ステンレス鋼は様々な用途に魅力的な特性を数多く備えていますが、同時に加工の難しさも招きます。使用中に傷や汚れがつきやすく、腐食しやすいという欠点があります。さらに、炭素鋼よりも高価であるため、ステンレス鋼部品の製造においては材料コストの問題が深刻化します。
お客様は仕上げの品質にも高い期待を寄せており、完成品として提供される素材の特性上、ほぼ鏡面のような仕上がりを求めています。コーティングや塗装で欠陥を隠すことはほとんど不可能です。
ステンレス鋼管を扱う場合、材料加工から仕上げまでを容易に行うための最適かつ効果的なツールの選択肢が限られているため、これらの問題はある程度悪化します。
ステンレス鋼は耐食性に優れているため、ステアリングホイールやアームレストなど、金属本来の輝きが求められる用途に最適です。また、管の外径は、つや消し加工から滑らかで完璧な外観まで、様々な形状に対応できます。
これには、適切な工具と適切な研磨剤の組み合わせが必要です。お客様からよく最初にお伺いするのは、ご希望のパイプ仕上げを迅速かつ安定的に実現するために、どの程度の投資をご希望かということです。パイプ仕上げの注文を安定的に受けたい場合は、センターレスグラインダー、円筒研削盤、またはその他のベルト式研削盤を用いて工程を自動化することで、部品の選別が容易になり、希望通りの仕上がりを実現できます。また、部品間の仕上げの安定性も実現できます。
ただし、手工具を使用する選択肢もあります。パイプのサイズによっては、ベルトグラインダーを使用すると、仕上げ工程で部品の形状が変化しないようにすることができます。ベルトのたるみを利用することで、管状のプロファイルを平坦化させることなく加工できます。ベルトの中には3つの接触プーリーを備えたものもあり、管の周囲でより柔軟に使用できます。ベルトには様々なサイズがあります。ヤスリバンドは18インチから24インチまで、King-Boaでは60インチから90インチのバンドが必要です。センターレスベルトと円筒ベルトは、長さ132インチ以上、幅最大6インチまで可能です。
手工具の問題点は、何度も完璧な仕上がりを実現するのは科学というより芸術に近いということです。熟練した作業者であればこの技術で素晴らしい仕上がりを実現できますが、練習が必要です。一般的に、速度が速いほど傷は細かくなり、速度が遅いほど傷は深くなります。特定の作業における最適なバランスを見つけるのは作業者次第です。推奨されるテープ開始速度は、希望する終了点によって異なります。
ただし、パイプ加工にはディスクグラインダーやハンドグラインダーの使用は避けてください。これらの工具では、望み通りの研磨パターンを得るのが難しく、ダイヤルを強く押しすぎるとパイプの形状が崩れ、平らな部分ができてしまう可能性があります。右手で研磨する場合、傷跡ではなく鏡面仕上げを目指す場合は、研磨工程を複数回行い、最後に研磨剤や研磨棒を使用することになります。
研磨剤の選択には、最終的な仕上がりを明確に理解することが不可欠です。もちろん、これは言うは易く行うは難しです。目視検査は通常、部品と既存製品とのマッチングに用いられます。しかし、研磨剤サプライヤーは、望ましい結果を得るために研磨剤の量を段階的に減らしていく最適な方法を決定するお手伝いをいたします。
ステンレス鋼を最終仕上げ面まで研磨する際には、段階的な研磨工程を用いることが重要です。まず、すべての汚れやへこみを確実に除去する必要があります。これらの欠点に対処するために、最適な研磨剤から始めることが重要です。傷が深いほど、修復にはより多くの作業が必要になります。次の工程では、前の研磨剤による傷を慎重に除去する必要があります。こうして、最終製品に均一な傷跡が残ります。
従来のコーティング研磨材では、研磨材の劣化の仕方により、ステンレス鋼に適切なマット仕上げを得るために研磨材のグレードを飛ばすことが困難でした。しかし、3MのTrizact研磨材のように、使用していくうちに研磨材が摩耗し、新しい粒子が露出して「リフレッシュ」する技術によって、工程を飛ばすことができます。3M
