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電解研磨 | バフ研磨 | 電解複合研磨 | 酸洗い




電解研磨とは・・・

 電解研磨とは、電解研磨液中(主として酸溶液)で製品(ステンレス等の金属)を電気化学的に溶解させながら研磨する方法です。0.01〜0.1um程度の微小な凸凹の平滑化と、数um程度の比較的大きな凸凹の除去が同時に行われ、光沢が得られます。




"電解研磨"を辞書で調べると次の通りです。


 電解研磨法 electrolytic polishing
 金属表面を酸またはアルカリ溶液中で電気化学的に陽極溶解し表面を研磨して
 光沢面とする方法である。(JIS アルミ、めっき)
  【出典:金属表面処理用語辞典】


電解研磨のイメージ

 電解研磨とは、電解研磨液中(主として酸溶液)で製品(ステンレス等の金属)を電気化学的に溶解させながら研磨する方法です。0.01〜0.1um程度の微小な凸凹の平滑化と、数um程度の比較的大きな凸凹の除去が同時に行われ、光沢が得られます。


電解研磨のイメージ

   ◆上図の様に電源の+極に製品を、−極に対極を接続します。
   ◆電解研磨液中で電気を流します。
   ◆数分後、製品の研磨が終了します。(研磨代は数〜数十umです)

電解研磨のイメージ

   ◆製品表面に注目すると上のようなイメージです


平滑化の理由(わけ)

 なぜ凸部が優先的に溶出し、平滑化するのでしょうか?

◆金属(イオン)は図中の液体粘性膜を介して電解研磨液へ溶出するとされています


◆液体粘性膜は、金属製品側では凸凹に沿っており、電解研磨液側では液同士の粘度差によって区分されている為、略平面になっているとされています(図中、茶色の部分)


◆結果、液体粘性膜は金属の凸部では薄く凹部では厚くなります。


◆液体粘性膜は電気抵抗が非常に高い為(電気が流れづらい為)、印加した電気は、少しでも流れやすい液体粘性膜が薄い部分に集中するとされています。


◆以上の結果、凸部が優先的に溶出し、電解研磨によって金属表面が平滑化します



電解研磨の特徴

 電解研磨を施した製品(特にステンレス製品)の特徴として、平滑化による研磨面の美観の向上はもちろん、次のような特徴があります。


電解研磨の特徴

   電解研磨の特徴 メリット

  電解研磨を施した製品の特徴の要因として、下記の3点があります。
    電解研磨の特徴 要因

 また、物理的な力を加えずにステンレス表面の金属イオンを溶出させることによる平滑化を行う電解研磨では、一切の加工変質層を生成することもなく製品表面を平滑化する事が出来ます。更に、既にある加工変質層も取り除く事が出来ます。




<参考>


 電解研磨はある程度の凸凹の除去は可能ですが、大きな傷やうねりは残ってしまいます。従って平滑な電解研磨面を得ようと思えば、あらかじめバフ研磨等で平滑にしておく必要があります。
 当社では、熟練を要するバフ研磨と合わせて、クリーンな電解研磨を施行できる一貫体制を確立しています。


走査型顕微鏡(SEM)観察

 電解研磨前と電解研磨後のステンレス鋼表面の表面形態を走査型電子顕微鏡(SEM)で観察した結果が下の2枚の写真です。ここではSUS 316L、No.2B材の例です。
 この結果から、電解研磨前には粗雑な表面が、電解研磨によって平滑な表面になることが分かります。

走査型顕微鏡(SEM)観察


表面形態比較

表面形態比較 #600バフ研磨 表面形態比較 電解研磨

◆上図は、表面粗さが同程度のバフ研磨と電解研磨を比較したものです(Ra≒0.05um)
◆測定値は同程度ですが、電解研磨面は滑らかです
◆このように、数値(表面粗さ測定値)だけでは表現できない特性が電解研磨にはあります


電解研磨によるステンレス鋼表面のクロムの濃縮

表面分析(オージェ電子分光分析)


電解研磨によるステンレス鋼表面のクロムの濃縮

◆上の図は#400バフ研磨及び#400バフ研磨後電解研磨を施したステンレス鋼(SUS304)の極表面化学分析結果です
◆図中、破線が "#400バフ研磨"、実線が "#400バフ研磨後電解研磨"となります
◆分析成分は、酸素(O:黒色)、クロム(Cr:赤色)、鉄(Fe:青色)及びニッケル(Ni:緑色)です

【参考情報】
 ステンレス鋼が錆び難しいのは、クロムとニッケルのおかげです(特にクロムが重要)

電解研磨によるステンレス鋼表面のクロムの濃縮
電解研磨によるステンレス鋼表面のクロムの濃縮
 
  電解研磨前のステンレス鋼表面は、図の通り(破線)、Cr/Fe比が1より小さな値となっています
 一方、電化研磨後のステンレス鋼表面は、図の通り(実線)、クロムが濃縮し、Cr/Fe比は1より大きくなることがわかります


電解研磨の注意点


電解研磨の注意点
  (以下、オーステナイト系ステンレス鋼を中心に紹介します)

  電解研磨の注意点


電解研磨槽(寸法)について

 浸漬法で電解研磨を行う際、槽の最大寸法は1200mm×250mm×1450mmです。
 この槽に入らない製品につきましては、当社独自の方法で電解研磨を行います(各種実績あり)
 お気軽にご相談ください。