マグネシウム合金板の研磨方法およびマグネシウム合金板
【課題】マグネシウム合金板の表面を平滑に湿式研磨した場合に、その表面に研磨焼けが生じにくく、縞模様が目立たないようにすることができるマグネシウム合金板の研磨方法およびその研磨方法によって作製されたマグネシウム合金板を提供する。
【解決手段】マグネシウム合金板の研磨方法は、搬送されるマグネシウム合金板Ｐの表面を、研磨液１３の使用下で研磨ベルト１Ａ（研磨材）により研磨する研磨工程を具える。そして、研磨液１３は、研磨ベルト１Ａの幅方向の局所に噴射されることなく、マグネシウム合金板Ｐの上に噴射される。そうすることで、研磨液１３をマグネシウム合金板Ｐの表面幅方向全体に均一に広げられ、マグネシウム合金板Ｐの幅方向に対して、研磨液１３の濡れ状態に局所的な差が生じることを緩和することができる。
【解決手段】マグネシウム合金板の研磨方法は、搬送されるマグネシウム合金板Ｐの表面を、研磨液１３の使用下で研磨ベルト１Ａ（研磨材）により研磨する研磨工程を具える。そして、研磨液１３は、研磨ベルト１Ａの幅方向の局所に噴射されることなく、マグネシウム合金板Ｐの上に噴射される。そうすることで、研磨液１３をマグネシウム合金板Ｐの表面幅方向全体に均一に広げられ、マグネシウム合金板Ｐの幅方向に対して、研磨液１３の濡れ状態に局所的な差が生じることを緩和することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マグネシウム合金板の研磨方法およびその研磨方法により作製されたマグネシウム合金板に関するものである。特に、マグネシウム合金板の表面を湿式研磨した場合に、その表面に研磨焼けが生じにくく、縞模様が目立つことがないようにすることができる研磨方法およびその研磨方法によって作製されたマグネシウム合金板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、マグネシウム（以下、Ｍｇ）合金板が、携帯電話やノートパソコンの筺体などに利用されてきている。例えば、特許文献１には、微細な凹凸加工を後工程で均一にＭｇ合金板に施すことができるよう、Ｍｇ合金の圧延材に対して、予備加工として、研磨加工を施すことが記載されている。その研磨加工の代表例として、湿式ベルト式研磨が挙げられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１２０８７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、より金属質感の高いＭｇ合金板に対するニーズがある。このようなニーズに対応するため、上記研磨加工の条件について試行した。その結果、Ｍｇ合金板の表面を湿式研磨加工すると、Ｍｇ合金板表面に研磨焼けや縞模様が目立つ場合があり、この縞模様の存在がＭｇ合金板の金属質感の向上に対する阻害要因となり得ることが判明した。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的の一つは、Ｍｇ合金板の表面を湿式研磨した場合に、その表面に研磨焼けが生じにくく、縞模様が目立たないようにすることができるＭｇ合金板の研磨方法を提供することにある。
【０００６】
また、本発明の他の目的は、上記本発明の研磨方法によって作製されたＭｇ合金板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、Ｍｇ合金板の表面に生じる研磨焼けおよび縞模様の原因を鋭意検討した。その結果、次の知見を得た。
【０００８】
（１）Ｍｇ合金板表面を湿式研磨すれば、研磨材の表面には直接研磨液がかかる箇所とかからない箇所とが生じ、研磨材の幅方向全域に研磨液が行き渡たらないことがある。つまり、研磨材とＭｇ合金板とが接触する際、Ｍｇ合金板表面の幅方向全域に研磨液が行き渡らないまま研磨される。そのため、Ｍｇ合金板表面には研磨焼けが生じてしまう。
【０００９】
（２）その研磨焼けは、Ｍｇ合金板の表面粗さが平滑なほど、そして、研磨液が少量であるほど、発生し易い。
【００１０】
（３）そして、研磨材表面における研磨液の濡れ状態に局所的な差が生じることにより、研磨材の目詰まり度合いにばらつきが生じる。その局所的に目詰まりが生じた研磨材の表面形態がＭｇ合金板に転写されて、Ｍｇ合金板の表面に縞模様を生じさせる一因となる。
【００１１】
（４）この転写によって生じる縞模様は、Ｍｇ合金板の表面が粗ければ比較的目立ち難いが、同表面の平滑性を高めるほど顕著に目立つ。
【００１２】
本発明は、上記の知見に基づいてなされたもので、研磨の際に、Ｍｇ合金板の幅方向全域に研磨液が行き渡って研磨が施されるようにすることで上記の目的を達成する。
【００１３】
本発明のＭｇ合金板の研磨方法は、搬送されるＭｇ合金板の表面を、研磨液の使用下で研磨材により研磨する研磨工程を具える。そして、上記研磨液は、研磨材の幅方向の局所に噴射されることなく、Ｍｇ合金板上に噴射される。
【００１４】
上記の構成によれば、研磨液をＭｇ合金板上の幅方向全体に均一に広げられ、Ｍｇ合金板の幅方向に対して、研磨液の濡れ状態に局所的な差が生じることを抑制することができる。したがって、Ｍｇ合金板表面の研磨焼けを抑制することができる。
【００１５】
また、上記濡れ状態の局所的な差の防止により、上記目詰まり度合いにばらつきが生じるのを抑制することができるので、Ｍｇ合金板上で研磨具合に局所的に差が生じることなく、均一に研磨を施すことができる。したがって、Ｍｇ合金板表面に生じる縞模様を抑制することができる。
【００１６】
本発明方法の一形態として、Ｍｇ合金板の搬送速度をＶ１（ｍ／ｍｉｎ）、研磨材の回転速度をＶ２（ｍ／ｍｉｎ）、Ｍｇ合金板の板幅をＷ（ｍｍ）とすると、研磨液の流量Ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）は、０．４×１０−６／（Ｖ１×Ｖ２×Ｗ）以上であることが挙げられる。
【００１７】
上記の構成によれば、Ｍｇ合金板表面を平滑に研磨した場合に、研磨焼けが発生し易くなるのを抑制することができる。また、Ｍｇ合金板の表面を平滑にした場合に、縞模様の発生をも抑制することができる。そして、その効果を得るために、流量Ｑは、０．８×１０−６／（Ｖ１×Ｖ２×Ｗ）以上、特に、１．６×１０−６／（Ｖ１×Ｖ２×Ｗ）以上であることが効果的である。
【００１８】
本発明方法の一形態として、Ｍｇ合金板の表面粗さが、算術平均粗さＲａ≦１．２μｍ、最大高さＲｍａｘ≦２０μｍ、及び十点平均高さＲｚ≦１２μｍの少なくとも一つを満たすように研磨することが挙げられる。
【００１９】
上記の構成によれば、Ｍｇ合金板上の幅方向全域に均一に研磨液を行き渡らせることができ、上記の規定を満たす表面粗さにＭｇ合金板の表面を研磨した場合に、Ｍｇ合金板表面の研磨焼けや縞模様の発生を抑制することに効果がある。そして、Ｍｇ合金板の表面粗さが、算術平均粗さＲａ≦０．６μｍ、最大高さＲｍａx≦１０μｍ、及び十点平均高さＲｚ≦６μｍの少なくとも一つを、特に、算術平均粗さＲａ≦０．３μｍ、最大高さＲｍａx≦５μｍ、及び十点平均高さＲｚ≦３μｍの少なくとも一つを満たすときにより効果的である。
【００２０】
また、本発明のＭｇ合金板は、上述したＭｇ合金板の研磨方法により作製されたＭｇ合金板である。
【００２１】
上記の構成によれば、Ｍｇ合金板は、その表面に研磨焼けが生じず、縞模様が目立つことなく、金属質感に優れる。
【００２２】
本発明Ｍｇ合金板の一形態として、Ｍｇ合金板は、アルミニウム（以下、Ａｌ）を７質量％以上１２質量％以下含有するマグネシウム合金からなることが挙げられる。
【００２３】
