JPH0633519B2 - 金属材表面の電解処理装置 - Google Patents

金属材表面の電解処理装置

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JPH0633519B2
JPH0633519B2 JP63122759A JP12275988A JPH0633519B2 JP H0633519 B2 JPH0633519 B2 JP H0633519B2 JP 63122759 A JP63122759 A JP 63122759A JP 12275988 A JP12275988 A JP 12275988A JP H0633519 B2 JPH0633519 B2 JP H0633519B2
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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、これらの従
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てショッ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
悪影響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が必要であり、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。
<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およびこのそれぞれの溝
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を提供するものであ
る。
ここで、前記複数のパッドが並行にまたは屈曲して配置
されているのが好ましい。
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図からわかるように、ペースト供給装置1は下筒1
1およびこれに嵌挿される上筒12を具える。上筒12
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がナット17により固着され、この
ピストン16と下筒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
が載置できるよう構成されている。
下筒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が設けられて
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図に示す装置は、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1
6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
取り付けうる長さがあれば十分である。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、耐熱性の材料で構成するのがよい。な
お、ペーストの漏れを防止するため、下筒11とピスト
ン16との間にはO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
必要がある。
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置1のペースト排出口20
に接続される。
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にはペースト排出口36
が形成されている。ペーストトラップ室34は電解液
(ペースト)を充満させることによりペーストを後述す
るバ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
するための多数の溝37aが形成されている。パッド3
8は電極37の溝37aの段部37b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、やはり安定電流が確保できなくなる。
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、処理面と電極との間の距
離を適当に選択する必要がある。この距離が数+mm以下
でも電流は確保できるが、、10mm以下とするのが好ま
しい。パッドが極少量づつ摩耗するにしたがって、この
距離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響を与えるが、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、編布など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
たものが適している。
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5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図に示す例の変形例であり、パッド38を第5b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
グ状に配置したものである。
本発明の金属材表面の電解処理装置は第6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4
1上にあたるようにのせ、電極37および被処理材41
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。ペーストはパッド38から浸出して十分に電極3
7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 SUS304ステンレス鋼(6mm厚×300mm×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% ペ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5図に示すように組
み立て、第6図に示すようにして電解処理した。
なお、表では、パッドおよび電極の形状で区別して、第
3図のものを立傾斜型、第4図のものを立直並型、第5
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なく、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1
0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ッ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図および第5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図およ
び第5a図は部分断面側面図、第3b図、第4b図およ
び第5b図は底面図である。 第6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……ペースト供給装置、2……電解装置、 11……下筒、12……上筒、 13……ツバ、14……シャフト、 15……ねじ、16……ピストン、 17……ナット、18……ペースト室、 19……錘、20……ペースト排出口、 21……コック、22……O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、
フロントページの続き (72)発明者 宮野 芳夫 千葉県千葉市川崎町1番地 川崎製鉄株式 会社技術研究本部内 (72)発明者 近藤 幹夫 千葉県千葉市川崎町1番地 川崎製鉄株式 会社技術研究本部内 (56)参考文献 特開 昭57−171689(JP,A) 実開 昭61−143761(JP,U)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項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およびこのそれぞれの
    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. 【請求項2】前記複数の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。
  3. 【請求項3】前記複数の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。
JP63122759A 1988-05-19 1988-05-19 金属材表面の電解処理装置 Expired - Lifetime JPH0633519B2 (ja)

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WO2019159163A1 (en) * 2018-02-13 2019-08-22 Ariel Scientific Innovations Ltd. Method of no-bath plasma electrolytic oxidation and device for implementing the same

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