され、電極２
のペースト供給孔３を経て鋼＠４上に至る。さらに、ペ
ーストは鋼板４と電極２間に介在するパッドｌにも含浸
する。ペーストを介して、電源５から通電され、めっき
が可能となる。めっき開始と同時に装置または鋼板が移
動していく、この場合電解処理装置がシリンダ１６によ
り移動台車１１に懸架され鋼板４上を移動できるように
なっている。なお１７はシリンダ１６によってめっき装
置が上下するとき、台車１１とのゆれを防ぐガイド棒で
ある。

ところでここで最も重要な役目をするのがバンド１であ
る。めっきが開始されると鋼板表面にはガス発止に伴い
気泡が住じる。このｍＦｉ表面の気泡を鋼板表面から除
去しないと均一な電流密度が得られず、めっきにはピン
ホールなどの欠陥が生じる。また、電極側は昇温などに
より劣化したペーストが堆積し、鋼板面同様に均一な電
流密度が得られず良好なめっきが得られない、良好なめ
っきを得るには電極を清浄にしてお（ことと、鋼板表面
の気泡除去のどちらが欠けてもいけない、また、酸化ス
ケールの除去の場合でも、電極をいつも清浄にしておか
なければ効率よく表面処理を施すことができない。

そこで、本発明は、電極および鋼板面を常に清浄あるい
は電流効率を最良にするために電極と被処理面である金
属表面間に備えたパッドｌをフレーム１４と一体的に構
成し、電極２に設けたガイド部１８に沿って電極２に対
して往復動あるいは回転できるように構成した。この実
施例ではフレームが、即ちパッドが電極２に対して往復
動する場合の例を示した。

第３図はパッドが電極２に対して回転運動する場合の例
である。

このように構成されているので、パッド１が動くことに
より電極面２及び金属面４の両方が清浄化され、効率の
よい、均一な電解処理が行われる。

次にパッドｌを振動させる装置について説明する。第２
図において円板１２は駆動装置であるモーター１３によ
り回転を与えられ、例えば回転を直進にかえるシャフト
１５により直線運動に変えられ、パッド取付はフレーム
１１が電極２に取付けたパッド取付はフレームガイド部
に沿って往復運動をする。このパッド取付はフレーム１
１をカムあるいはリミットスイッチにより往復運動させ
てもよい。

パッド取付はフレーム１１はパッド取付はフレームガイ
ド１４に沿って小さな力でスムーズに往復動できるよう
に電極２を走行装置あるいはＰワ型フレーム等の支持手
段に取付は電極２の全荷重がフレーム１１にかからない
ように考慮している。このパッド取付はフレーム１１の
往復運動により、パッドは隣設するパッドと重複して、
被処理面を進行方向に対して直角方向に動き、めっき時
の気泡を取り除（作用をする。この装置は、ペーストを
用いた処理独特のものがあり、水溶液のように流動性が
良いも゛のでは、鋼板と電極間に空間かで・てしまい、
通電が断続的になってしまう、水溶液のような流動性の
よい処理液でもめっきのピンホールは気泡の付着による
影響が大きいので、ペーストを用いた処理法ではこのパ
ッドの振動による気泡除去効果は特に有効である。第２
図では円盤状のパッド振動制御装置の例を示したが、パ
ッドのストロークはシ＋フトとフレーム固定具の距離の
違うものを準備すれば種々のストロークのものが得られ
る。

次に第４図は長尺の電解処理を行っているものであり、
第５図はその処理面の横断面を示したものである。また
第６図は被処理面側からみたパッド１および電極２の状
況である。第５図および第６図でパッドｌが左右にすな
わち板幅方向に振動する構造となっている。第４図、第
５図および第６図ではパッド１の形状は被処理面に対し
て斜めの直線型であるが、パッドの形状は特に限定され
ず、被処理面の全面にパッドが接触する形状と、左右の
ストロークがあればよい。

また、電極の長さ方向のパッド１を複数設け、処理進行
方向に振動させてもよい。

ところで、本発明に用いるペーストは特に限定はなく、
行う表面処理に応じて適宜選択すればよい。

例えば、めっき用ペーストとしては、通常のめっき溶液
、各種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。

電解酸洗用ペーストとしては、硫酸、塩酸、硝酸、ふっ
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。

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。

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、ふっ酸等の酸および／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１
−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。

また本発明において用いられるパッドは、その材質が耐
薬品性および絶縁性を有し、ペーストを含浸保持するこ
とができ、移動や振動に対しても破断することのないよ
うな機械的強度を有するものであればなんでもよいが、
例えばポリエステル繊維、ガラス繊維、アルミナ繊維な
どの織布、編布、スポンジ、あるいは多孔質セラミック
焼結体、タワシ、ブラシ状の物体等が挙げられる。

本発明においては、移動や振動時にこのパッドがばらば
らにならないように、フレームで一体的に支持しておく
ことが大切である。各々のパッドは針金等を芯としてフ
レームに強固に結合しておくことが望ましい。

