JP2784088B2 - Manufacturing method of cylinder shaft - Google Patents
Manufacturing method of cylinder shaftInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、建設機械などに使用されるシリンダー用シ
ャフトの製造方法に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for manufacturing a shaft for a cylinder used in a construction machine or the like.
［従来の技術と発明が解決しようとする課題］ 従来、パワーシャベルなどの建設機械の油圧機などに
は、ピストンロッドなどのシリンダー用シャフトが使用
されている。シリンダーとシャフトとが摺動する前記シ
ャフトには、硬度、耐摩耗性が高いこと、表面精度を含
めた寸法精度が高いことなどの特性が要求される。そこ
で、シリンダー用シャフトは、通常、鉄系材料からなる
シャフトに硬質クロムメッキを施すことにより製造され
ている。[Prior Art and Problems to be Solved by the Invention] Conventionally, a cylinder shaft such as a piston rod is used for a hydraulic machine of a construction machine such as a power shovel. The shaft on which the cylinder and the shaft slide are required to have characteristics such as high hardness, high wear resistance, and high dimensional accuracy including surface accuracy. Therefore, a cylinder shaft is usually manufactured by applying hard chrome plating to a shaft made of an iron-based material.
しかしながら、硬質クロムメッキにより形成されたメ
ッキ層には、他の電気メッキ層と異なり、メッキ層の厚
みが100μｍ程度であっても、クラック、ピンホールや
ピットなどの多数の欠陥部が生成する。従って、硬質ク
ロムメッキを施したシャフトは、種々の優れた特性を有
するにも拘らず、腐蝕し、錆が発生し易い。特に、塩化
ナトリウムなどの塩化物、酸の存在下や高温多湿環境下
では、前記数多く欠陥部に起因して、シリンダー用シャ
フトが著しく腐蝕する。シャフトが腐蝕すると、シリン
ダーとの摺動により傷が発生し、油洩れなどの原因とな
る。However, unlike the other electroplated layers, a large number of defective portions such as cracks, pinholes and pits are generated in the plated layer formed by hard chromium plating, even if the thickness of the plated layer is about 100 μm. Therefore, a shaft plated with hard chromium is susceptible to corrosion and rust, despite having various excellent characteristics. In particular, in the presence of chlorides and acids such as sodium chloride and the like and in a high-temperature and high-humidity environment, the shaft for a cylinder is significantly corroded due to the above-mentioned many defective portions. If the shaft is corroded, the shaft may be damaged by sliding with the cylinder, causing oil leakage or the like.
なお、硬質クロムメッキ物の腐蝕を防止するため、防
錆剤を塗布し、クラックなどの欠陥部に浸透させること
が行なわれているが、根本的な解決法とは言い難い。ま
た、硬質クロムメッキ物の腐蝕を防止するため、厚み0.
05〜0.1mm程度のメッキ層を形成することが行なわれて
いる。しかしながら、メッキ層の厚みを大きくすると、
生産性が低下する。In order to prevent corrosion of the hard chromium plating, a rust inhibitor is applied to permeate defective parts such as cracks, but this is not a fundamental solution. In addition, to prevent corrosion of hard chrome plating, the thickness is set to 0.
A plating layer of about 05 to 0.1 mm is formed. However, when the thickness of the plating layer is increased,
Productivity decreases.
従って、本発明の目的は、硬質クロムメッキの利点を
生かしつつ、耐蝕性に優れたシリンダー用シャフトの製
造方法を提供することにある。Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a cylinder shaft having excellent corrosion resistance while taking advantage of the hard chromium plating.
