线材电解处理方法及线材电解处理装置 【技术领域】
本发明是关于在线材上施加电解清洗或电解研磨等电解表面处理的线材电解处理方法及线材电解处理装置。背景技术
对施加电解清洗或电解研磨等电解表面处理的技术而言，在电解酸洗设备中使用管(pipe)式组件为日本专利特公平5-43795号公报或日本专利特开平2-47291号公报上所记载的发明。对此类技术而言，利用双极(bipole)现象，已知为可于途中反转的电解性极佳的PR电解法。
PR电解法中所使用的电解处理装置，例如是图6所示，借着绝缘性的接头(joint)部20将一对的管状电极10垂直排列相连接，并于各电极上，与各个电源40的阳极·阴极相连接。在管状电极内，于通过泵61将来自槽(tank)60所供应的电解处理液的同时，进行线材100的电解处理以使线材100沿着轴承方向行进。
但，在上述的公知技术中有下列的问题。
(1)由于极性变换部的遗漏电流较大，因而，导致所投入地电流花费于电解处理上的比率变小。
在构成极性变换部的接头部中，由于不得不将阴极管内的电解处理液及阳极管内的电解处理液分离，以使通过电解处理液的电流流动(遗漏电流)。为此，在投入电流中的电解处理所花费的比率变小，电流损失无法变大过多。
(2)难以使软质的线、具有较差的拉直性的线、或是内径较细小的线通过管。
提高处理能力之际，管状电极较佳朝较细小、较长发展。在其中，其难以使软质的线、较差的拉直性的(卷曲性较强的)线、或内径较小的线通过，因而必需使用导入棒等的夹具(jig)。
(3)不易进行极性比率、极性变换数的变更。
在公知设备中，由于必需预先设计电极个数、电极长度并进行制作，因此无法对应状况而进行极性变换次数的变更或电极长度比率的变更。
(4)难以对线材的行进位置的控制。
对线材的全周缘进行电解处理之际，为使其均一地通过，线材必须在管状电极的中心。在公知的方法中，由于线的振动、线的松弛、处理液的流动等的移动，会使其从中心偏离，而使靠近电极一侧的处理量变大，且相反侧的处理量也变小，进而导致在周缘方向上的处理量存在有不均一的情形。再者，也会有电极与线材之间的接触的偏移变大的恐惧。管长度变大之际也会提高处理不均或与电极之间的接触的危险性。发明内容
因此，本发明的一目的是提供一种线材电解处理方法，以排除对线材的电解处理无帮助的遗漏电流。
再者，本发明的另一目的是提供一种线材电解处理装置，以排除对线材的电解处理无帮助的遗漏电流。
本发明为达成上述目的，是在直线排列配置的各管状电极之间，使用绝缘性的遮蔽板，以抑制在各管状电极管内的电解处理液的流通，而减少对电解处理无帮助的遗漏电流。
也就是，本发明提出一种线材电解处理方法，适用于将极性相异的管状电极直列排列，于电极内供给电解处理液，且于线材行进之际利用PR电解法对线材的表面进行电解处理，此方法包括：于电极之间设置有绝缘体制的遮蔽板，此遮蔽板用以限制电解处理液的流通，并防止电极之间的遗漏电流。
再者，本发明提出一种线材电解处理装置，包括有多个管状电极、供给机构、行进机构、绝缘体制的接头部、以及绝缘体制的遮蔽板。此多个管状电极内侧具有电解处理室。供给机构供给电解处理液至电解处理室内。行进机构使线材于管状电极内行进。绝缘体制的接头部用以连结各管状电极。绝缘体制的遮蔽板设于接头部内，用以限制在相互邻接的管状电极之间的电解处理液的流通。
设置遮蔽板可避免通过处理液的电流短路，而防止遗漏电流的损失变大。为使遮蔽板可以抑制遗漏电流的导通，较佳是由绝缘体所形成。再者，当接头部也具有绝缘性时，可通过将极性变换部的电极之间绝缘，而防止短路。
管状电极较佳具有从电极的外周至内周的缝隙。借此，可从管状电极的外部插入线材，而使线材配置于电极的内部。在同样的目的下，管状电极及接头部较佳为分离结构。