上記の構成によれば、Ａｌを含有することで、より硬度が高いマグネシウム合金とすることができる。つまり、研磨粉が研磨材に付着し難くなり、目詰まりの発生状態のばらつきを防止しやすくなる。したがって、マグネシウム合金板の表面に縞模様が目立つことなく、金属質感に優れる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明のＭｇ合金板の研磨方法は、Ｍｇ合金板を湿式研磨した場合に、Ｍｇ合金板の表面に研磨焼けが生じず、縞模様のないようにすることができる。
【００２５】
また、本発明のＭｇ合金板は、本発明のＭｇ合金板の研磨方法を用いて作製することで、Ｍｇ合金板の表面に研磨焼けや縞模様のないものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】実施形態１に係る本発明の研磨方法が行われる処理加工ライン全体の模式図である。
【図２】実施形態１に係る本発明の研磨方法に用いる研磨材近傍の部分斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
＜＜実施形態１＞＞
以下、本発明の実施の形態を説明する。ここでは、長尺のＭｇ合金板に研磨を施すＭｇ合金板の研磨方法およびその後の表面処理方法を説明する。研磨方法は、搬送されるＭｇ合金板に研磨を施す際、使用する研磨液が、研磨ベルト（研磨材）の幅方向の局所に噴射されることなく、Ｍｇ合金板上に噴射されて上記研磨が施されるという方法である。そして、その後の表面処理方法として、洗浄、吸水、乾燥の各工程を施し、Ｍｇ合金板は巻き取りロールにて巻き取られ、その全てをインラインで行う。本発明の特徴は、研磨の際、Ｍｇ合金板の幅方向全域に研磨液を行き渡らせることで、研磨液の濡れ状態に局所的な差が生じないようにする点にある。以下、研磨方法に上記表面処理方法を含めたものを表面加工方法と称し、図１、２を参照して研磨方法を説明する。その後、表面処理方法、加工対象のＭｇ合金板の順に説明する。
【００２８】
＜表面加工方法＞
［研磨方法］
研磨工程１では、図１に示すように、繰り出しロールＳからＭｇ合金板Ｐを巻き戻して搬送し、その搬送されたＭｇ合金板Ｐに研磨を施す。この研磨加工は、上記Ｍｇ合金板Ｐの表面を、研磨液１３の使用下で研磨材により研磨する。研磨材には研磨ベルト１Ａを使用する。研磨ベルト１Ａの砥粒の粒度は、Ｍｇ合金板Ｐの表面粗さが所望の粗さとなるように適宜選択するとよいが、♯３２０以上が好ましく、♯４００以上、特に♯６００以上がより好ましい。後述する所定の表面粗さに研磨することができれば、研磨材の形態は問わない。例えば、ベルト以外でブラシやホイールの砥石などを研磨材に使用しても構わない。
【００２９】
その上記所定の表面粗さとは、算術平均粗さＲａ≦１．２μｍ、最大高さＲｍａx≦２０μｍ、及び十点平均高さＲｚ≦１２μｍの少なくとも一つを満たすことである。そして、算術平均粗さＲａ≦０．６μｍ、最大高さＲｍａx≦１０μｍ、及び十点平均高さＲｚ≦６μｍのうち少なくとも一つを、特に、算術平均粗さＲａ≦０．３μｍ、最大高さＲｍａx≦５μｍ、及び十点平均高さＲｚ≦３μｍのうち少なくとも一つを満たすことがより好ましい。
【００３０】
また、本例では、研磨加工を２段階に分けて施す。その場合、例えば、Ｍｇ合金板Ｐの上流側の研磨ベルト１０を♯３２０（♯４００）、下流側の研磨ベルト１１を♯４００（♯６００）のように、２段階の研磨ベルト１Ａは、その砥粒の粒度を、上記下流側を上記上流側より細かくするとよい。そうすることで、Ｍｇ合金板Ｐの表面をより均一に平滑に研磨することができる。さらに、研磨加工を３段階以上設ける場合であっても、上記２段階の時と同様に、上流側から下流側に向かって砥粒の粒度が細かくなるよう設計するとよい。
【００３１】
この研磨加工は、Ｍｇ合金板Ｐの表裏面に対して施す。ここでは、表裏面に設置される研磨ベルト１ＡはＭｇ合金板Ｐの長手方向に互いにずれて位置する。Ｍｇ合金板Ｐの表裏面を挟んで研磨ベルト１Ａの対向する位置には、基準ロール（図示せず）が設けられている。つまり、上記基準ロールを設けることで、Ｍｇ合金板Ｐの表裏面における研磨量をより均等にし易くできる。そして、上記のずれによって、Ｍｇ合金板Ｐの裏面（鉛直下方側）が先に研磨されるように研磨ベルト１Ａを設置することが好ましい。上記裏面を先に研磨加工する場合、研磨液１３の噴射も上記裏面側が先になるが、その研磨液１３がＭｇ合金板Ｐの表面に回り込むことがないので、上記表裏面で研磨液１３との接触開始位置を制御し易くなる。また、研磨ベルト１ＡがＭｇ合金板Ｐの表裏面を挟んで対向するように位置してもよい。この研磨ベルト１Ａによる研磨形式は、Ｍｇ合金板Ｐの搬送方向と同じ方向に回転するダウンカットであることが好ましい。そうすることで、より平滑なＭｇ合金板Ｐが得られる研磨を施すことができる。但し、研磨効率を求める場合、Ｍｇ合金板Ｐの搬送方向と逆向きに研磨ベルト１Ａが回転するアップカットを行っても構わない。特に、研磨効率と研磨面の平滑性との両立を考慮すると、上流側の研磨ベルト１０をアップカットとし、下流側の研磨ベルト１１をダウンカットとしてもよい。
【００３２】
そして、研磨を行う際、上記ダウンカットか、アップカットかによらず、研磨液１３は、図２に示すように、研磨ベルト１０、１１のそれぞれに対してＭｇ合金板Ｐの上流側に配置されたスプレーノズル１２から、研磨ベルト１０、１１の幅方向（図１に対し、紙面に垂直方向、以下同様）の局所には噴射せず、Ｍｇ合金板Ｐの表面上に噴射される。本例では、Ｍｇ合金板Ｐの幅に対応する長さを有する棒状のスプレーノズル１２に複数の噴射口（図示せず）が上記幅方向に等間隔に並んで設けられ、それらの噴射口からＭｇ合金板Ｐの表面に向かって鉛直下方に噴射する。この場合、Ｍｇ合金板Ｐの幅方向に研磨液１３が広がり易い点でより好ましい。また、研磨液１３は、研磨ベルト１０、１１の上流側から鉛直下方よりも研磨ベルト１０、１１の側のＭｇ合金板Ｐに向かって傾斜方向に噴射させてもよい。この場合、研磨ベルト１０、１１とＭｇ合金板Ｐとの接触箇所付近に研磨液１３をより供給し易い。上記各噴射口は、Ｍｇ合金板Ｐの表面上における幅方向全域に研磨液１３が行き渡るように、その数、径、および間隔は適宜選択して設けるとよい。例えば、各噴射口は３０ｍｍ程度の間隔で設けられることが挙げられる。そして、Ｍｇ合金板Ｐに対する研磨液１３の噴射位置は、Ｍｇ合金板Ｐと研磨ベルト１０、１１との接触箇所からおよそ５０ｍｍの位置が好適である。そうすることで、Ｍｇ合金板Ｐの表面上で研磨液１３が幅方向全体に行き渡るので、研磨焼けの発生を抑制することができる。また、上記のように幅方向全体に研磨液１３が行き渡るので、研磨材の目詰まりをも軽減することができる。そのことによって、Ｍｇ合金板Ｐの幅方向に対して、研磨具合に部分的な差が生じず、均一な研磨を施すことができる。その結果、縞模様のないＭｇ合金板Ｐが得られる。また、上流側にスプレーノズルを配置すると、研磨によるＭｇ合金板Ｐと研磨ベルト１Ａの摩擦熱および摩擦抵抗を低減することができる。
【００３３】
研磨液１３の流量Ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）は、０．４×１０−６／（Ｖ１×Ｖ２×Ｗ）以上であることが好ましく、０．８×１０−６／（Ｖ１×Ｖ２×Ｗ）以上、特に１．６×１０−６／（Ｖ１×Ｖ２×Ｗ）以上が好ましい。研磨液流量が上記下限値以上であれば、Ｍｇ合金板Ｐの表面を平滑にする場合、研磨焼けの発生を抑制し易い。そして、その研磨液流量は、８．０×１０−６／（Ｖ１×Ｖ２×Ｗ）までとする。上記規定の上限値以下であれば、研磨材とＭｇ合金板Ｐとの間のスリップを起こすことなく研磨を施すことができる。ここで、上記Ｖ１はＭｇ合金板Ｐの搬送速度（ｍ／ｍｉｎ）を、上記Ｖ２は研磨材の回転速度（ｍ／ｍｉｎ）を、ＷはＭｇ合金板Ｐの板幅（ｍｍ）を示している。
【００３４】
