小径精密ステンレス鋼管の加工・研磨

小径精密ステンレス鋼管は、耐食性と経済性に優れているため、医療機器、機械部品、実験装置などに広く使用されています。精密ステンレス鋼管は、耐食性、外観の明るさ、清潔さ、衛生性を備え、表面に人体毒性物質が付着しないようにする必要があります。そのため、精密ステンレス鋼管の表面処理では、表面の有害物質を完全に除去する必要があります。成熟した表面処理方法として、研磨技術が広く利用されています。研磨により、ステンレス鋼の耐食性と光沢効果をさらに向上させることができます。

現在、一般的に使用されている研磨方法は7つあります。ここでは、小径精密ステンレス鋼管の加工研磨工程について見てみましょう。

1. 機械研磨 機械研磨は、切削材表面の塑性変形を利用して研磨後の凸部を除去し、滑らかな表面を得る研磨方法です。一般的には、油砥石、ウールホイール、サンドペーパーなどが使用され、手作業が主な方法です。高い表面品質が求められる場合は、超微細研削研磨が用いられます。超微細研削研磨では、特殊な研削工具を使用し、研磨剤を含む研削研磨液中でワーク表面に密着させ、高速回転させます。この技術は、様々な研磨方法の中で最も高いRa0.008μmの表面粗さを実現できます。

2. 化学研磨 化学研磨は、小径精密ステンレス鋼管の表面の微細な突起部を化学媒体中で凹部よりも優先的に溶解させ、滑らかな表面を得る方法です。この方法の主な利点は、複雑な設備を必要とせず、複雑な形状のワークを研磨でき、多数のワークを同時に研磨でき、効率が高いことです。化学研磨の核心は研磨液の調製です。化学研磨によって得られる表面粗さは、一般的に数十μmです。

3. 電解研磨 電解研磨の基本原理は化学研磨と同じで、材料表面の微細な突起部分を選択的に溶解することで表面を滑らかにします。化学研磨と比較して、陰極反応の影響を排除できるため、より優れた効果が得られます。

4. 超音波研磨　小径精密ステンレス鋼管を研磨剤懸濁液に入れ、超音波場内に設置します。超音波の振動を利用して、研磨剤をワーク表面で研磨します。超音波加工はマクロ的な力が小さく、ワークの変形を引き起こしません。超音波加工は化学的または電気化学的方法と組み合わせることができます。溶液の腐食と電気分解に基づいて、超音波振動を加えて溶液を攪拌し、ワーク表面の溶解生成物を分離し、表面付近の腐食または電解質を均一にします。また、液中の超音波のキャビテーション効果により、腐食プロセスを抑制し、表面の光沢化を促進します。

5. 流体研磨 流体研磨は、高速で流れる液体と、その中に含まれる研磨粒子を利用してワークピースの表面を洗い流すことで研磨目的を達成します。一般的な方法には、研磨剤ジェット加工、液体ジェット加工、流体力学的研削などがあります。流体力学的研削は、油圧によって駆動され、研磨粒子を運ぶ液体媒体をワークピースの表面上を高速で往復させます。媒体は主に、低圧下で良好な流動性を示す特殊な化合物（ポリマー状物質）と研磨剤を混合したものでできています。研磨剤は、炭化ケイ素粉末を使用することができる。

6. 磁気研磨 磁気研磨は、磁性研磨材を用いて磁場の作用下で研磨ブラシを形成し、小径精密ステンレス鋼管を研磨する加工方法です。この方法は、加工効率が高く、品質が良好で、加工条件の制御が容易で、作業環境も良好です。適切な研磨材を使用することで、表面粗さはRa0.1μmに達することができます。

7. 化学機械研磨 化学機械研磨技術は、化学研磨と機械研磨の利点を組み合わせた、最も一般的に使用されている研磨方法です。材料除去効率を確保しながら、より完璧な表面を得ることができます。得られる平坦度は、これら2つの研磨方法を単純に併用した場合よりも1～2桁高く、ナノメートルレベルから原子レベルまでの表面粗さを実現できます。さらに、研磨による鏡面効果は非常に明るく、欠陥がなく、良好な平坦性を備えています。

以上が小径精密ステンレス鋼管加工における7つの研磨方法です。研磨は、研磨自体への要求が高いだけでなく、表面の平坦性、平滑性、形状精度にも高い基準が求められます。表面研磨は、一般的に光沢のある表面のみが求められます。しかし、電解研磨や流体研磨などの方法では、小径精密ステンレス鋼管の形状精度を正確に制御することが難しく、化学研磨、超音波研磨、磁気研磨などの方法では表面品質が要求を満たさないため、加工は依然として機械研磨が中心となっています。