各管状电极的长较佳度为500mm以下。当电极的长度为500mm以上时，则难以通过遮蔽板的中心孔得到防止线振动的效果，进而会提高处理不均一或电极间接触的可能性。再者，在500mm以上的长尺寸管中，也无法得到极性顺序、极性变换数、有效电极长度、及各电极区域的电极长度等的切换效果。总之，管长L与管内径d较佳为L/d＜20。当L/d为20以上时，仅使对线的处理不均一的程度变大。
在绝缘体制的遮蔽板的中心部较佳形成线材行进用的插通孔，且插通孔的面积A(mm2)与线材内径d(mm)较佳为(A/π)1/2-d/2≤5。“(A/π)1/2-d/2≤5”表示插通孔的内面与线材表面的平均间隔。当超过5mm之际，则对线材朝电极中心的拘束力变弱，而成为线振动等处理不均一的原因。
在上述说明中，本发明的处理方法及处理装置也可得到下列效果。
与极性相异的电极相接的处理液，可通过接头内的遮蔽板而分离，如此可以使通过处理液的电流所流失的遗漏电流变得极小，并可减小能源损失，而有效地进行电解处理。
由于处理液之间的遗漏电流减少，因此可以抑制因处理液的分解而发生气体，进而降低处理液过热的情形，并抑制液体的劣化。
在管上端，设有对应线材宽度的若干宽度的缝隙，可以使接头上下分离，而使线材从上部落入进行将线材安装于行进部。其结果，可避免公知技术必需从管状电极的端部插入线材的情形，而可简单地安装细的线、柔软的线、卷曲的不合格线等。附图说明
图1所示为本发明一较佳实施例的电解处理装置的示意图；
图2A所示为用于本发明的装置的管状电极的截面图；
图2B所示为用于本发明的装置的管状电极的正面图；
图3A所示为设有狭缝的管状电极的截面图；
图3B所示为设有宽广的缝隙的管状电极的截面图；
图3C所示为分割成上下部分的管状电极的截面图；
图4A所示为接头部上部的截面图；
图4B所示为图4A的纵剖面图；
图4C所示为接头部下部的截面图；
图4D所示为图4C的纵剖面图；
图5A所示为局部开放型缝隙部的截面图；
图5B所示为枢纽型缝隙部的截面图；
图5C所示为旋转封闭型缝隙部的截面图；
图5D所示为旋转封闭型缝隙部的纵剖面图；
图6所示为公知的电解处理装置的示意图。
10：管状电极 11：缝隙
12，13：封闭构件 14：分割片
15：供电接线安装部 20：接头部
21：上部 22，26：半圆筒面
23：半圆板 24，30：内周缘突起
25：下部 27：供给孔
28：排出孔 29：遮蔽板
29A：固定遮蔽板 29A1，29B1，31：沟渠
29B：旋转遮蔽板 32：半圆板部分
33：枢纽 34：盖部
35：圆筒部 40：电源
50：端部按压部 60：槽
61：泵 63：接管
100：线材具体实施方式
以下对本发明的较佳实施例进行说明。
(装置全体的结构)
图1所示为本发明的电解酸洗装置。
本发明的装置具有经由接头部20的直列连接的多个管状电极10。在各电极10中，分别与用以提供电力的电源40相连接。再者，更包括用以供给电解处理液给电极的供给机构，以及使线材在电极内行进的行进机构。所进行的电解处理是提供电力给电极，且于电极内经由提供电解处理液而使线材行进。以下是对此装置进行详细的说明。
(管状电极)
管状电极10，如同图2A至图2B所示，在中空圆筒状的管内，是由金属或黑铅等的导电性材料而构成。使用利用双极现象的PR电解法进行电解酸洗时，必需同时并用2个以上的管状电极。
在本较佳实施例中，此电极10在其较长的方向上设有从外周延伸而与内周连通的缝隙(slit)11。此缝隙11的设置为使线材可从电极的端部及从外周嵌入。缝隙11也不一定必需设置于电极的头顶部，较佳是在全体上形成直线状。
再者，由于在进行处理之际通过缝隙11涌出处理液，因此，较佳的是设置有必要对应的封闭机构，如同图3A至图3C所示。图3A所示的结构设置有宽度狭窄的缝隙11，且于此缝隙11上嵌入直线状的封闭构件12。图3B所示的结构设置有使电极的上部呈开口状态的宽度较广的缝隙11，且于此缝隙11上嵌入适当的封闭构件13。