本例のようにダウンカットの場合、上記研磨ベルト１０、１１のそれぞれの下流側には、スプレーノズル１２と同様のスプレーノズルが設けられていなくても構わないが設けることが好ましい。下流側にもスプレーノズルを設ければ、より一層研磨箇所の摩擦抵抗と摩擦熱の低減を図ることができる。そして、下流側のスプレーノズルからは、研磨ベルト１０、１１に研磨液１３を噴射してもよいし、Ｍｇ合金板Ｐの上に噴射してもよい。研磨ベルト１０、１１に研磨液１３を噴射した場合、同ベルトの幅方向における局所的な目詰まりを抑制することができる。また、Ｍｇ合金板Ｐの上に研磨液１３を噴射した場合、研磨粉を効率的に洗い流すことができる。一方、アップカットの場合、研磨ベルト１０、１１の下流側には、スプレーノズルを設置して、その下流側のスプレーノズルからは、研磨ベルト１０、１１に研磨液１３を噴射することが好ましい。そうすることで、研磨によるＭｇ合金板Ｐと研磨ベルト１Ａの摩擦熱および摩擦抵抗を低減することができる。
【００３５】
そして、この研磨液１３は、研磨によるＭｇ合金板Ｐと研磨ベルト１Ａの摩擦熱および摩擦抵抗を低減するもの、あるいは研磨粉を排出することができ研磨粉が研磨ベルト１ＡとＭｇ合金板Ｐの間に詰まることを抑制することができるもの、であることが好ましい。さらに、Ｍｇ合金板Ｐと反応しにくい研磨液であれば特に好ましい。また、研磨液１３を使用することで、研磨対象がＭｇ合金のように活性な物質であっても研磨粉が粉塵爆発することを防ぐことができる。
【００３６】
｛表面処理方法｝
上記研磨加工後に、後述する洗浄、吸水、乾燥の各工程を施すことが、Ｍｇ合金板表面の腐食の点を考慮すると好ましい。以下、その点について上記各工程を、図１より説明する。
【００３７】
（洗浄工程）
洗浄工程２では、上記研磨加工を施したＭｇ合金板Ｐに付着している研磨液１３や研磨粉を洗浄液２１により洗い流す。本例では、洗浄液２１には、水を使用する。この洗浄液２１は、研磨液１３を洗い流せて、研磨対象と反応し難いものであれば特に問わない。
【００３８】
そして、この洗浄工程２では、洗浄液２１を吹き出す洗浄ノズル２０は、Ｍｇ合金板Ｐの表裏面を挟んで対向する位置にある。そうすることで、Ｍｇ合金板Ｐの表裏面における液の除去程度に殆ど差が生じることなく研磨液１３を洗い流すことができ、上記研磨ベルト１ＡのずれによるＭｇ合金板Ｐの表裏面における液に接触している時間の差は許容できる。また、上記研磨ベルト１Ａと同様に、Ｍｇ合金板Ｐの表裏面における洗浄ノズル２０がＭｇ合金板Ｐの長手方向にずれて位置していてもよい。そうすれば、表裏面で液に接触している時間に差が生じ難くすることができる。
【００３９】
（吸水工程）
吸水工程３では、洗浄工程２を経たＭｇ合金板Ｐに付着している洗浄液２１を除去する。洗浄液２１の除去には、スポンジ製の吸水ロール３０のように、十分に除去することが可能なものを使用することが好適である。この吸水ロール３０は、Ｍｇ合金板Ｐの幅と同等以上の幅を有していることが好ましい。そうすることで、Ｍｇ合金板Ｐに付着した洗浄液のＭｇ合金板Ｐにおける幅方向に拭き残しが生じず、均一な拭き取りを行うことができる。
【００４０】
また、吸水ロール３０は、Ｍｇ合金板Ｐの表裏面を挟んで対向する位置に設置する。そうすることで、Ｍｇ合金板Ｐの表裏面における液の除去程度に差が生じることなく洗浄液２１を拭き取ることができるので、表裏面で液に接触している時間に差が生じ難い。また、上記研磨ベルト１Ａと同様に上記洗浄ノズル２０がＭｇ合金板Ｐの長手方向にずれている場合は、Ｍｇ合金板Ｐの表裏面における吸水ロール３０も同様に長手方向にずれるように設置してもよい。その場合であっても、表裏面で液に接触している時間に差が生じ難くすることができる。そして、この吸水工程３は、３段階以上設けてあっても構わない。そうすることで、より確実に洗浄液２１を除去することができる。
【００４１】
（乾燥工程）
乾燥工程４では、吸水工程３後、Ｍｇ合金板Ｐに洗浄液２１が残存している可能性があるので、その洗浄液２１が残存しないように、洗浄液２１を乾かす。乾かす手段として、エアブローが好適である。特に４０℃以上の温風であればより好ましい。
【００４２】
この乾燥工程４も、吸水工程３と同様に、Ｍｇ合金板Ｐの表裏面を挟んで対向する位置にエア４１を吹き出す送風口４０を設置する。そうすることで、たとえＭｇ合金板Ｐの表面に洗浄液２１が残存していても、Ｍｇ合金板Ｐの表裏面で同じ位置で乾かすことができるので、表裏面で液に接触している時間に差が生じ難い。また、上述したように吸水ロール３０がＭｇ合金板Ｐの長手方向にずれている場合は、Ｍｇ合金板Ｐの表裏面における送風口４０も同様に長手方向にずれるように設置してもよい。その場合であっても、表裏面で液に接触している時間に差が生じ難くすることができる。
【００４３】
本例では、エアブローは１段階しか設けていないが、より確実に洗浄液２１を除去しようとするなら、乾燥工程４を２段階設けておくことが好ましい。その場合、上流側、下流側の少なくとも一方の乾燥工程を４０℃以上の温風とすることが乾燥効率の点で好ましい。そして、上流側のエアの温度を４０℃以上とし、下流側のエアの温度を上流側の温度よりも低くすれば、２段階のエアで乾燥の確実性を高めながら、両段階のエアを４０℃以上とする場合に比べて乾燥工程４での消費エネルギーを削減できる。
【００４４】
（その他）
上記各工程は、インラインで行われる。例えば、耐食性に優れるＭｇ合金板である場合は、インラインでなくても構わない。但し、インラインの場合、表面加工を手間無く実施することができる点で好ましい。また、上記各工程が、インラインで行われる際、上記腐食の点を考慮した場合、Ｍｇ合金板Ｐの搬送速度は速い方が好ましい。その場合、その速度は５ｍ／ｍｉｎ以上、特に１０ｍ／ｍｉｎ以上であることがより好ましい。
【００４５】
（吸液工程）
さらに上記腐食の点を考慮すると、研磨工程１と洗浄工程２の間に、研磨液１３を除去するための吸液工程を具えていることが好ましい。研磨液１３が洗浄液２１によって洗い流される前に、例えば、吸水工程３で使用した吸水ロール３０と同様のスポンジからなる吸液ロールで、研磨液１３を除去することで、Ｍｇ合金板Ｐの表面が研磨液１３に接触している時間を極力短くすることができる。したがって、Ｍｇ合金板Ｐの腐食をより抑えることができる。この吸液ロールも、Ｍｇ合金板Ｐと同等もしくは同等以上の幅を有していることが好ましい。また、本例のように研磨加工を２段階に分けて施す場合、各段階間、つまり研磨ベルト１０と研磨ベルト１１の間でも上記吸液ロールを設けてあると、よりいっそうＭｇ合金板Ｐが研磨液１３に接触している時間を短くすることができるので好ましい。
【００４６】
＜被加工材＞
上記の表面加工方法を施すこのＭｇ合金板Ｐは、鋳造より得られたものに圧延を施したものが好適である。その他に、鋳造材、圧延材にレベラー加工を施したもの、を被加工材としてもよい。また、それらの被加工材は、圧延前に溶体化処理を施しておいても構わない。
【００４７】
［形状］
本例では、コイル状に巻き取った長尺のＭｇ合金板Ｐを使用するが、特に加工対象に関して限定はされないので、例えば、短尺板であってもよい。例えば、コイルにするなら、連続鋳造で、短尺板なら、ダイカストなどで成形するとよい。また、長尺板を必要サイズにカットして短尺板を作製してもよい。
【００４８】
［組成］
そして、上記のＭｇ合金板Ｐは、Ｍｇに種々の元素を添加したものが挙げられる。添加元素は、例えば、Ａｌ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｙ、Ｚｒなどの元素群のうち少なくとも一種の元素が挙げられる。また、上記元素群から選択される複数の元素を含有していてもよい。具体的には、ＡＳＴＭ規格におけるＡＺ系なら例えばＡＺ３１、ＡＺ６１、ＡＺ９１などを、ＡＭ系なら例えばＡＭ６０などを、その他、ＡＳ系、ＺＫ系などのＭｇ合金を利用することができる。特に、Ａｌを７質量％〜１２質量％含有するＭｇ合金系は耐食性が高く、高強度である点で好適である。したがって、粘り気が少なく、研磨粉が研磨材に付着しにくいため、上記目詰まりのばらつきを防止しやすくなる。
