ステンレス鋼機械研磨技術：説明

I. ステンレス鋼研磨後の輝度レベル

目視検査によって、研磨された部品の表面の明るさを5段階に分ける：

レベル1：表面には白い酸化皮膜があり、輝きはない。

レベル2：やや明るく、輪郭がはっきり見えない。

レベル3：明るさがよく、輪郭がわかる。

レベル4：表面が明るく、輪郭がはっきり見える（電解研磨の表面品質に相当）。

レベル5：鏡のような明るさ。

II. ステンレス鋼研磨の注意事項

作業中のサンドペーパーやサンディングベルトによる研磨は、基本的に研磨と切断の範疇に入る。 鋼板 表面だ。

酸化アルミニウムを研磨剤として使用する場合、圧力の問題もあって問題が発生している。

サンディング・ベルトや研削砥石など、装置の研削部品は、ステンレス鋼の表面を汚染するため、使用前にステンレス鋼以外の素材に使用してはならない。

表面加工の一貫性を確保するため、新しい砥石やサンディングベルトは、まず同じ組成のスクラップ材でテストし、類似品と比較する必要がある。

1. 機械研磨の基本手順

高品質の研磨結果を得るためには、高品質の砥石、サンドペーパー、ダイヤモンド研磨ペースト、その他の研磨ツールやアクセサリーを揃えることが極めて重要です。

研磨方法の選択は、機械加工、放電加工、研削加工などの前加工後の表面状態に依存する。

機械研磨の一般的な工程は以下の通りである：

(1) 荒磨き：

フライス加工、放電加工、研削加工などの後、回転式平面研磨機または超音波研磨機で35,000～40,000rpmの回転数で研磨します。一般的な方法としては、直径Φ3mm、WA # 400砥石を使用して白い放電層を除去します。続いて、ケロシンを潤滑剤またはクーラントとして使用した棒状の砥石を用いた手動の砥石研磨が行われます。一般的な使用順序は、#180～#240～#320～#400～#600～#800～#1000です。多くの金型製造業者は時間を節約するために#400から始めることを選ぶ。

(2) 半精研磨：

準精研磨では主にサンドペーパーと灯油を使用する。サンドペーパーの番号は順に#400〜#600〜#800〜#1000〜#1200〜#1500。

実際には、#1500サンドペーパーは硬化型鋼（52HRC以上）にのみ適しており、プリハードン鋼の部品に表面火傷を引き起こす可能性があるため、プリハードン鋼には適していません。

(3) ファインポリッシング：

精密研磨は主にダイヤモンド砥粒ペーストを使用します。研磨布砥石にダイヤモンド砥粒やダイヤモンド砥粒ペーストを混ぜて研磨する場合は、9μm(#1800)～6μm(#3000)～3μm(#8000)が一般的です。

#1200と#1500のサンドペーパーが残した髪の毛のような研削痕を除去するために、9μmのダイヤモンドグラインディングペーストと研磨布砥石を使用することができます。その後、フェルトとダイヤモンドグラインディングペーストを使用して、1μm（#14000）～1/2μm（#60000）～1/4μm（#100000）の順に研磨します。

μm以上（1μmを含む）の精度が要求される研磨加工は、金型加工工場内のクリーンな研磨室で行うことができます。

より精密な研磨のためには、絶対に清潔な空間が必要です。ホコリ、煙、フケ、唾液などは、何時間もかけて磨き上げた高精度の研磨面を台無しにしてしまう可能性があります。

2. 機械研磨における検討課題

研磨にサンドペーパーを使う場合、以下の点に注意する必要がある：

(1)サンドペーパー研磨では、柔らかい木や竹の棒を使う必要がある。円筒形や球形の表面を研磨する場合は、柔らかい木の棒の方が表面の曲率に合わせることができます。平らな面を磨くには、サクラ材のような硬い木の方が適している。

スティックの端は、スティックの鋭角によって生じる深い傷を避けるため、スチールピースの形状に合わせて切りそろえる必要がある。

(2) 異なる種類のサンドペーパーに交換する場合は、研磨方向を45°から90°変える必要があります。これにより、前のサンドペーパーが残した縞の影を識別することができます。

別の種類のサンドペーパーに変える前に、研磨面を100%純綿を使ってアルコールなどの洗浄液で注意深く拭かなければなりません。表面にわずかな砂粒が残っているだけでも、その後の研磨作業を台無しにしてしまいます。

この洗浄プロセスは、サンドペーパーからダイヤモンド研磨ペーストに移行する際にも同様に重要です。琢磨を続ける前に、すべての粒子と灯油を完全に洗浄しなければなりません。

(3) #1200、#1500サンドペーパーを使用する際は、ワーク表面の傷や焦げを避けるため、特に注意が必要です。

したがって、軽い荷重をかけ、2段階の研磨方法を用いる必要がある。各タイプのサンドペーパーは、異なる2つの方向に2回研磨に使用し、各方向の間に45°から90°回転させる必要があります。