另外，请参照图3C所示，电极10也可以为分割结构。当为分割结构的情形时，在线材的安装之际，将电极分割，以使线材可以轻易地配置于电极内，并于处理之际，将电极组合成管状使用。在此表示将一对沟槽状的分割片14接合形成管状的电极。各分割片14的材质为相同种类的，为避免接合部份通有电流，因此必需要完全接触。
当缝隙11未被封闭的情形时，缝隙的宽度较佳为远小于线材内径宽度的程度。当缝隙的宽度狭小时，电解处理可均匀地施加于全周上。
另外，请参照图2A至图2B所示，在各个管状电极10上设有供电接线安装部15。供电接线安装部15具有将来自电源40的供电线连接至电极10的接头，且可利用种种的形式。例如，中央螺纹状、螺栓形状或贯穿孔样式的突起形状等。在图1中，为将相邻的管状电极10相互通过与电源40的阳极·阴极的连接而连结的结构。
其中，在用以连结大多数的管状电极10的结构中，且在各电极上设有供电接线安装部15的情形下，通过电极数目的增减或来自电源的接线的切换，即可轻易地变更极性顺序、极性变换数、有效电极长度、各电极区域的电极长度等。为此，可对应处理对象的线材的特性而轻易地将条件最佳化。
(接头部)
接头部20是在管状电极10的支持的其它部分上，可分配处理液的导入及排出、极性变换部的遗漏电流的遮蔽、以及将被处理线材保持于中心位置。
详细的接头部如同图4A至图4D所示。接头部20形成几乎呈半圆筒状的上部21与下部25相互接合而成的圆筒状的结构。此接头部20是由绝缘体所形成，以通过将极性变换部的电极间进行绝缘而防止短路。
上部21具有半圆筒面22、并列于其内侧的中间的一对半圆板23、以及形成于半圆板23的两侧的内周缘突起24。半圆板23与后述的遮蔽板29相互挟持，且在设于遮蔽板29的沟渠与半圆板23之间形成有线材的插通孔。内周缘突起24可作为防止管状电极的端部的滑脱。
另一方面，下部25具有半圆筒面26、贯通半圆筒面26的供给孔27及排出孔28、形成于半圆筒面26的内侧的中间部分的圆盘状的遮蔽板29、以及形成于遮蔽板29的两端部的内周缘突起30。通过供给孔27及排出孔28可进行电解处理液的导入·排出。遮蔽板29通过与接头部的连结，可以隔开相互邻接的管状电极，并可对在前述电极之间的处理液的流通进行限制。在此遮蔽板29上形成有从外缘至中心部为半径方向的沟渠31。
在线材安装之际，为上部21从下部25卸下的状态，再将线材嵌入遮蔽板的沟渠31中。之后，将上部21覆盖于下部25上而形成圆筒状。此时，遮蔽板29挟持于上部21的半圆板23之间，并于半圆板23与遮蔽板29之沟渠端点部之间所围绕而成之空间系成为线材行进用的插通孔。在本较佳实施例的情形下，沟渠端点部的圆弧与半圆板23的直线弦之间绕形成插通孔。插通孔也可以为圆形。为了电极10与线材之间的间隔的均一性，较佳的形状为圆形、正多边形或各边对称的形状。
插通孔的面积不一定要大于线材的截面积。当插通孔的面积较小时，则会抑制起因为线的振动、线的松弛、液体流动等朝管状电极的半径方向的线振动的位置。特别是，当各管状电极10较短时，线材可由各接头部20所支持，而有效果地抑制线的松弛的发生。此结果，在通常的情形下，位于管状电极10的中心的线材不会在线材周缘方向上发生处理不均的情形。再者，由于电极与线材之间的距离缩小，因此可以防止电极与线材相互接触，而缩小电解电流的损失。
接头部20虽以上述的在含有中心线的面上分割成上下2部分为例进行说明，然并不以此为限，也可以如图5A至图5D所示，为局部开放型、枢纽型、旋转封闭型等形式。
图5A所示为将图4A至图4D中的上下部分合成一体，仅将上部的半圆板部分32卸下而构成的接头部。在线材安装之际，卸下半圆板部分32，再将线材嵌入遮蔽板29的沟渠内。