［発明の構成］ 本発明者らは、上記目的を達成するため、鋭意検討の
結果、硬質クロムメッキを施した後、ベーキング処理
し、バフ仕上すると、耐蝕性が著しく向上することを見
いだし、本発明を完成した。すなわち、本発明は、鉄系
材料からなるシャフトに硬質クロムメッキを施した後、
温度100〜300℃でベーキングし、バフ仕上するシリンダ
ー用シャフトの製造方法を提供する。[Constitution of the Invention] The present inventors have conducted intensive studies in order to achieve the above-mentioned object. As a result, they have found that when subjected to hard chrome plating, baked, and buffed, the corrosion resistance is significantly improved. Completed the invention. That is, the present invention, after applying hard chrome plating to the shaft made of iron-based material,
A method for producing a cylinder shaft that is baked at a temperature of 100 to 300 ° C. and buffed is provided.
前記メッキ基材であるシャフトは、鉄系材料、例え
ば、低炭素鋼、高炭素鋼、焼入れ鋼、高速度鋼、クロム
鋼、ニッケル鋼、ニッケル・クロム鋼、ニッケル・クロ
ム・モリブデン鋼、ステンレス鋼、タングラステン鋼な
どの種々の材料で形成できる。The shaft as the plating base material is made of an iron-based material, for example, low-carbon steel, high-carbon steel, hardened steel, high-speed steel, chrome steel, nickel steel, nickel-chrome steel, nickel-chrome-molybdenum steel, stainless steel. , And various materials such as tunglastane steel.
前記シャフトは、硬質クロムメッキに先立って、通
常、有機溶剤、アルカリ浸漬、アルカリ電解脱脂などに
よる脱脂処理、必要に応じて、塩酸、硫酸などの酸によ
る酸洗処理を行なってもよい。Prior to the hard chromium plating, the shaft may be generally subjected to a degreasing treatment by an organic solvent, alkali immersion, alkaline electrolytic degreasing or the like, and if necessary, an acid washing treatment with an acid such as hydrochloric acid or sulfuric acid.
さらに、硬質クロムメッキに先立って、シャフトは、
研磨工程に供される。シャフトの研磨は、慣用の方法、
例えば、研磨力の大きな円筒研磨（リングバフ）、バー
チカル研磨など；エメリーバフ研磨、ベルト研磨、フラ
ップホイール研磨などの粗研磨；綿バフ、サイザバフ、
これらを組合せた中研磨や仕上げ研磨などを単独で、ま
たは組合せて行なうことができる。なお、中研磨、仕上
げ研磨は、クローズドフェース、オープンフェース、ユ
ニットフェースタイプのいずれであってもよい。In addition, prior to hard chrome plating, the shaft
It is subjected to a polishing process. Sharpening of the shaft is done by a conventional method,
For example, cylindrical polishing (ring buff), vertical polishing, etc. with a large polishing power; coarse polishing such as emery buff polishing, belt polishing, flap wheel polishing; cotton buff, sizer buff,
Medium polishing, finish polishing, or the like in which these are combined can be performed alone or in combination. The medium polishing and the finish polishing may be any of a closed face, an open face, and a unit face type.
必要に応じて不メッキ部をマスキングした後、陽極酸
化によるエッチング処理に供される。このエッチング処
理は、例えば、クロムメッキ浴、クロム酸水溶液、硫酸
水溶液において、シャフトを陽極として、温度30〜60℃
程度、電流密度10〜50A/dm2程度、時間10〜600秒程度の
条件で電解処理することにより行なうことができる。な
お、エッチング処理に代えて、またはエッチング処理と
共に、塩酸、硫酸などに浸漬する酸浸漬処理を行なって
もよい。After masking the non-plated portion as needed, it is subjected to an etching process by anodic oxidation. This etching treatment is performed, for example, in a chromium plating bath, a chromic acid aqueous solution, and a sulfuric acid aqueous solution, using the shaft as an anode, at a temperature of 30 to 60 ° C.
About 10 to 50 A / dm 2 for about 10 to 600 seconds. Note that an acid immersion treatment of immersion in hydrochloric acid, sulfuric acid, or the like may be performed instead of or together with the etching treatment.