III.ダイヤモンド研削・研磨の留意点

ダイヤモンド・グラインディングとポリッシングでは、以下の点に注意する必要がある：

(1)この種の研磨は、特にプリハードン鋼片を研磨し、微細な研磨ペーストを使用する場合、軽い圧力で行わなければならない。#8000の一般的な荷重は100～200g/cm2ですが、この荷重を維持するのは困難です。

これを簡単にするには、木の棒に細長い取っ手を作り、例えば銅板を追加したり、竹の棒の一部を削って柔らかくしたりする。これは、金型の面圧が高くなりすぎないように、研磨圧をコントロールするのに役立つ。

(2)ダイヤモンドグラインディングを研磨に使用する場合は、作業面を清潔にするだけでなく、作業者の手も十分に清潔にしなければならない。

(3)1回の研磨時間は長すぎない方がよい。短ければ短いほど、よりよい効果が得られる。もし 研磨加工 が長すぎると、"オレンジピール "や "ピッティング "の原因となる。

(4) 高品質の研磨結果を得るためには、熱を発生しやすい研磨方法や工具は避けるべきです。例えば、砥石の発熱は「オレンジピール」の原因になりやすい。

(5)研磨工程が停止したら、ワークの表面が清浄であることを確認し、すべての研磨剤と潤滑剤を注意深く除去することが非常に重要である。その後、表面に防錆剤をスプレーする。

機械研磨は主に手作業で行われるため、研磨技術は現在、研磨品質に影響を与える主な要因となっている。

その他の要因としては、金型の材質、研磨前の表面状態、熱処理工程などがある。

高品質な鋼材は、良好な研磨品質の前提条件である。鋼材の表面に不均一な硬度や特性の違いがある場合、研磨はしばしば困難になります。また、鋼材に含まれる様々な不純物や気孔も研磨には不向きです。

IV.硬度の違いが研磨プロセスに与える影響

硬度が高くなると研磨は難しくなりますが、研磨後の粗さは小さくなります。硬度の上昇により、より低い粗さを得るための研磨に要する時間も増加する。

同時に、硬度が上がれば過剰研磨の可能性も低くなる。

V.ワーク表面状態が研磨プロセスに与える影響

鋼鉄の表面層は熱によって損傷する可能性がある、 内部応力切削加工や機械加工プロセスにおいて、不適切な切削パラメータは研磨効果に影響を与える可能性があります。

放電加工後の表面は、通常の機械加工や熱処理後の表面よりも研磨しにくいため、放電加工終了前に精密な放電加工トリミングを行わないと、表面に硬化した薄い層が形成される。

EDM精密トリミングの選択を誤ると、熱影響層の深さは最大0.4mmに達する。硬化した薄層の硬度はベース硬度より高く、除去しなければならない。

したがって、粗研磨工程を追加して、損傷した表面層を完全に除去し、均一な粗い金属表面を作り、研磨のための良好な土台を提供するのが最善である。

VI.ショットピーニングとサンドブラストの違い

ショット ピーニング は、小さな鋼球や鉄球を高速で部品表面に衝突させ、部品表面の酸化膜を除去することができる。

同時に、高速のインパクトが 鉄鋼 ボールは部品表面に格子状の歪みを生じさせ、表面硬度を高める。部品表面の洗浄方法の一つで、鋳物の洗浄や部品表面の強化によく用いられる。

ショットピーニングは一般に規則的な形状に使用され、複数のノズルがあらゆる方向から協力して作業することで、高効率と低公害を実現します。

造船および修理業界では、ショットピーニングとサンドブラストが一般的に使用されている。

ただし、ショットピーニングもサンドブラストも圧縮空気を使用します。もちろん、ショットピーニングは必ずしも高速回転する羽根車で行われるわけではない。

造船や修理では、ショットピーニング（小さな鋼球を使用）は主に鋼板の前処理（塗装前の錆除去）に使用され、サンドブラスト（造船や修理では鉱物の砂を使用）は主に成形された船や部分に使用され、鋼板から古い塗料や錆を除去し、再塗装するために使用される。

造船や修理におけるショットピーニングとサンドブラストの主な目的は、鋼板への塗料の付着性を高めることです。

実際、鋳物の洗浄に使用されるのはショットピーニングだけではありません。大型部品の場合、一般にドラム砂洗浄が最初に行われます。この場合、鋳物は、ライザーを切り落とした後、圧延用のドラムに入れられます。部品はドラム内で互いに衝突し、ショットピーニングまたはサンドピーニングの前に表面から砂の大部分を除去します。

ショットピーニングボールのサイズは1.5mm。

損傷という点では、金属材料は圧縮応力がある場合よりも、表面に引張応力がある場合の方がはるかに破断しやすいという研究結果がある。表面に圧縮応力がかかると、材料の疲労寿命は大幅に延びる。

そのため、シャフトのような 疲労破壊サンドピーニングは、表面に圧縮応力を発生させ、製品寿命を延ばすためによく使用される。

その上、金属材料は張力に非常に敏感である。 材料強度 は圧縮強さよりもはるかに低い。金属材料の性能を表すのに一般的に引張強さ（降伏、引張抵抗）が用いられるのもこのためである。