【００４９】
＜作用効果＞
上述した実施形態１に係るＭｇ合金板Ｐの研磨方法によれば、Ｍｇ合金板Ｐの表面を平滑に湿式研磨した場合、Ｍｇ合金板Ｐの幅方向における研磨液の濡れ状態に差が生じることを抑制することができるので、研磨焼けを生じさせず、さらに、研磨ベルト１Ａの目詰まりのばらつきを抑制されるので、Ｍｇ合金板Ｐの表面に縞模様の発生を生じ難くすることができる。したがって、金属質感の高いＭｇ合金板を得易い。
【００５０】
＜試験例＞
試験例として、Ｍｇ合金板Ｐをコイル状に巻いたものを用意し、そのＭｇ合金板Ｐを図１に示す表面加工方法の手順で、研磨ベルトにおける砥粒を様々な粒度、及び、様々な研磨液流量で研磨加工を施した。研磨加工後、表面処理方法を施してから巻き取りロールＥにて巻き取られたＭｇ合金板Ｐの表面粗さを測定した。そして、そのＭｇ合金板Ｐの表面を目視し、研磨焼けや縞模様の発生具合を比較した。
【００５１】
加工対象として、Ｍｇ合金板Ｐは、Ｍｇ−９．０質量％Ａｌ−１．０質量％Ｚｎを含有するＡＺ９１相当の組成を持ち、双ロール連続鋳造より作製されたＭｇ合金板を、コイル状に巻き取ったものを使用する。そのＭｇ合金コイルに、以下に示す表面加工条件で表面加工を施す。そして、研磨ベルトにおける砥粒の粒度および研磨液流量を種々変更して、試料１〜１６を作製した。但し、試料１〜９、１３〜１６は、図１のようにＭｇ合金板Ｐ上に、試料１０〜１２は、Ｍｇ合金板Ｐではなく、図１の研磨ベルト１Ａに対し、その幅方向の一部に研磨液１３を噴射した。
【００５２】
［［表面加工条件］］
研磨方法：湿式ベルト研磨
砥粒の最終番手：試料Ｎｏ．１、４、７、１０、１３−♯３２０
試料Ｎｏ．２、５、８、１１、１４−♯４００
試料Ｎｏ．３、６、９、１２、１５−♯６００
試料Ｎｏ．１６−♯２４０
研磨液流量：試料Ｎｏ．１〜３−０．４×１０−６／（Ｖ１×Ｖ２×Ｗ）
試料Ｎｏ．４〜６−０．８×１０−６／（Ｖ１×Ｖ２×Ｗ）
試料Ｎｏ．７〜１２−１．６×１０−６／（Ｖ１×Ｖ２×Ｗ）
試料Ｎｏ．１３〜１６−０．３×１０−６／（Ｖ１×Ｖ２×Ｗ）
Ｍｇ合金板の搬送速度Ｖ１：５ｍ／ｍｉｎ
研磨ベルトの周速Ｖ２：１２００ｍ／ｍｉｎ
Ｍｇ合金板の幅Ｗ：２００ｍｍ
研磨液の温度：４０℃
洗浄液の温度：４０℃
乾燥工程：４０℃のエアブロー
【００５３】
そして、試料１〜１６の表面粗さを測定し、その表面を観察した。その結果を表１に示す。この表における○の表記は、研磨焼けがなく、縞模様もない金属質感に優れた表面であるという意味を表す。
【００５４】
【表１】
【００５５】
＜結果＞
試験例での表面加工後、試料Ｎｏ．１、４、５、７〜９、１６は、その表面に研磨焼けや縞模様の発生は見られなかった。試料Ｎｏ．２、３、６、１３〜１５は、その表面に研磨焼けが発生した。これは、表面粗さが平滑な割に研磨液流量が十分でなく、研磨焼けが発生する結果となったと考えられる。試料Ｎｏ．１０〜１２は、縞模様がそれぞれ発生した。これは、研磨ベルトに局所的に研磨液を噴射したことで、研磨液が幅方向に十分に行き渡たらなかったために、研磨ベルトの幅方向における局所的な目詰まりを解消することができなかったからだと考えられる。その結果、研磨具合にＭｇ合金板の幅方向で差が生じ、縞模様の発生を抑制できなかった。そして、表面粗さを測定したところ、同じ表面粗さ同士では、研磨液流量が多いほど、研磨焼けは発生せず、また、表面粗さが平滑になるほど、研磨液流量を多く必要とすることがわかった。一方、研磨液の噴射箇所を見てみると、研磨液流量を多くしても、研磨液を研磨材に噴射した場合は、縞模様が発生してしまうことがわかった。
【００５６】
以上より、研磨加工の際に、研磨液をＭｇ合金板上の幅方向に均一に行き渡らせなければ、研磨焼けが、また、研磨材の目詰まりのばらつきを解消しなければ、縞模様がそれぞれ発生することがわかり、本発明の研磨方法を施せば、その研磨焼けおよび縞模様は生じ難いことが判明した。特に、表面をより平滑に、そして、研磨液流量をより多く使用することで研磨焼けが生じず、縞模様のない金属質感に優れたＭｇ合金板が得られることが判明した。このような結果となった理由は、本発明の研磨方法では、研磨液をＭｇ合金板の幅方向全体に均一に行き渡らせることで、Ｍｇ合金板表面の幅方向全域における研磨液の濡れ状態に局所的な差が生じなかったためである。その結果、研磨材の目詰まりがその表面で局所的に発生するのを抑制し、研磨具合に上記幅方向で局所的に差が生じず、Ｍｇ合金板の幅方向全域に均一に研磨を施すことができたからであると考えられる。
【００５７】
なお、上述した実施の形態は、本発明の要旨を逸脱することなく、適宜変更することが可能であり、上述した構成に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明のＭｇ合金板の研磨方法は、Ｍｇ合金板の表面を平滑に湿式研磨する際に利用することができる。
【符号の説明】
【００５９】
Ｓ 繰り出しロール
Ｐ Ｍｇ合金板
１ 研磨工程 １Ａ、１０、１１ 研磨ベルト １２ スプレーノズル
１３ 研磨液
２ 洗浄工程 ２０ 洗浄ノズル ２１ 洗浄液
３ 吸水工程 ３０ 吸水ロール
４ 乾燥工程 ４０ 送風口 ４１ エア
Ｅ 巻き取りロール
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マグネシウム合金板の研磨方法およびその研磨方法により作製されたマグネシウム合金板に関するものである。特に、マグネシウム合金板の表面を湿式研磨した場合に、その表面に研磨焼けが生じにくく、縞模様が目立つことがないようにすることができる研磨方法およびその研磨方法によって作製されたマグネシウム合金板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、マグネシウム（以下、Ｍｇ）合金板が、携帯電話やノートパソコンの筺体などに利用されてきている。例えば、特許文献１には、微細な凹凸加工を後工程で均一にＭｇ合金板に施すことができるよう、Ｍｇ合金の圧延材に対して、予備加工として、研磨加工を施すことが記載されている。その研磨加工の代表例として、湿式ベルト式研磨が挙げられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１２０８７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、より金属質感の高いＭｇ合金板に対するニーズがある。このようなニーズに対応するため、上記研磨加工の条件について試行した。その結果、Ｍｇ合金板の表面を湿式研磨加工すると、Ｍｇ合金板表面に研磨焼けや縞模様が目立つ場合があり、この縞模様の存在がＭｇ合金板の金属質感の向上に対する阻害要因となり得ることが判明した。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的の一つは、Ｍｇ合金板の表面を湿式研磨した場合に、その表面に研磨焼けが生じにくく、縞模様が目立たないようにすることができるＭｇ合金板の研磨方法を提供することにある。
【０００６】
また、本発明の他の目的は、上記本発明の研磨方法によって作製されたＭｇ合金板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、Ｍｇ合金板の表面に生じる研磨焼けおよび縞模様の原因を鋭意検討した。その結果、次の知見を得た。
【０００８】