クロムメッキ浴の組成は特に制限されず、慣用のメッ
キ浴が使用できる。メッキ浴としては、例えば、無水ク
ロム酸CrO3、硫酸を含むサージェント浴；無水クロム酸
CrO3、硫酸に加えて、ケイフッ化ナトリウムやケイフッ
化カリウムなどを含むケイフッ化浴などであってもよ
い。また、クロムメッキ浴は、ケイフッ酸、フッ化アン
モニウム、硫酸ストロンチウム、クエン酸、酒石酸、シ
ュウ酸、ギ酸などの少なくとも１つの成分を含んでいて
もよい。メッキ浴は、通常、三価クロムを0.1〜3g/程
度含む場合が多い。The composition of the chromium plating bath is not particularly limited, and a conventional plating bath can be used. As a plating bath, for example, a chromic anhydride CrO 3 , a surge bath containing sulfuric acid; chromic anhydride
In addition to CrO 3 and sulfuric acid, a fluorosilicate bath containing sodium fluorosilicate, potassium fluorosilicate, or the like may be used. In addition, the chromium plating bath may include at least one component such as silicic acid, ammonium fluoride, strontium sulfate, citric acid, tartaric acid, oxalic acid, and formic acid. Usually, the plating bath often contains trivalent chromium in an amount of about 0.1 to 3 g / about.
メッキ浴、例えば、サージェント浴における無水クロ
ム酸との割合は、通常、無水クロム酸：硫酸＝100:0.8
〜1.5（g/）程度である。耐蝕性を高めるためには、
無水クロム酸100g/に対する硫酸量は、1.0〜1.5g/
、好ましくは1.02〜1.3g/、さらに好ましくは1.05
〜1.25g/程度である。硫酸量が少なくなるにつれて、
被覆力が向上するが、耐蝕性が低下し易く、硫酸量が多
くなるにつれて、耐蝕性が向上するが、密着性、メッキ
層の均一性が低下し易くなる。なお、メッキ浴は、高濃
度浴、標準浴、低濃度浴のいずれであってもよく、無水
クロム酸濃度は、通常100〜400g/、好ましくは150〜3
50g/、さらに好ましくは200〜300g/程度である。The ratio with chromic anhydride in a plating bath, for example, Sargent bath, is usually chromic anhydride: sulfuric acid = 100: 0.8
It is about 1.5 (g /). To increase corrosion resistance,
The amount of sulfuric acid per 100 g / chromic anhydride is 1.0 to 1.5 g /
, Preferably 1.02 to 1.3 g /, more preferably 1.05
It is about 1.25 g /. As the amount of sulfuric acid decreases,
Although the covering power is improved, the corrosion resistance is apt to decrease, and as the amount of sulfuric acid is increased, the corrosion resistance is improved, but the adhesion and the uniformity of the plating layer are liable to decrease. The plating bath may be any of a high concentration bath, a standard bath, and a low concentration bath, and the chromic anhydride concentration is usually 100 to 400 g /, preferably 150 to 3 g.
It is about 50 g /, more preferably about 200 to 300 g /.
硬質クロムメッキに際しては、陽極として、鉛合金、
鉄などを、適宜配置して使用できると共に、メッキ層を
均一化するため、補助陰極、遮蔽板などを使用できる。For hard chrome plating, lead alloy,
Iron and the like can be appropriately arranged and used, and an auxiliary cathode, a shielding plate, and the like can be used to make the plating layer uniform.
メッキ条件は、浴の組成などに応じて選択でき、通
常、メッキ温度20〜70℃、好ましくは40〜65℃程度、電
流密度10〜100A/dm2、好ましくは30〜60A/dm2程度であ
る。また、メッキ時間は、浴の温度、電流効率、所望す
るメッキ膜厚などに応じて選択できる。The plating conditions can be selected according to the composition of the bath, etc., and usually, the plating temperature is 20 to 70 ° C., preferably about 40 to 65 ° C., and the current density is 10 to 100 A / dm 2 , preferably about 30 to 60 A / dm 2 . is there. The plating time can be selected according to the bath temperature, current efficiency, desired plating film thickness, and the like.
