JPS606360A - 電解研磨用炭素繊維バフ及びこれによる電解研磨法 - 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】 本発明は、炭素繊維織布からなるパフ部材とそれを支持
、固足する導電性支持部材で構成する電解研磨用炭素繊
維パフ及びそのパフを用いて金ＩＡなどの導電性材料（
複合材料を含む）を電解研磨する方法に関する。

金属などの導電性材料を電気化学的に溶解させて加工を
行う方法には、電解研磨法、電解加工法、電解研削法な
どがあり、これらは、すでに一般に実用化されている。

これりの加工法は、いずれ６被加工物を陽極とし、対極
（陰極）との間に電解液を介在ぜしめて加工を行うもの
であるが、加工中に被加工物と対極が接触するとショー
トして大きな短絡電流が流れ、被加工物や対極を著しく
損傷せしめる結果となる。このため、電解研磨法や電解
加工法では、両極の間隙を過当ｆこ保ちながら電解を行
う。また、電解研削法の加工機構は、研削砥石中の非導
電性の砥粒突出部によって、両極が短絡することを結果
的に防止していることによる。

これに対し、本発明の炭素繊維パフを用いる電解研磨法
は、陰極となる炭素繊維パフと陽極となる被加工物を接
触させ、適当な圧力で加圧接触ぎせながら、接触部に電
解液を介在させて、被加工物を電気化学的に研磨する方
法である。

この方法では、パフと被加工物が接触するので、当然、
両者間に短絡＠流が流れてしまい、電気化学的加工はで
きないものと考えるのが常識的であるが、電解研磨時に
被加工物と接触１−る炭素繊維パフの最外層表面に大き
な電位勾配が存在することが判明し、その結果、電流効
率が５０〜１００％の範囲で、被加工物が陽Ｖｍ溶解し
、回転するパフが陽心溶解した金属などを除去して、更
に電解を促進することにより、金属などを高能率で研磨
できることが見い出された。

本発明のパフは、炭素繊維織布かもなるパフ部材とそれ
を支持、固定する導電性支持部材で構成されたものであ
れば、パフとしての構成様式（形態的特′ａ）を特に限
定する必要はなく、例えば、ひだ付きバイヤス綿パフな
どのように、現在多用されているパフの形態をそのまま
本発明の構成様式とすればよく、目的に応じて、軸付き
の小形パフ、あるいは、ラップ盤のう・ノピングクロス
として回転円板上に支持、固定して使用する様式も本発
明の電解研磨法に有効である。

本発明のパフに用いる炭素繊維は、パフの回転強さ、耐
久性等の点で、引張強さ２００ｋｇｆ　／　ｍｍ２以上
、引張弾性率２００００ｋｇｆ　／　ｍｍ２以上の高強
度、高弾性炭素繊維が望ましいが、引張強’Ｅ　Ｉ　Ｏ
Ｏｋｇｆ　／　ｍｍ２以上、引張弾性率４０００ｋｇｆ
／闘の炭素繊維であれば、本発明の目的に使用すること
ができる。

以下に実施例を示し、本発明について詳しく説明する。

実施例　１ 引張強２３００ｋｇｆ／　ｍｍ　、引張弾性率２３ｏｏ
ｏｋｇｆ／ｍｍ２の炭素繊維の糸を用いて、厚２０．４
ｍｍの平織の織布を得、従来のひだ付きバイヤス綿パフ
と同様の形態で、綿布の代わりに前記炭素繊維織布を用
いて第１図に示すパフとした。すなわち、バイヤスカー
ｌトした炭素繊維織布１からなるパフ部材を金属製爪付
＠締結リング２で咬持、固定し、該リングに研磨機の回
転軸に適合した穴径を持つ金属製七ンタープレート３を
爪付き締結リングに装着してパフとした。パフに適度の
剛性を持たせ、また、耐久性の向上を図るため、炭素繊
維織布と同質ノ糸で同心円の縫合線４を入れた。パフの
寸法は、外径２０１１１ｍ　、リング内径７５ｍｍ、幅
は約２０ｍｍとした。第２図は、電解研磨装置の概要を
示す説明図である。パフ５を第２図に示す研磨装置に取
り付け、パフを陰極とし、被加工物６を陽極とし、パフ
回転数２０００ｒｐｍ、パフ押圧１ｋｇｆ／ａｍ”　、
電解電流２０　Ａ／　ｃｍ”とし、パフと被加工物の接
触部に電解液７を５０ｍ１！／Ｂの流量で流しながら研
磨を行った。電解液は、水に塩化ナトリウムを＋ａａｇ
／ノ加えた食塩水とし、防食用として亜硝酸ナトリウム
をｌｏｇ／ｌ！加えた　ものとしたが、従来の電解加工
法などに用いる電解液であればよく、これ２ろ過し、ポ
ンプで循環させて使用した。研磨はパフの接触部のみで
行われ、研磨速度（研磨深さ／研磨時間）は４．５μｍ
／ｓでめった。これは従来のパフ研磨にお１プる研磨速
度の数十倍から数百倍に相当し、研磨能率は飛躍的に増
大した。研磨面の表面粗ざは、約１μ可Ｒ＋ｎａＸ″Ｃ
′めった。電解液に炭化けい素、アルミナ、酸化り０ム
等の微粉研磨材を混入することにより表面粗さを更に小
≧くすることができた。混入する研磨材の種類、粒度に
よってその効果は異なるが、酸化クロムを１０〜２０ｇ
／Ｊ混入することにより、０．１μｍ　ＲｍａＸの平滑
な面が得られた。