（１）Ｍｇ合金板表面を湿式研磨すれば、研磨材の表面には直接研磨液がかかる箇所とかからない箇所とが生じ、研磨材の幅方向全域に研磨液が行き渡たらないことがある。つまり、研磨材とＭｇ合金板とが接触する際、Ｍｇ合金板表面の幅方向全域に研磨液が行き渡らないまま研磨される。そのため、Ｍｇ合金板表面には研磨焼けが生じてしまう。
【０００９】
（２）その研磨焼けは、Ｍｇ合金板の表面粗さが平滑なほど、そして、研磨液が少量であるほど、発生し易い。
【００１０】
（３）そして、研磨材表面における研磨液の濡れ状態に局所的な差が生じることにより、研磨材の目詰まり度合いにばらつきが生じる。その局所的に目詰まりが生じた研磨材の表面形態がＭｇ合金板に転写されて、Ｍｇ合金板の表面に縞模様を生じさせる一因となる。
【００１１】
（４）この転写によって生じる縞模様は、Ｍｇ合金板の表面が粗ければ比較的目立ち難いが、同表面の平滑性を高めるほど顕著に目立つ。
【００１２】
本発明は、上記の知見に基づいてなされたもので、研磨の際に、Ｍｇ合金板の幅方向全域に研磨液が行き渡って研磨が施されるようにすることで上記の目的を達成する。
【００１３】
本発明のＭｇ合金板の研磨方法は、搬送されるＭｇ合金板の表面を、研磨液の使用下で研磨材により研磨する研磨工程を具える。そして、上記研磨液は、研磨材の幅方向の局所に噴射されることなく、Ｍｇ合金板上に噴射される。
【００１４】
上記の構成によれば、研磨液をＭｇ合金板上の幅方向全体に均一に広げられ、Ｍｇ合金板の幅方向に対して、研磨液の濡れ状態に局所的な差が生じることを抑制することができる。したがって、Ｍｇ合金板表面の研磨焼けを抑制することができる。
【００１５】
また、上記濡れ状態の局所的な差の防止により、上記目詰まり度合いにばらつきが生じるのを抑制することができるので、Ｍｇ合金板上で研磨具合に局所的に差が生じることなく、均一に研磨を施すことができる。したがって、Ｍｇ合金板表面に生じる縞模様を抑制することができる。
【００１６】
本発明方法の一形態として、Ｍｇ合金板の搬送速度をＶ１（ｍ／ｍｉｎ）、研磨材の回転速度をＶ２（ｍ／ｍｉｎ）、Ｍｇ合金板の板幅をＷ（ｍｍ）とすると、研磨液の流量Ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）は、０．４×１０−６／（Ｖ１×Ｖ２×Ｗ）以上であることが挙げられる。
【００１７】
上記の構成によれば、Ｍｇ合金板表面を平滑に研磨した場合に、研磨焼けが発生し易くなるのを抑制することができる。また、Ｍｇ合金板の表面を平滑にした場合に、縞模様の発生をも抑制することができる。そして、その効果を得るために、流量Ｑは、０．８×１０−６／（Ｖ１×Ｖ２×Ｗ）以上、特に、１．６×１０−６／（Ｖ１×Ｖ２×Ｗ）以上であることが効果的である。
【００１８】
本発明方法の一形態として、Ｍｇ合金板の表面粗さが、算術平均粗さＲａ≦１．２μｍ、最大高さＲｍａｘ≦２０μｍ、及び十点平均高さＲｚ≦１２μｍの少なくとも一つを満たすように研磨することが挙げられる。
【００１９】
上記の構成によれば、Ｍｇ合金板上の幅方向全域に均一に研磨液を行き渡らせることができ、上記の規定を満たす表面粗さにＭｇ合金板の表面を研磨した場合に、Ｍｇ合金板表面の研磨焼けや縞模様の発生を抑制することに効果がある。そして、Ｍｇ合金板の表面粗さが、算術平均粗さＲａ≦０．６μｍ、最大高さＲｍａx≦１０μｍ、及び十点平均高さＲｚ≦６μｍの少なくとも一つを、特に、算術平均粗さＲａ≦０．３μｍ、最大高さＲｍａx≦５μｍ、及び十点平均高さＲｚ≦３μｍの少なくとも一つを満たすときにより効果的である。
【００２０】
また、本発明のＭｇ合金板は、上述したＭｇ合金板の研磨方法により作製されたＭｇ合金板である。
【００２１】
上記の構成によれば、Ｍｇ合金板は、その表面に研磨焼けが生じず、縞模様が目立つことなく、金属質感に優れる。
【００２２】
本発明Ｍｇ合金板の一形態として、Ｍｇ合金板は、アルミニウム（以下、Ａｌ）を７質量％以上１２質量％以下含有するマグネシウム合金からなることが挙げられる。
【００２３】
上記の構成によれば、Ａｌを含有することで、より硬度が高いマグネシウム合金とすることができる。つまり、研磨粉が研磨材に付着し難くなり、目詰まりの発生状態のばらつきを防止しやすくなる。したがって、マグネシウム合金板の表面に縞模様が目立つことなく、金属質感に優れる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明のＭｇ合金板の研磨方法は、Ｍｇ合金板を湿式研磨した場合に、Ｍｇ合金板の表面に研磨焼けが生じず、縞模様のないようにすることができる。
【００２５】
また、本発明のＭｇ合金板は、本発明のＭｇ合金板の研磨方法を用いて作製することで、Ｍｇ合金板の表面に研磨焼けや縞模様のないものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】実施形態１に係る本発明の研磨方法が行われる処理加工ライン全体の模式図である。
【図２】実施形態１に係る本発明の研磨方法に用いる研磨材近傍の部分斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
＜＜実施形態１＞＞
以下、本発明の実施の形態を説明する。ここでは、長尺のＭｇ合金板に研磨を施すＭｇ合金板の研磨方法およびその後の表面処理方法を説明する。研磨方法は、搬送されるＭｇ合金板に研磨を施す際、使用する研磨液が、研磨ベルト（研磨材）の幅方向の局所に噴射されることなく、Ｍｇ合金板上に噴射されて上記研磨が施されるという方法である。そして、その後の表面処理方法として、洗浄、吸水、乾燥の各工程を施し、Ｍｇ合金板は巻き取りロールにて巻き取られ、その全てをインラインで行う。本発明の特徴は、研磨の際、Ｍｇ合金板の幅方向全域に研磨液を行き渡らせることで、研磨液の濡れ状態に局所的な差が生じないようにする点にある。以下、研磨方法に上記表面処理方法を含めたものを表面加工方法と称し、図１、２を参照して研磨方法を説明する。その後、表面処理方法、加工対象のＭｇ合金板の順に説明する。
【００２８】
＜表面加工方法＞
［研磨方法］
研磨工程１では、図１に示すように、繰り出しロールＳからＭｇ合金板Ｐを巻き戻して搬送し、その搬送されたＭｇ合金板Ｐに研磨を施す。この研磨加工は、上記Ｍｇ合金板Ｐの表面を、研磨液１３の使用下で研磨材により研磨する。研磨材には研磨ベルト１Ａを使用する。研磨ベルト１Ａの砥粒の粒度は、Ｍｇ合金板Ｐの表面粗さが所望の粗さとなるように適宜選択するとよいが、♯３２０以上が好ましく、♯４００以上、特に♯６００以上がより好ましい。後述する所定の表面粗さに研磨することができれば、研磨材の形態は問わない。例えば、ベルト以外でブラシやホイールの砥石などを研磨材に使用しても構わない。
【００２９】
その上記所定の表面粗さとは、算術平均粗さＲａ≦１．２μｍ、最大高さＲｍａx≦２０μｍ、及び十点平均高さＲｚ≦１２μｍの少なくとも一つを満たすことである。そして、算術平均粗さＲａ≦０．６μｍ、最大高さＲｍａx≦１０μｍ、及び十点平均高さＲｚ≦６μｍのうち少なくとも一つを、特に、算術平均粗さＲａ≦０．３μｍ、最大高さＲｍａx≦５μｍ、及び十点平均高さＲｚ≦３μｍのうち少なくとも一つを満たすことがより好ましい。
【００３０】
また、本例では、研磨加工を２段階に分けて施す。その場合、例えば、Ｍｇ合金板Ｐの上流側の研磨ベルト１０を♯３２０（♯４００）、下流側の研磨ベルト１１を♯４００（♯６００）のように、２段階の研磨ベルト１Ａは、その砥粒の粒度を、上記下流側を上記上流側より細かくするとよい。そうすることで、Ｍｇ合金板Ｐの表面をより均一に平滑に研磨することができる。さらに、研磨加工を３段階以上設ける場合であっても、上記２段階の時と同様に、上流側から下流側に向かって砥粒の粒度が細かくなるよう設計するとよい。
【００３１】