硬質クロムメッキ層の膜厚は、10〜300μｍ、好まし
くは30〜250μｍ、さらに好ましくは40〜200μｍ程度で
ある。このように膜厚が薄くても、耐蝕性を高めること
ができる。なお、顕微鏡観察によると、前記のように、
硬質クロムメッキ層には、腐蝕の原因となる多数のクラ
ックやピンホールなどが存在する。The thickness of the hard chromium plating layer is about 10 to 300 μm, preferably about 30 to 250 μm, and more preferably about 40 to 200 μm. Thus, even if the film thickness is small, the corrosion resistance can be improved. According to the microscopic observation, as described above,
The hard chromium plating layer has many cracks and pinholes that cause corrosion.
そして、前記硬質クロムメッキを施したメッキ物を、
ベーキング処理する。このベーキング処理により、耐蝕
性が著しく改善される。ベーキング温度は、通常、100
〜300℃、好ましくは150〜250℃、さらに好ましくは160
〜230℃程度である。ベーキング温度が100℃未満では、
耐蝕性を高めるのに長時間を要し、300℃を超えると過
度な温度となり作業性が低下し易くなる。なお、ベーキ
ング時間は、ベーキング温度に応じて、例えば、30分〜
12時間、好ましくは１〜８時間程度の範囲で選択でき
る。また、シャフトが焼入れ鋼である場合、ベーキング
は、鉄系素地の焼戻し温度を超えない温度で行なうのが
好ましい。ベーキング処理後、メッキ物は、通常、徐冷
される。And, the plated material subjected to the hard chrome plating,
Baking process. This baking treatment significantly improves the corrosion resistance. Baking temperature is usually 100
~ 300 ° C, preferably 150-250 ° C, more preferably 160
~ 230 ° C. If the baking temperature is below 100 ° C,
It takes a long time to increase the corrosion resistance, and if it exceeds 300 ° C., the temperature becomes excessive, and the workability tends to deteriorate. The baking time is, for example, 30 minutes or more depending on the baking temperature.
It can be selected in the range of 12 hours, preferably about 1 to 8 hours. When the shaft is made of hardened steel, baking is preferably performed at a temperature not exceeding the tempering temperature of the iron-based material. After the baking treatment, the plated product is usually gradually cooled.
前記ベーキング処理の後、メッキ物は、バフ仕上げ工
程に供される。メッキ物をバフ仕上げ工程に供すること
により、耐蝕性を高めることができる。このバフ仕上
は、前記研磨工程と同様に行なうことができる。好まし
い方法は、大きな研磨力を作用させて研磨し、順次細か
いバフ仕上げを行なう方法である。特に＃400〜1000程
度のリングバフを行なった後、＃240〜600程度の研磨剤
による綿バフやサイザルバフを行ない、オープンサイザ
ルバフを行なうのが好ましい。このような方法で仕上げ
を行なうと、前記リングバフにより大きな研磨力が作用
すると共に、綿バフやサイザルバフにより、メッキ層の
突起部などが切削されるだけでなく、塑性変形し、前記
メッキ層のクラックなどの開口部が閉塞され、かつ平滑
化されるためか、耐蝕性が向上する。After the baking process, the plated product is subjected to a buffing process. By subjecting the plated material to a buffing step, corrosion resistance can be increased. This buffing can be performed in the same manner as in the polishing step. A preferable method is a method in which polishing is performed by applying a large polishing force, and fine buffing is sequentially performed. In particular, after performing a ring buff of about # 400 to 1000, it is preferable to perform a cotton buff or sisal buff with an abrasive of about # 240 to 600, and to perform an open sisal buff. When finishing is performed by such a method, a large polishing force acts on the ring buff, and not only the protrusions and the like of the plating layer are cut by the cotton buff and the sisal buff, but also the plastic deformation is caused, and the crack of the plating layer is cracked. For example, the corrosion resistance is improved, probably because the openings are closed and smoothed.