图5B所示为在图4A至图4D中的下部上借着枢纽33而设有半圆型的盖部34的接头部。当线材安装之际，打开盖部34，再将线材嵌入遮蔽板29的沟渠内。
图5C至图5D所示为在具有轴承方向上延伸的缝隙的圆筒部35内，设置有固定遮蔽板29A与旋转遮蔽板29B等2个的结构。固定于圆筒部35内的固定遮蔽板29A上形成有与圆筒部35的缝隙的位置相互吻合的沟渠29A1。另一方面，在旋转遮蔽板29B上形成有从外缘至中心部分的沟渠29B1。当插入线材之际，首先，将旋转遮蔽板29B的沟渠29B1与固定遮蔽板的沟渠29A1相重合。接着，从圆筒部35的外周插入线材，直到线材落入各遮蔽板的沟渠29A1、29B1的端部为止。之后，旋回旋转遮蔽板29B以形成线材的插通孔，并于圆筒部35的中心决定线材的位置。
由此，使用持有遮蔽板29的接头部20，及可使在各管状电极中每进行处理液的流动时，防止电极内的泥浆(sludge)累积。另外，使处理液与线材有效率地接触，且以防止液体劣化。
(端部按压部)
在直列连结的管状电极10的两端部上，安装端部按压部50。此端部按压部50也可使用与前述接头部相同的物质。也就是，较佳为仅于接头部20的一端侧上插入管状电极10，而于另一端侧不配置管状电极的情形。也可以于其上设置处理液的供给孔与排出孔之一。
(供给机构)
电解处理液的供给机构具有用以储存处理液的槽60、用以循环处理液的泵61、以及用以将处理液供给接头部20的接管63。在处理液中，可对应处理的对象或目的而利用各种的电解液。例如是，在酸洗处理中，可使用盐酸。处理液的流动方向较佳为与线材的行进方向成对向的方向，如此即可提高处理液与线材的接触效率。
(行进机构)
行进机构也可以使线材在电极内依据所定的速度行进。例如，从供给卷盘(reel)导出线材，使此线材通过电极内，再以卷取卷盘卷取通过后的线材。
(实验例)
在下列条件下，对比较例与本发明的实例进行电解处理，去除表面10μm的必要的电极结构及投入的电力进行比较。
线材对象：铜亚铅合金线，线径为0.086mm。
<比较例>
管状电极：黑铅制，内径为ψ60mm，外径为ψ90mm，长为ψ1800mm，连结个数为2个。
极性配置：(+)→(-)
线材·电极距离：30mm。
接头部：氯乙烯制，没有遮蔽板。
<本发明的实例>
管状电极：黑铅制，内径为ψ30mm，外径为ψ60mm，长为ψ190mm，上部缝隙宽为5mm，连结个数为8个。
极性配置：(+)→(-)→(+)→(-)→(+)→(-)→(+)→(-)
线材·电极距离：15mm。
接头部：氯乙烯制，电极间隔为60mm，遮蔽板厚度为5mm，线材行进用插通孔径为ψ3mm。
表1：得到同一酸洗效果(去除表面10μm)的条件电极总长度 线速 投入电流 ※电流密度 公知方法 3600mm 16m/min 140A 1940A/dm2本发明实例 1520mm 24m/min 120A 1110A/dm2
※电流密度是将投入电流除以槽内线材的表面积，其中包括有遗漏电流的损失，因此在实际的电解酸洗中所需的必要电流密度高于此值。
在上述中，于本发明的实例中，可以得到①缩小的电极及线材的距离；②缩小极性变换部的极板之间的遗漏电流；③较佳的处理液与线材的接触等效果，而且由于装置长度缩短而具有高线速，因而也可以得到与低投入电力的相同的效果。
再者，在比较例中，由于其周缘方向上的处理量的不均一，且由于线材与电极的接触而使处理电流会瞬间降低，因而需要进行较多的处理。相对于此，在本发明的实例中，不会在周缘方向上发生处理量不均一的情形，而且也不会发生线材与电极相接触的现象。
另外，在比较例中，因为泥浆的累积或液体的劣化等而在100单位时间下进行连续处理之后，其处理能力会大幅降低，且必需进行管内清扫及电解处理液的更新。然而，在本发明的实例中，即使在150单位时间下进行连续处理之后，也不会降低其处理能力。