この研磨加工は、Ｍｇ合金板Ｐの表裏面に対して施す。ここでは、表裏面に設置される研磨ベルト１ＡはＭｇ合金板Ｐの長手方向に互いにずれて位置する。Ｍｇ合金板Ｐの表裏面を挟んで研磨ベルト１Ａの対向する位置には、基準ロール（図示せず）が設けられている。つまり、上記基準ロールを設けることで、Ｍｇ合金板Ｐの表裏面における研磨量をより均等にし易くできる。そして、上記のずれによって、Ｍｇ合金板Ｐの裏面（鉛直下方側）が先に研磨されるように研磨ベルト１Ａを設置することが好ましい。上記裏面を先に研磨加工する場合、研磨液１３の噴射も上記裏面側が先になるが、その研磨液１３がＭｇ合金板Ｐの表面に回り込むことがないので、上記表裏面で研磨液１３との接触開始位置を制御し易くなる。また、研磨ベルト１ＡがＭｇ合金板Ｐの表裏面を挟んで対向するように位置してもよい。この研磨ベルト１Ａによる研磨形式は、Ｍｇ合金板Ｐの搬送方向と同じ方向に回転するダウンカットであることが好ましい。そうすることで、より平滑なＭｇ合金板Ｐが得られる研磨を施すことができる。但し、研磨効率を求める場合、Ｍｇ合金板Ｐの搬送方向と逆向きに研磨ベルト１Ａが回転するアップカットを行っても構わない。特に、研磨効率と研磨面の平滑性との両立を考慮すると、上流側の研磨ベルト１０をアップカットとし、下流側の研磨ベルト１１をダウンカットとしてもよい。
【００３２】
そして、研磨を行う際、上記ダウンカットか、アップカットかによらず、研磨液１３は、図２に示すように、研磨ベルト１０、１１のそれぞれに対してＭｇ合金板Ｐの上流側に配置されたスプレーノズル１２から、研磨ベルト１０、１１の幅方向（図１に対し、紙面に垂直方向、以下同様）の局所には噴射せず、Ｍｇ合金板Ｐの表面上に噴射される。本例では、Ｍｇ合金板Ｐの幅に対応する長さを有する棒状のスプレーノズル１２に複数の噴射口（図示せず）が上記幅方向に等間隔に並んで設けられ、それらの噴射口からＭｇ合金板Ｐの表面に向かって鉛直下方に噴射する。この場合、Ｍｇ合金板Ｐの幅方向に研磨液１３が広がり易い点でより好ましい。また、研磨液１３は、研磨ベルト１０、１１の上流側から鉛直下方よりも研磨ベルト１０、１１の側のＭｇ合金板Ｐに向かって傾斜方向に噴射させてもよい。この場合、研磨ベルト１０、１１とＭｇ合金板Ｐとの接触箇所付近に研磨液１３をより供給し易い。上記各噴射口は、Ｍｇ合金板Ｐの表面上における幅方向全域に研磨液１３が行き渡るように、その数、径、および間隔は適宜選択して設けるとよい。例えば、各噴射口は３０ｍｍ程度の間隔で設けられることが挙げられる。そして、Ｍｇ合金板Ｐに対する研磨液１３の噴射位置は、Ｍｇ合金板Ｐと研磨ベルト１０、１１との接触箇所からおよそ５０ｍｍの位置が好適である。そうすることで、Ｍｇ合金板Ｐの表面上で研磨液１３が幅方向全体に行き渡るので、研磨焼けの発生を抑制することができる。また、上記のように幅方向全体に研磨液１３が行き渡るので、研磨材の目詰まりをも軽減することができる。そのことによって、Ｍｇ合金板Ｐの幅方向に対して、研磨具合に部分的な差が生じず、均一な研磨を施すことができる。その結果、縞模様のないＭｇ合金板Ｐが得られる。また、上流側にスプレーノズルを配置すると、研磨によるＭｇ合金板Ｐと研磨ベルト１Ａの摩擦熱および摩擦抵抗を低減することができる。
【００３３】
研磨液１３の流量Ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）は、０．４×１０−６／（Ｖ１×Ｖ２×Ｗ）以上であることが好ましく、０．８×１０−６／（Ｖ１×Ｖ２×Ｗ）以上、特に１．６×１０−６／（Ｖ１×Ｖ２×Ｗ）以上が好ましい。研磨液流量が上記下限値以上であれば、Ｍｇ合金板Ｐの表面を平滑にする場合、研磨焼けの発生を抑制し易い。そして、その研磨液流量は、８．０×１０−６／（Ｖ１×Ｖ２×Ｗ）までとする。上記規定の上限値以下であれば、研磨材とＭｇ合金板Ｐとの間のスリップを起こすことなく研磨を施すことができる。ここで、上記Ｖ１はＭｇ合金板Ｐの搬送速度（ｍ／ｍｉｎ）を、上記Ｖ２は研磨材の回転速度（ｍ／ｍｉｎ）を、ＷはＭｇ合金板Ｐの板幅（ｍｍ）を示している。
【００３４】
本例のようにダウンカットの場合、上記研磨ベルト１０、１１のそれぞれの下流側には、スプレーノズル１２と同様のスプレーノズルが設けられていなくても構わないが設けることが好ましい。下流側にもスプレーノズルを設ければ、より一層研磨箇所の摩擦抵抗と摩擦熱の低減を図ることができる。そして、下流側のスプレーノズルからは、研磨ベルト１０、１１に研磨液１３を噴射してもよいし、Ｍｇ合金板Ｐの上に噴射してもよい。研磨ベルト１０、１１に研磨液１３を噴射した場合、同ベルトの幅方向における局所的な目詰まりを抑制することができる。また、Ｍｇ合金板Ｐの上に研磨液１３を噴射した場合、研磨粉を効率的に洗い流すことができる。一方、アップカットの場合、研磨ベルト１０、１１の下流側には、スプレーノズルを設置して、その下流側のスプレーノズルからは、研磨ベルト１０、１１に研磨液１３を噴射することが好ましい。そうすることで、研磨によるＭｇ合金板Ｐと研磨ベルト１Ａの摩擦熱および摩擦抵抗を低減することができる。
【００３５】
そして、この研磨液１３は、研磨によるＭｇ合金板Ｐと研磨ベルト１Ａの摩擦熱および摩擦抵抗を低減するもの、あるいは研磨粉を排出することができ研磨粉が研磨ベルト１ＡとＭｇ合金板Ｐの間に詰まることを抑制することができるもの、であることが好ましい。さらに、Ｍｇ合金板Ｐと反応しにくい研磨液であれば特に好ましい。また、研磨液１３を使用することで、研磨対象がＭｇ合金のように活性な物質であっても研磨粉が粉塵爆発することを防ぐことができる。
【００３６】
｛表面処理方法｝
上記研磨加工後に、後述する洗浄、吸水、乾燥の各工程を施すことが、Ｍｇ合金板表面の腐食の点を考慮すると好ましい。以下、その点について上記各工程を、図１より説明する。
【００３７】
（洗浄工程）
洗浄工程２では、上記研磨加工を施したＭｇ合金板Ｐに付着している研磨液１３や研磨粉を洗浄液２１により洗い流す。本例では、洗浄液２１には、水を使用する。この洗浄液２１は、研磨液１３を洗い流せて、研磨対象と反応し難いものであれば特に問わない。
【００３８】
そして、この洗浄工程２では、洗浄液２１を吹き出す洗浄ノズル２０は、Ｍｇ合金板Ｐの表裏面を挟んで対向する位置にある。そうすることで、Ｍｇ合金板Ｐの表裏面における液の除去程度に殆ど差が生じることなく研磨液１３を洗い流すことができ、上記研磨ベルト１ＡのずれによるＭｇ合金板Ｐの表裏面における液に接触している時間の差は許容できる。また、上記研磨ベルト１Ａと同様に、Ｍｇ合金板Ｐの表裏面における洗浄ノズル２０がＭｇ合金板Ｐの長手方向にずれて位置していてもよい。そうすれば、表裏面で液に接触している時間に差が生じ難くすることができる。
【００３９】
（吸水工程）
吸水工程３では、洗浄工程２を経たＭｇ合金板Ｐに付着している洗浄液２１を除去する。洗浄液２１の除去には、スポンジ製の吸水ロール３０のように、十分に除去することが可能なものを使用することが好適である。この吸水ロール３０は、Ｍｇ合金板Ｐの幅と同等以上の幅を有していることが好ましい。そうすることで、Ｍｇ合金板Ｐに付着した洗浄液のＭｇ合金板Ｐにおける幅方向に拭き残しが生じず、均一な拭き取りを行うことができる。
【００４０】
また、吸水ロール３０は、Ｍｇ合金板Ｐの表裏面を挟んで対向する位置に設置する。そうすることで、Ｍｇ合金板Ｐの表裏面における液の除去程度に差が生じることなく洗浄液２１を拭き取ることができるので、表裏面で液に接触している時間に差が生じ難い。また、上記研磨ベルト１Ａと同様に上記洗浄ノズル２０がＭｇ合金板Ｐの長手方向にずれている場合は、Ｍｇ合金板Ｐの表裏面における吸水ロール３０も同様に長手方向にずれるように設置してもよい。その場合であっても、表裏面で液に接触している時間に差が生じ難くすることができる。そして、この吸水工程３は、３段階以上設けてあっても構わない。そうすることで、より確実に洗浄液２１を除去することができる。