もちろん、研磨剤の粗さの程度は材料によって異なります。スケール、へこみ、深い傷などの欠陥を除去する必要がある場合は、粗い研磨剤を使用する必要があります。例えば、当社では通常、3M 984Fまたは947Aのコンベアベルトを使用します。80グリットのベルトに移行した後は、より特殊なベルトに切り替えました。
従来のコーティング研磨材を使用する場合は、ステンレス鋼に適切なマット仕上げを施すために、研磨材の分解過程を考慮し、各研磨材の研磨レベルを段階的に下げるようにしてください。研磨材が分解すると、鉱物が黒ずんだり研磨材から除去されたりするため、同じ結果を得るにはより高い圧力が必要になります。マットな鉱物や高い圧力は熱を発生します。ステンレス鋼の仕上げにおいては熱が問題となるため、仕上がりに影響を与え、表面を「青く」してしまう可能性があります。
安価な研磨材に起こりうるもう一つの問題は、仕上げ用鉱物の均一性です。経験の浅い作業者にとって、各工程で研磨材が目的の表面状態を確実に得られるようにするのは困難です。均一性にばらつきがあると、研磨段階まで気づかないような大きな傷が付くことがあります。
しかし、工程を省略できる方法もあります。例えば、3MのTrizact Abrasiveは、樹脂と研磨剤を混合することでピラミッド構造を形成し、研磨剤が摩耗しても、新たに露出した粒子で研磨面を再生します。この技術により、ベルトの寿命を通して一貫した仕上がりが保証されます。Trizactテープはグレードごとに仕上がりが予測できるため、最終仕上げ工程で研磨剤グレードを省略することができました。これにより、研磨工程が削減され、不完全な研磨による手戻りも減少し、時間を節約できます。
研磨剤を選択する際の鍵は、最も時間とコスト効率の高い方法で適切な仕上がりを得る方法を決定することです。
ステンレス鋼は硬い素材であるため、研磨剤と鉱物の選択は非常に重要です。不適切な研磨剤を使用すると、加工時間が長くなるほど熱が発生します。研磨時には、適切な種類の鉱物を使用し、接触面から熱を除去するために放熱コーティングが施された研磨剤を使用することが重要です。
機械をお使いの場合は、部品用クーラントも使用できます。これは異物除去にも役立ち、異物による傷が表面を傷つけるのを防ぎます。機械内でクーラントが循環する際に異物が再侵入しないよう、適切なフィルターを使用してください。
ステンレス鋼はどれも同じように見えると多くの人が考えていますが、部品の表面仕上げとなると、2種類の鉱物が部品の外観に影響を与えることがあります。この見方はユーザーによって異なります。
たとえば、従来のシリコンカーバイドでは、より深い傷が残る傾向があり、光の反射が異なり、青色になってしまいます。
同時に、従来の酸化アルミニウムはより丸い形状を残すため、光の反射が異なり、材料が黄色くなります。
パイプのサイズによっては、ベルトグラインダーを使用することで、仕上げ工程で部品の形状が変化しないようにすることができます。ベルトのたるみを利用することで、管状のプロファイルを平坦化させることなく加工できます。3M
アプリケーションでは既存の部品に合わせて新しい部品が必要になることが多いため、部品の必要な仕上げを知っておくことは重要です。
ステンレスは高価な素材であるため、仕上げツールの選定は慎重に行うことが重要です。サプライヤーからの適切なサポートがあれば、店舗は時間とコストを節約できる可能性があります。
Gabi Miholix is ​​an Application Development Specialist in the Abrasive Systems Division of 3M Canada, 300 Tartan Dr., London, Ontario. N5V 4M9, gabimiholics@mmm.com, www.3mcanada.ca.
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