このようにして得られたシリンダー用シャフトは、メ
ッキ層にクラックなどが存在していても、苛酷な条件
下、例えば、塩水噴霧試験に供しても腐蝕しない。な
お、促進試験により耐蝕性を評価する場合には、400℃
程度にメッキ物を加熱して上記塩水噴霧試験に供すれば
よい。The thus obtained cylinder shaft does not corrode even if cracks or the like are present in the plating layer, even under severe conditions, for example, when subjected to a salt spray test. When evaluating corrosion resistance by accelerated test, 400 ° C
What is necessary is just to heat the plated material to the extent that the salt spray test is performed.
本発明は、種々のシリンダー用シャフト、例えば、建
設機械用シリンダー用シャフト、特にピストンロッドに
好適に適用できる。INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be suitably applied to various cylinder shafts, for example, construction machine cylinder shafts, particularly piston rods.
［発明の効果］ 本発明の製造方法では、硬質クロムメッキを施してい
るにも拘らず、耐蝕性に優れたシリンダー用シャフトを
得ることができる。[Effect of the Invention] According to the production method of the present invention, a cylinder shaft excellent in corrosion resistance can be obtained despite hard chromium plating.
［実施例］ 以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明す
る。EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples.
実施例１ 外径75mmφの低炭素鋼（Ｓ4.3Ｃ）製のロッドを脱脂
処理し、＃320番のリングバフ、＃600番のリングバフ、
＃1000番のリングバフを行ない、下記組成のメッキ浴中
で、前記ロッドを陽極として、エッチング処理を行なっ
た。なお、エッチング条件は、電流密度35A/dm2、時間
４分である。EXAMPLE 1 Low carbon steel having an outer diameter of 75mmφ (S 4.3 C) rod made of degreased, # 320 No. Ringubafu, # 600 of Ringubafu,
A # 1000 ring buff was performed, and etching was performed in a plating bath having the following composition, using the rod as an anode. The etching conditions are a current density of 35 A / dm 2 and a time of 4 minutes.
メッキ浴組成 無水クロム酸:224g/ 硫 酸 :2.5g/ 三価クロム :1.5g/ 次いで、前記メッキ浴を用い、下記の条件で硬質クロ
ムメッキを行なった。Plating bath composition Chromic anhydride: 224 g / sulfuric acid: 2.5 g / trivalent chromium: 1.5 g / Then, hard chromium plating was performed using the plating bath under the following conditions.
メッキ浴の温度:50℃ 電 流 密 度:35A/dm２ 得られた硬質クロムメッキ物を温度180℃で５時間ベ
ーキングし、徐冷した後、仕上げバフ工程に供し、硬質
クロムメッキが施されたピストンロッドを作製した。な
お、仕上げバフは、＃1000番のリングバフ、＃320番の
綿バフ、＃400番の綿バフ、及びオープンサイザルバフ
の順序で行なった。Plating bath temperature: 50 ° C Current density: 35A / dm 2 The obtained hard chromium plating was baked at 180 ° C for 5 hours, gradually cooled, and then subjected to a finishing buffing process to be subjected to hard chrome plating. A piston rod was manufactured. The finishing buff was performed in the order of # 1000 ring buff, # 320 cotton buff, # 400 cotton buff, and open sisal buff.
実施例２ ベーキング温度を160℃とする以外、実施例１と同様
にして、ピストンロッドを作製した。Example 2 A piston rod was produced in the same manner as in Example 1 except that the baking temperature was 160 ° C.
実施例３ ベーキング温度を230℃とする以外、実施例１と同様
にして、ピストンロッドを作製した。Example 3 A piston rod was produced in the same manner as in Example 1 except that the baking temperature was 230 ° C.
実施例４ メッキ浴の組成を、無水クロム酸224g/、硫酸2.3g/
及び三価クロム1.5g/とする以外、実施例１と同様
にして、ピストンロッドを作製した。Example 4 The composition of the plating bath was changed to 224 g / chromic anhydride and 2.3 g / sulfuric acid.
A piston rod was produced in the same manner as in Example 1 except that the amount of trivalent chromium was 1.5 g /.