【００４１】
（乾燥工程）
乾燥工程４では、吸水工程３後、Ｍｇ合金板Ｐに洗浄液２１が残存している可能性があるので、その洗浄液２１が残存しないように、洗浄液２１を乾かす。乾かす手段として、エアブローが好適である。特に４０℃以上の温風であればより好ましい。
【００４２】
この乾燥工程４も、吸水工程３と同様に、Ｍｇ合金板Ｐの表裏面を挟んで対向する位置にエア４１を吹き出す送風口４０を設置する。そうすることで、たとえＭｇ合金板Ｐの表面に洗浄液２１が残存していても、Ｍｇ合金板Ｐの表裏面で同じ位置で乾かすことができるので、表裏面で液に接触している時間に差が生じ難い。また、上述したように吸水ロール３０がＭｇ合金板Ｐの長手方向にずれている場合は、Ｍｇ合金板Ｐの表裏面における送風口４０も同様に長手方向にずれるように設置してもよい。その場合であっても、表裏面で液に接触している時間に差が生じ難くすることができる。
【００４３】
本例では、エアブローは１段階しか設けていないが、より確実に洗浄液２１を除去しようとするなら、乾燥工程４を２段階設けておくことが好ましい。その場合、上流側、下流側の少なくとも一方の乾燥工程を４０℃以上の温風とすることが乾燥効率の点で好ましい。そして、上流側のエアの温度を４０℃以上とし、下流側のエアの温度を上流側の温度よりも低くすれば、２段階のエアで乾燥の確実性を高めながら、両段階のエアを４０℃以上とする場合に比べて乾燥工程４での消費エネルギーを削減できる。
【００４４】
（その他）
上記各工程は、インラインで行われる。例えば、耐食性に優れるＭｇ合金板である場合は、インラインでなくても構わない。但し、インラインの場合、表面加工を手間無く実施することができる点で好ましい。また、上記各工程が、インラインで行われる際、上記腐食の点を考慮した場合、Ｍｇ合金板Ｐの搬送速度は速い方が好ましい。その場合、その速度は５ｍ／ｍｉｎ以上、特に１０ｍ／ｍｉｎ以上であることがより好ましい。
【００４５】
（吸液工程）
さらに上記腐食の点を考慮すると、研磨工程１と洗浄工程２の間に、研磨液１３を除去するための吸液工程を具えていることが好ましい。研磨液１３が洗浄液２１によって洗い流される前に、例えば、吸水工程３で使用した吸水ロール３０と同様のスポンジからなる吸液ロールで、研磨液１３を除去することで、Ｍｇ合金板Ｐの表面が研磨液１３に接触している時間を極力短くすることができる。したがって、Ｍｇ合金板Ｐの腐食をより抑えることができる。この吸液ロールも、Ｍｇ合金板Ｐと同等もしくは同等以上の幅を有していることが好ましい。また、本例のように研磨加工を２段階に分けて施す場合、各段階間、つまり研磨ベルト１０と研磨ベルト１１の間でも上記吸液ロールを設けてあると、よりいっそうＭｇ合金板Ｐが研磨液１３に接触している時間を短くすることができるので好ましい。
【００４６】
＜被加工材＞
上記の表面加工方法を施すこのＭｇ合金板Ｐは、鋳造より得られたものに圧延を施したものが好適である。その他に、鋳造材、圧延材にレベラー加工を施したもの、を被加工材としてもよい。また、それらの被加工材は、圧延前に溶体化処理を施しておいても構わない。
【００４７】
［形状］
本例では、コイル状に巻き取った長尺のＭｇ合金板Ｐを使用するが、特に加工対象に関して限定はされないので、例えば、短尺板であってもよい。例えば、コイルにするなら、連続鋳造で、短尺板なら、ダイカストなどで成形するとよい。また、長尺板を必要サイズにカットして短尺板を作製してもよい。
【００４８】
［組成］
そして、上記のＭｇ合金板Ｐは、Ｍｇに種々の元素を添加したものが挙げられる。添加元素は、例えば、Ａｌ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｙ、Ｚｒなどの元素群のうち少なくとも一種の元素が挙げられる。また、上記元素群から選択される複数の元素を含有していてもよい。具体的には、ＡＳＴＭ規格におけるＡＺ系なら例えばＡＺ３１、ＡＺ６１、ＡＺ９１などを、ＡＭ系なら例えばＡＭ６０などを、その他、ＡＳ系、ＺＫ系などのＭｇ合金を利用することができる。特に、Ａｌを７質量％〜１２質量％含有するＭｇ合金系は耐食性が高く、高強度である点で好適である。したがって、粘り気が少なく、研磨粉が研磨材に付着しにくいため、上記目詰まりのばらつきを防止しやすくなる。
【００４９】
＜作用効果＞
上述した実施形態１に係るＭｇ合金板Ｐの研磨方法によれば、Ｍｇ合金板Ｐの表面を平滑に湿式研磨した場合、Ｍｇ合金板Ｐの幅方向における研磨液の濡れ状態に差が生じることを抑制することができるので、研磨焼けを生じさせず、さらに、研磨ベルト１Ａの目詰まりのばらつきを抑制されるので、Ｍｇ合金板Ｐの表面に縞模様の発生を生じ難くすることができる。したがって、金属質感の高いＭｇ合金板を得易い。
【００５０】
＜試験例＞
試験例として、Ｍｇ合金板Ｐをコイル状に巻いたものを用意し、そのＭｇ合金板Ｐを図１に示す表面加工方法の手順で、研磨ベルトにおける砥粒を様々な粒度、及び、様々な研磨液流量で研磨加工を施した。研磨加工後、表面処理方法を施してから巻き取りロールＥにて巻き取られたＭｇ合金板Ｐの表面粗さを測定した。そして、そのＭｇ合金板Ｐの表面を目視し、研磨焼けや縞模様の発生具合を比較した。
【００５１】
加工対象として、Ｍｇ合金板Ｐは、Ｍｇ−９．０質量％Ａｌ−１．０質量％Ｚｎを含有するＡＺ９１相当の組成を持ち、双ロール連続鋳造より作製されたＭｇ合金板を、コイル状に巻き取ったものを使用する。そのＭｇ合金コイルに、以下に示す表面加工条件で表面加工を施す。そして、研磨ベルトにおける砥粒の粒度および研磨液流量を種々変更して、試料１〜１６を作製した。但し、試料１〜９、１３〜１６は、図１のようにＭｇ合金板Ｐ上に、試料１０〜１２は、Ｍｇ合金板Ｐではなく、図１の研磨ベルト１Ａに対し、その幅方向の一部に研磨液１３を噴射した。
【００５２】
［［表面加工条件］］
研磨方法：湿式ベルト研磨
砥粒の最終番手：試料Ｎｏ．１、４、７、１０、１３−♯３２０
試料Ｎｏ．２、５、８、１１、１４−♯４００
試料Ｎｏ．３、６、９、１２、１５−♯６００
試料Ｎｏ．１６−♯２４０
研磨液流量：試料Ｎｏ．１〜３−０．４×１０−６／（Ｖ１×Ｖ２×Ｗ）
試料Ｎｏ．４〜６−０．８×１０−６／（Ｖ１×Ｖ２×Ｗ）
試料Ｎｏ．７〜１２−１．６×１０−６／（Ｖ１×Ｖ２×Ｗ）
試料Ｎｏ．１３〜１６−０．３×１０−６／（Ｖ１×Ｖ２×Ｗ）
Ｍｇ合金板の搬送速度Ｖ１：５ｍ／ｍｉｎ
研磨ベルトの周速Ｖ２：１２００ｍ／ｍｉｎ
Ｍｇ合金板の幅Ｗ：２００ｍｍ
研磨液の温度：４０℃
洗浄液の温度：４０℃
乾燥工程：４０℃のエアブロー
【００５３】
そして、試料１〜１６の表面粗さを測定し、その表面を観察した。その結果を表１に示す。この表における○の表記は、研磨焼けがなく、縞模様もない金属質感に優れた表面であるという意味を表す。
【００５４】
【表１】
【００５５】
＜結果＞
試験例での表面加工後、試料Ｎｏ．１、４、５、７〜９、１６は、その表面に研磨焼けや縞模様の発生は見られなかった。試料Ｎｏ．２、３、６、１３〜１５は、その表面に研磨焼けが発生した。これは、表面粗さが平滑な割に研磨液流量が十分でなく、研磨焼けが発生する結果となったと考えられる。試料Ｎｏ．１０〜１２は、縞模様がそれぞれ発生した。これは、研磨ベルトに局所的に研磨液を噴射したことで、研磨液が幅方向に十分に行き渡たらなかったために、研磨ベルトの幅方向における局所的な目詰まりを解消することができなかったからだと考えられる。その結果、研磨具合にＭｇ合金板の幅方向で差が生じ、縞模様の発生を抑制できなかった。そして、表面粗さを測定したところ、同じ表面粗さ同士では、研磨液流量が多いほど、研磨焼けは発生せず、また、表面粗さが平滑になるほど、研磨液流量を多く必要とすることがわかった。一方、研磨液の噴射箇所を見てみると、研磨液流量を多くしても、研磨液を研磨材に噴射した場合は、縞模様が発生してしまうことがわかった。
