電解研磨技術：基本ガイド

I.定義

電解研磨とは、被研磨物を陽極とし、不溶性金属を陰極として、両者を同時に電解槽に浸漬する工程である。

直流電流を流して陽極を選択的に溶解させ、ワーク表面の輝度を高める。

II.原則

電解研磨の根本原理については世界中で多くの議論があるが、一般的に認められているのは「膜理論」である。

この理論によれば、被研磨物から剥離した金属イオンは、研磨液中のリン酸と結合して、被研磨物の表面にリン酸塩皮膜の層を形成する。

この膜は突出した部分では薄く、凹んだ部分では厚くなっている。突起部は電流密度が高いため、溶解が早い。膜の流れによって、表面の凹凸は徐々に滑らかになっていく。

III.電解研磨の利点

(1) 内側も外側も均一な色と光沢で、耐久性に優れ、手の届かない凹部も滑らかに仕上げることができる。

(2) 高い生産効率と低コスト。

(3) 被削材表面の耐食性が向上し、すべてのステンレス鋼材に適している。

点滴.電解研磨に必要な条件と装置

1. 電源：

電源は二相220Vまたは三相380Vのいずれかを選択できる。

2. 整流器：

の電源波形の要件 電解研磨 はあまり厳密ではない。シリコン制御整流器または高周波整流器が使用できる。

• 整流器無負荷電圧: 0-20V
• 負荷電圧（使用電圧）：8-10V

使用電圧が6Vを下回ると、研磨速度が遅くなり、明るさが不足する。

整流電流：お客様のワークサイズに応じて決定します。

3.電解槽および付帯設備（陽極棒）

セルは、溶接された硬質ポリ塩化ビニル（PVC）板から作ることができる。

3本の電極棒を備え、中央の可動陽極棒は電源の陽極（または正極）に接続され、両側の陰極棒は電源の陰極（負極）に接続される。

4.暖房設備と冷房設備

石英加熱管または チタン 加熱用チューブを使用することができる。

サーペンタイン・チューブは冷却にも使用でき、暖房を促進することもできる。

5.備品

チタン製フィクスチャーは、耐食性が高く寿命が長いため好まれ、浴液に影響を与えない。

銅イオンは、ステンレス鋼の表面に付着性の悪い銅の層を堆積させ、研磨品質に影響を与える可能性があるため、銅製器具の使用は避けた方がよい。

露出した銅部分はPVC接着剤でフィルムに焼き付け、接点部分の絶縁フィルムを削り取ることができる。

6.陽極および陰極材料

陰極材料には鉛板を、陽極材料には銅を使用することができる。陽極と陰極の比率は1：2が望ましい。陰極と陽極の最適な距離は10～30センチメートルである。

現在、電解研磨は主にステンレス鋼ワークの表面光沢処理に使用されている。ステンレス素材は、200系、300系、400系に分けられ、それぞれに適した電解研磨液が必要です。

例えば、200番台のステンレス鋼は200番台の配合を使わなければならず、300番台や400番台のステンレス鋼には適応できない。

国内では、200、300、400シリーズのステンレス鋼を含む複合材を使用するメーカーもあるため、これは常に大きな問題であった。

2007年12月、威海雲青化学開発研究所の上級エンジニアが、ステンレス鋼用の万能電解液を開発した。

この電解液は、あらゆる種類のステンレス鋼に適しています。オリジナル電解液の長所をすべて統合し、最適な比重で、鏡のような輝きを実現します。

また、本来の輝度を高め、電流密度を半減させ、製造時の電気代を50%節約し、寿命を40%延ばすといった新たな利点もある。この電解液は、常に国内技術の最先端を走ってきた。

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V.電解研磨の種類

現在生産現場で使用されている電解研磨液の主な種類は以下の通り：

1.硫酸、リン酸、無水クロム酸からなる研磨液；

2.硫酸とクエン酸からなる研磨液；

3.硫酸、リン酸、フッ化水素酸、グリセロールまたは類似化合物からなる混合研磨液。

鋼部品の電解研磨

1.素材タイプの影響：多くの 鋼種 材質が異なれば、研磨液も異なる鋼材を使用する必要がある。

2.様々な要因の影響：リン酸は研磨液の主成分である。これが形成するリン酸塩は陽極表面に付着し、研磨工程で重要な役割を果たす。硫酸は研磨速度を向上させることができるが、腐食を引き起こさないように含有量を高くしすぎてはならない。無水クロム酸は研磨効果を高め、表面を明るくすることができる。

電流密度は研磨の質に大きな影響を与える。溶液によって異なる電流密度を使用すべきである。電流密度が低すぎるとレベリング効果が悪く、高すぎると過腐食の原因となる。温度は研磨品質に一定の影響を与えますが、主な要因ではありません。

3.操作上の注意

(1) 新しく調製した溶液は、陰極面積が大きい状態（陰極面積が陽極面積の数倍）で通電処理を行い、六価クロムの一部を還元する。使用中に3価クロムの量が増えすぎると、逆に陽極が大きく陰極が小さい条件で電解処理を行うことになる。

(2) 頻繁に溶液の濃度を測定し、適時加水または加温濃縮を行う。溶液中のリン酸、硫酸、無水クロム酸、3価クロムの含有量を定期的に分析し、調整すること。

(3) 使用中、陽極から溶解した鉄の含有量は徐々に増加する。鉄の含有量（Fe2O3として計算）が7～8%に達したら、溶液の一部または全部を交換する必要があります。

(4) 準備まず、リン酸と硫酸を混合し、無水クロム酸を水に溶かし、混合した酸溶液を無水クロム酸水溶液に注ぎ、80℃に加熱する。撹拌を続けながらゼラチンをゆっくり加える（この時反応は激しい）。反応終了後（約1時間後）、溶液は均一な緑色になる。

金属の電解研磨

銅とその合金の電解研磨には、リン酸電解液を使用するのが一般的です。アルミニウムとその合金の電解研磨には、リン酸、硫酸、クロム酸の溶液が使用されます。

アルミニウムとその合金の電解研磨は、生産現場で広く応用されています。研磨された部品に短時間の後処理を施すと、滑らかで光沢のある外観が得られるだけでなく、完全な酸化皮膜が形成され、耐食性が向上し、表面の光沢が長期間維持されます。

溶液の調製方法については、鋼部品の電解研磨に関する関連コンテンツを参照することができる。

溶液中のアルミニウム含有量が5%を超える場合は、溶液の一部または全部の交換を検討すべきである。塩化物イオンの含有量が1%を超えると、部品表面にスポット腐食が発生しやすくなる。溶液の調製に使用する水の塩化物イオン含有量は、80mg/L以下であることが望ましい。