本発明においては、被処理材である金属材を移動しても
よいし、電解処理装置を移動してもよい。

電解処理装置を移動する場合には、第１図にみられるよ
うに電極とフレーム駆動装置は同一台車上に設ける必要
がある。

〈実施例〉実施例１１Ｏ鵬ｘ　１００ｍＸ　５００閣の普通鋼（３Ｍ５０Ｂ
）に、第１図に示される本発明の電解処理装置を用いて
ニッケルめっきを行った。

ペーストは、ワット浴（硫酸ニッケル３３０　ｇ　／ｌ
、塩化ニッケル４５ｇ／Ｌホウ酸３８　ｇ　／　ｌ、残
部水）にペースト化剤としてザンサンガムｌｏｗｔ％を
腫えたものを用いた。

また使用した電極は１２０閣×６０閣であり、パッドは
厚さ５■、幅５■のナイロン製を用いた。めっきは電極
を固定し、普通ｇ（３Ｍ５０Ｂ）を移動させた。めっき
条件、パッドの形状を結果とともに第１表に示す。

なおパッドの振動方向は電解処理装置の進行方向とは直
角の方向であり、直線型パッドは第６図に、Ｓ字型バン
ドは第７図に示す形状をしている。

Ｎｉめっきの評価は、Ｕ微鏡による断面観察におけるＮ
１めっき厚さとピンホールについて次のようにした。

０：Ｎｉめっき厚さがほぼ均一で、ピンホールが極少な
いもの。

Δｌｌめっき厚さがほぼ均一で、ピンホールが少ないも
の。

×：Ｎ１めっき厚さが薄（不均一て、ピンホールの多い
もの。

第１表から明確なように、パッドが振動しているものと
静止しているものでは旧めっきの均一性およびピンホー
ルで著しく差があることがわかる。

また、パッドが振動していれば、パッドの形状、角度、
ストロークなどでほとんど差がなく、均一性に優れたＮ
１めっきが可能である。

実施例２１２■Ｘ　１ｏＯｓａＸ　５００閣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
解処理装置を用いて電解酸洗した。

なお、ペーストは、硫酸１０ｗｔ％、ポリアクリル酸ソ
ーダ５ｗＬ％、残部水の組成を有するものを用いた。

また、電極は１２０閤Ｘ６０−であり、パッドは厚さ８
閣、幅５閣のポリエステル（研摩剤含浸）製を用いた。

電解酸洗はステンレスクラツド鋼を固定し、゛電極を移
動して行った。電解条件、パッドの形状を結果とともに
第２表に示す。

なお脱スケール性の評価は次のようにした。

表面ムラ０：表面ムラなし Δ：表面ムラ小 ×：表面ムラ大脱スケール度Ｏ：完全除去Ｏ：９９％以上除去 Δ：９０〜９９％除去 ×：除去９０％以下第２表から、本発明ではパッドを振動させない場合に比
べ、掻めて表面ムラの少ない良好な脱スケールが行える
ことがわかる。

〈発明の効果〉以上、詳細に説明したように、本発明の電解処理は、電
極と被処理面にペーストを供給しつつ電極に対して運動
するパッドにより、被処理金属面を電解処理する。もの
であるので、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、着色処理およびめっき等の各種
の電解処理を現場にて、むらな（低コストで効率よく行
うことができる。

また、本発明の電解処理装置はパッドの振動により、電
極および被処理金属表面を常に清浄に保つことができる
ので、常に安定した電流で、高品質な表面処理を行うこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電解処・理装置の正面図、第２図は電
極およびパッド振動装置の斜視図、第３図は回転タイプ
の実施例の正面図、第４図は長尺材の処理概要を示す平
面図、第５図は電極、パッド、ペースト供給口などの断
面図、第６図、第７図は被処理金属面からみた、電極、
バンドおよびペースト供給口である。９・・・ペースト供給ポンプ、１１・・・台　車、１３・・・駆動装置、１５・・・アーム、１７・・・ガイド棒、１０・・・ペースト槽、１２・・・円　盤、１４・・・フレーム、１６・・・シリンダ、１８・・・ガイド部。ｌ・・・パッド、３・・・ペースト供給口、４・・・鋼板（被処理金属）、６・・・ペースト、８・・・フレキシブル配管、２・・・電　極、５・・・直流電源、７ｒ・・バルブ、

Claims

【特許請求の範囲】

（１）電極と金属材表面間に介在させたパッドに、連続
的に供給されるペースト状電解液を保持して電解処理す
る方法において、該パッドを振動あるいは回転させるこ
とにより、該電極面及び該金属材表面に対して該パッド
を相対的に運動せしめることを特徴とする金属材表面の
電解処理方法。
（２）電極と金属材表面間に介在させたパッドに、連続
的に供給されるペースト状電解液を保持して電解処理す
る装置において、該パッドを一体的に支持するフレーム
を設け、かつ該フレームの運動を案内するガイド部を該
電極に設け、かつ該フレームに振動あるいは回転運動を
与える駆動装置を設けたことを特徴とする金属材表面の
電解処理装置。
（３）請求項（２）記載の電極及び駆動装置を同一台車
上に設けたことを特徴とする金属材表面の電解処理装置
。