【００５６】
以上より、研磨加工の際に、研磨液をＭｇ合金板上の幅方向に均一に行き渡らせなければ、研磨焼けが、また、研磨材の目詰まりのばらつきを解消しなければ、縞模様がそれぞれ発生することがわかり、本発明の研磨方法を施せば、その研磨焼けおよび縞模様は生じ難いことが判明した。特に、表面をより平滑に、そして、研磨液流量をより多く使用することで研磨焼けが生じず、縞模様のない金属質感に優れたＭｇ合金板が得られることが判明した。このような結果となった理由は、本発明の研磨方法では、研磨液をＭｇ合金板の幅方向全体に均一に行き渡らせることで、Ｍｇ合金板表面の幅方向全域における研磨液の濡れ状態に局所的な差が生じなかったためである。その結果、研磨材の目詰まりがその表面で局所的に発生するのを抑制し、研磨具合に上記幅方向で局所的に差が生じず、Ｍｇ合金板の幅方向全域に均一に研磨を施すことができたからであると考えられる。
【００５７】
なお、上述した実施の形態は、本発明の要旨を逸脱することなく、適宜変更することが可能であり、上述した構成に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明のＭｇ合金板の研磨方法は、Ｍｇ合金板の表面を平滑に湿式研磨する際に利用することができる。
【符号の説明】
【００５９】
Ｓ 繰り出しロール
Ｐ Ｍｇ合金板
１ 研磨工程 １Ａ、１０、１１ 研磨ベルト １２ スプレーノズル
１３ 研磨液
２ 洗浄工程 ２０ 洗浄ノズル ２１ 洗浄液
３ 吸水工程 ３０ 吸水ロール
４ 乾燥工程 ４０ 送風口 ４１ エア
Ｅ 巻き取りロール
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送されるマグネシウム合金板の表面を、研磨液の使用下で研磨材により研磨する研磨工程を具えるマグネシウム合金板の研磨方法であって、
前記研磨液が、前記研磨材の幅方向の局所に噴射されることなく、前記マグネシウム合金板上に噴射されることを特徴とするマグネシウム合金板の研磨方法。
【請求項２】
前記マグネシウム合金板の搬送速度をＶ１（ｍ／ｍｉｎ）、前記研磨材の回転速度をＶ２（ｍ／ｍｉｎ）、前記マグネシウム合金板の板幅をＷ（ｍｍ）とすると、前記研磨液の流量Ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）は、０．４×１０−６／（Ｖ１×Ｖ２×Ｗ）以上であることを特徴とする請求項１に記載のマグネシウム合金板の研磨方法。
【請求項３】
前記流量Ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）は、０．８×１０−６／（Ｖ１×Ｖ２×Ｗ）以上であることを特徴とする請求項２に記載のマグネシウム合金板の研磨方法。
【請求項４】
前記流量Ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）は、１．６×１０−６／（Ｖ１×Ｖ２×Ｗ）以上であることを特徴とする請求項２に記載のマグネシウム合金板の研磨方法。
【請求項５】
前記マグネシウム合金板の表面粗さが、算術平均粗さＲａ≦１．２μｍ、最大高さＲｍａｘ≦２０μｍ、及び十点平均高さＲｚ≦１２μｍの少なくとも一つを満たすように研磨することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のマグネシウム合金板の研磨方法。
【請求項６】
前記表面粗さが、算術平均粗さＲａ≦０．６μｍ、最大高さＲｍａx≦１０μｍ、及び十点平均高さＲｚ≦６μｍの少なくとも一つを満たすことを特徴とする請求項５に記載のマグネシウム合金板の研磨方法。
【請求項７】
前記表面粗さが、算術平均粗さＲａ≦０．３μｍ、最大高さＲｍａx≦５μｍ、及び十点平均高さＲｚ≦３μｍの少なくとも一つを満たすことを特徴とする請求項５に記載のマグネシウム合金板の研磨方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載のマグネシウム合金板の研磨方法によって作製されたことを特徴とするマグネシウム合金板。
【請求項９】
前記マグネシウム合金板は、アルミニウムを７質量％以上１２質量％以下含有するマグネシウム合金からなることを特徴とする請求項８に記載のマグネシウム合金板。
【請求項１】
搬送されるマグネシウム合金板の表面を、研磨液の使用下で研磨材により研磨する研磨工程を具えるマグネシウム合金板の研磨方法であって、
前記研磨液が、前記研磨材の幅方向の局所に噴射されることなく、前記マグネシウム合金板上に噴射されることを特徴とするマグネシウム合金板の研磨方法。
【請求項２】
前記マグネシウム合金板の搬送速度をＶ１（ｍ／ｍｉｎ）、前記研磨材の回転速度をＶ２（ｍ／ｍｉｎ）、前記マグネシウム合金板の板幅をＷ（ｍｍ）とすると、前記研磨液の流量Ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）は、０．４×１０−６／（Ｖ１×Ｖ２×Ｗ）以上であることを特徴とする請求項１に記載のマグネシウム合金板の研磨方法。
【請求項３】
前記流量Ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）は、０．８×１０−６／（Ｖ１×Ｖ２×Ｗ）以上であることを特徴とする請求項２に記載のマグネシウム合金板の研磨方法。
【請求項４】
前記流量Ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）は、１．６×１０−６／（Ｖ１×Ｖ２×Ｗ）以上であることを特徴とする請求項２に記載のマグネシウム合金板の研磨方法。
【請求項５】
前記マグネシウム合金板の表面粗さが、算術平均粗さＲａ≦１．２μｍ、最大高さＲｍａｘ≦２０μｍ、及び十点平均高さＲｚ≦１２μｍの少なくとも一つを満たすように研磨することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のマグネシウム合金板の研磨方法。
【請求項６】
前記表面粗さが、算術平均粗さＲａ≦０．６μｍ、最大高さＲｍａx≦１０μｍ、及び十点平均高さＲｚ≦６μｍの少なくとも一つを満たすことを特徴とする請求項５に記載のマグネシウム合金板の研磨方法。
【請求項７】
前記表面粗さが、算術平均粗さＲａ≦０．３μｍ、最大高さＲｍａx≦５μｍ、及び十点平均高さＲｚ≦３μｍの少なくとも一つを満たすことを特徴とする請求項５に記載のマグネシウム合金板の研磨方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載のマグネシウム合金板の研磨方法によって作製されたことを特徴とするマグネシウム合金板。
【請求項９】
前記マグネシウム合金板は、アルミニウムを７質量％以上１２質量％以下含有するマグネシウム合金からなることを特徴とする請求項８に記載のマグネシウム合金板。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１１−１７７８２２（Ｐ２０１１−１７７８２２Ａ）
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４３５９０（Ｐ２０１０−４３５９０）
【出願日】平成２２年２月２６日（２０１０．２．２６）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月２６日（２０１０．２．２６）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
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