なお、パフ回転数２０００ｒｐｍ　、ハフ押圧１ｋｇｆ
Ａｍ２で一定とし、電解電流を変化させた時の研磨速度
の変化は、第５図のようになり、電流の増力口とともに
研磨速度は（Ｊぼ直線的に増加ｔた。

実施例　２ 第３図にその概要を示す。この方法は、従来のラップ盤
によるラッピングを更に能率よく遂行しようとするもの
で、金属製回転円板８の上に絶神のための同径のプラス
チ・ンク製日板９を接着し、その上に回転円板のタト径
より太き（〕し取りした炭素繊維織布１０を載せ、外周
端部を金属製リング１１で回転円板の側面で支持、固定
したものである。炭素繊維織布１０は実施例１と同じ強
度の炭系繊維からなり、厚さ０．５ｍｍの朱子織の織布
とした。この炭素繊維パフ円板を陰４金とし、被加工物
１２を陽極に接続し、パフ回転数４５０ｒｐｍ、パフ押
圧＋ｋｇｆ／ａｍ”　、電解電流５Ａ／ａｍ”　トＬ、
ハフ　ト被加工物の接触部に実施例１と同じ電解液１３
を５０ｍ１Ａの流量で流しながら研磨した。研磨速度は
１μｍ／Ｂでめった。研磨面の表面粗さは、ｏ、８μｍ
Ｒｍａｘであった。実施例１と同様に、電解液に微粉研
磨イオを混入することにより表面粗とを小ざ（すること
ができ、研磨材の種類、粒度によってその効果は異なる
が、０．１μｍ　Ｒｍａｘの平滑な面は容易に得られる
ことが確かめしれた〇 実施例　３ 引張強ｅ　１２（１ｋｇｆ／　ｍＸ　、引’４弾性串４
８００ｋｇｆ／ｍＩ２＋２の炭素繊維からなる糸を用し
ゴ、厚さ０．４ｍｍの綾織の織布を得、その織布片１９
を６　ｍｍφの金属製上軸２１に％き、エポキシ仇脂等
の接着剤２゜で金属製上軸に強固に固着し、一体化して
、第４図に示す釉付きパフとした。この軸付きパフを手
持ち可搬型の研磨機に取り付け、パフ軸を陰橿に、被加
工物を陽極に接続し、電解液を注ぎながら両極間に通電
して研磨を行ったところ能率よく研磨できた。この方法
１よ、金型など複雑な曲面を持ったものなどの研磨に適
しでいる。

ナオ、本発明の電解研磨法においで、パフの回転は、陽
極溶解した金属を速やかに除去し、電解を促進すること
が主目的であるので、回転数の変化によって研磨速度は
ほと九ど左右されない。

本発明による電解研磨法には、次のような特徴がある。

（１）研磨速度は、電流密度（Ａ／Ｃｍ２）に比例して
増加し、最大１０μｍ／ｅもの研磨速度が得しれ、研磨
能率は従来のパフ研磨の場合に比べ飛躍的に増大する。

（２）研磨はパフが接触する部分のみで行われ、しかも
パフ抑圧が大きいＩｉど電解電流も増大し早く研磨でき
る。（３）パフ表面の適度の柔軟性によＱ、Ｈ加工物の
自由曲面になじみ易く、曲面研磨が容易である。（４）
ｗ；、加工物としては、金属材料をはじめ、導電性非金
属材料並びにそれらの複合材料にも適用できるため、応
用範囲が広い。（５）従来のパフ研磨と異なり、粉塵の
発生がなく、清浄な作業環境を保つことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例１における電解研磨用炭素繊維パフの
斜視図。第２図は、実施例１における電解研磨法のため
の装置の概要説明図。第３図は、実施例２における電解
研磨法のための装置の概要説明図。第４図は、実施例３
における電解研磨用繊維パフ、６．１２・・・・被加工
物、７．１３・・・・電解液、　１４．２２・・・・カ
バー、　１５．１７・・・・フィルター、１６，１Ｂ・
・・・ポンプ。 ３５ 第　２　図 ’ＩＩＥＡ　ｖＨＮ　（Ａ、／ａｍ−）第　３　図 ＝３２８−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　、　引張強ｆ’　１００ｋｇｆ／ｎｕｎ２以上、引
   張弾性率４０００ｋｇｆ／ωｍ２以上の炭ｔｍ維の糸か
   らなる織布を用いてパフ部材を形成し、該パフ部材を導
   電性支持部材で支持、固定したことを特徴とする電解研
   磨用炭素繊維パフ。 ２、引張強２１００ｋｇｆ／　ｍＩｎ２以上、引張弾性
   率４０００ｋｇｆ／關２以上の炭素繊維の糸からなる織
   布を用いてパフ部材を形成し、該パフ部材を導電性支持
   部材で支持、固足した炭素繊維パフを陰極とし、被加工
   物を陽極として、回転するパフと被加工物を接Ｍさせ、
   接触部に電解液を介在させ、両極間に通電して金属など
   の導電性材料を電解研磨することを特徴とする電解研磨
   法。