私たちが毎日乗っている自動車に使用されている鋼板の加工面は、ショットブラストによって強化されており、材料の耐疲労性を大幅に向上させることができる。

ショットブラストは、モーターで羽根車を回転させ、遠心力の作用で直径0.2～3.0のペレット（キャストショット、カットショット、ステンレスショットなど）を被加工物の表面に噴射する。

これにより、ワークの表面に一定の粗さが生まれ、見栄えが良くなる。また、ワークの溶接引張応力を圧縮応力に変化させ、ワークの寿命を向上させる。

造船、自動車部品、航空機部品、砲や戦車の表面、橋梁、鋼構造物、ガラス、鋼板、パイプなど、機械のほとんどの分野で広く使用されている。

サンドブラスト（ショット）は、圧縮空気を動力として、直径40～120の砂、または0.1～2.0程度のペレットを被加工物の表面に噴射し、同様の効果を得る。

ペレットの大きさが治療効果を決定する。ショットブラストにも強化効果があることに注意することが重要である。

現在、国内設備はショットブラストだけが強化の目的を達成できると誤解している。

しかし、アメリカや日本の企業は、強化のためにショットブラストとサンドブラストの両方を使用している！

どちらにも利点がある。例えば、歯車のようなワークの場合、ショットブラストによるショットの角度を変えることはできず、周波数変換によって変更できるのは初速のみである。

処理量と処理速度が速いのに対して、サンドブラストは正反対です。ショットブラストの効果はサンドブラストほどではありません。

サンドブラストとは、圧縮空気で石英砂を高速で吹き付け、部品の表面を洗浄する方法です。工場ではサンドブラストとも呼ばれるこの方法は、錆を落とすだけでなく、副次的な効果として油分も落とすことができ、塗装に非常に有効です。

一般的には、部品表面の錆除去、部品の表面装飾（この目的には、市場で販売されている小型の湿式サンドブラスト機が使用され、通常、砥粒としてコランダム、媒体として水が使用される）、鋼構造物では、接続に高強度ボルトを使用するのが先進的な方法である。

高強度接続は、力の伝達を接合面間の摩擦に頼っているため、接合面に要求される品質は非常に高い。このとき、サンドブラストで接合面を処理しなければならない。

サンドブラストの用途 複雑な形状 手作業で簡単に錆を落とすことができるが、効率が悪く、現場環境が悪く、錆の落とし方にムラがある。

一般的なサンドブラスト機には、さまざまな仕様のサンドブラストガンがある。箱が特に小さくない限り、ガンを入れて洗浄することができます。

圧力容器の支持製品であるヘッドは、サンドブラストでワークピース表面の酸化スケールを除去する。石英砂の直径は1.5mmから3.5mm。

水をキャリアとしてダイヤモンド砂を駆動させ、部品を加工する一種のサンドブラスト加工がある。

ショットブラストとサンドブラストはどちらも、ワークピースの汚れを洗浄および除去し、次の工程に備えることができます。これは、次の工程の粗さ要件を確保するためであり、表面の一貫性を保つためでもあります。

ショットブラストには、サンドブラストでは明らかでないワークピースの強化効果があります。

一般的に、ショットブラストは小さな鋼球を使用し、サンドブラストは石英砂を使用する。これらは異なる要件に応じて分けられています。

精密鋳造では、サンドブラストとショットブラストをほぼ毎日使用しています。

VII.補足

1.ショットブラストもサンドブラストも 表面処理しかし、ショットブラストを行うのは鋳物だけではありません。

2.サンドブラストの主な機能は以下のとおりです。 表面錆 ショットブラストには、錆の除去や表面の脱酸だけでなく、表面粗さの向上、部品の加工バリの除去、部品の内部応力の除去、熱処理後の部品の変形の低減、部品の表面耐摩耗性や圧縮能力の向上など、さまざまな機能があります。

3.ショットブラストには、鋳造品、鍛造品、機械加工後の部品表面、熱処理後の部品表面など、多くの工程があります。

4.サンドブラストは主に手作業で行われるが、ショットブラストは自動化または半自動化されることが多い。

5.ショットブラストに使用されるスチールショットやアイアンショットは、本当の意味でのショットではなく、正確には小さな鋼線または鋼棒であり、一定期間使用された後にショットのように見えるだけである。

いわゆるサンドブラスト用の砂は川砂にすぎず、建設用の砂と同じであるが、サンドブラスト用の砂はふるい分けを経ていること、泥の含有量が少ないこと、粒度が決まっていることを除けば同じである。

もちろん、造船業界のように、ショットブラストに本物のスチールショットを使用し、サンドブラストに金属鉱石の砂（川砂ではなく石英砂）を使用するような、異なる業界もある。

追加補足（一部繰り返し、一部矛盾）：

1.ショットと砂の比較：ショットは一般に、カットワイヤーショットのような角やエッジのない球状の粒子を指し、砂はブラウンコランダム、ホワイトコランダム、川砂などのような角やエッジのある粒子を指す。

2.噴霧と投擲の比較：噴霧は、圧縮空気を動力として砂やショット材を材料表面に噴霧し、洗浄と一定の粗さを実現する。投擲は、高速回転時に発生する遠心力を利用して材料表面に衝突させ、洗浄と一定の粗さを実現する。