実施例５ 仕上げバフ工程における＃1000番のリングバフに代え
て、＃600番のリングバフを行なう以外、実施例１と同
様にして、ピストンロッドを作製した。Example 5 A piston rod was produced in the same manner as in Example 1 except that the # 600 ring buff was used instead of the # 1000 ring buff in the finishing buffing step.
比較例１ ベーキング処理することなく、実施例１と同様にし
て、ピストンロッドを作製した。Comparative Example 1 A piston rod was produced in the same manner as in Example 1 without performing the baking treatment.
比較例２ メッキ浴の組成を、無水クロム酸224g/、硫酸1.9g/
及び三価クロム1.5g/とし、ベーキング処理するこ
となく、実施例１と同様にして、ピストンロッドを作製
した。Comparative Example 2 The composition of the plating bath was 224 g / chromic anhydride and 1.9 g / sulfuric acid.
And, the trivalent chromium was set to 1.5 g /, and a piston rod was produced in the same manner as in Example 1 without baking treatment.
そして、各実施例及び比較例で得られたピストンロッ
ドの耐蝕性を、次のような促進試験方法により評価し
た。Then, the corrosion resistance of the piston rods obtained in each of the examples and comparative examples was evaluated by the following accelerated test method.
先ず、メッキ後48時間経過後のピストンロッドを400
℃に加熱し、冷却した後、JIS Z 2371に準じて塩水噴霧
試験に供し、８時間経過後の腐蝕の程度を下記の基準で
評価した。First, the piston rod 48 hours after plating was
After heating to ℃ and cooling, it was subjected to a salt spray test according to JIS Z 2371, and the degree of corrosion after 8 hours was evaluated according to the following criteria.
優 ：赤錆の発生なし 良 :5〜10％赤錆あり 可 10〜20％赤錆あり 不可:30％以上赤錆あり 結果を表に示す。 Excellent: No occurrence of red rust Good: 5 to 10% red rust Possible 10 to 20% red rust Impossible: 30% or more red rust The results are shown in the table.
表より、実施例１〜５で得られたピストンロッドは、
比較例１及び比較例２で得られたピストンロッドよりも
著しく耐蝕性が高い。なお、実施例１〜５で得られたピ
ストンロッドは、100時間の塩水噴霧試験に供しても赤
錆が発生しなかった。 From the table, the piston rods obtained in Examples 1 to 5 are:
Corrosion resistance is significantly higher than the piston rods obtained in Comparative Examples 1 and 2. The piston rods obtained in Examples 1 to 5 did not generate red rust even when subjected to a salt spray test for 100 hours.
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C25D 5/00 - 7/12Continuation of front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) C25D 5/00-7/12
Claims (1)
ッキを施した後、温度100〜300℃でベーキングし、バフ
仕上げすることを特徴とするシリンダー用シャフトの製
造方法。1. A method for producing a cylinder shaft, comprising: applying a hard chromium plating to a shaft made of an iron-based material; baking at a temperature of 100 to 300 ° C .;
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2286642A JP2784088B2 (en) | 1990-10-23 | 1990-10-23 | Manufacturing method of cylinder shaft |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP2286642A JP2784088B2 (en) | 1990-10-23 | 1990-10-23 | Manufacturing method of cylinder shaft |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04160197A JPH04160197A (en) | 1992-06-03 |
| JP2784088B2 true JP2784088B2 (en) | 1998-08-06 |
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ID=17707067
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| JP2286642A Expired - Lifetime JP2784088B2 (en) | 1990-10-23 | 1990-10-23 | Manufacturing method of cylinder shaft |
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Families Citing this family (2)
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|---|---|---|---|---|
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52108337A (en) * | 1976-03-08 | 1977-09-10 | Retoraza Ibaruguengoite Jiyuan | Method of improving chromium plated worn surface of cylinder or sleeve of internal combustion engine |
-
1990
- 1990-10-23 JP JP2286642A patent/JP2784088B2/en not_active Expired - Lifetime
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