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1. CN102655973 - Corrosion prevention device, corrosion prevention method, and wire electrodischarge machining apparatus

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[ ZH ]
防蚀装置、防蚀方法以及线电极放电加工装置


技术领域
本发明涉及一种将水用作为加工液的线电极放电加工装置中的 液质调整装置,涉及一种针对作为被加工物的金属材料、特别是铁系 金属的防蚀方法以及防蚀装置。
背景技术
已知在使用水作为加工液的线电极放电加工中,在对模具用钢 或工具钢等铁系金属进行加工时,铁系金属会被腐蚀。
为了对水中的铁系金属进行防蚀,在水中添加钝化剂是有效的, 但是由于需要将线电极放电加工机中的加工液维持为小于或等于 70μS/cm程度的低导电率(导电度),因此在直接将钝化剂添加到加 工液中的方法中,很难维持低导电率,无法进行稳定的放电。
因此,在专利文献1中公开了一种技术,其作为在维持低导电 率的状态下添加钝化剂的方法,使用承载有钝化剂的阴离子交换树 脂。
具体地说,公开了下述技术:作为防止铁系金属腐蚀及不使水 的导电率上升的树脂组成,使用固定有防蚀性离子即NO 2 -、以及从 碳酸根离子(CO 3 2-)、碳酸氢根离子(HCO 3 -)、氢氧根离子(OH-) 中选择的大于或等于一种的阴离子交换树脂作为防蚀树脂,使这些阴 离子溶入水中。另外,在将该防蚀树脂应用到金属清洗保管器的情况 下,同时使用由氢离子(H+)型树脂和氢氧根离子(OH-)型树脂构 成的纯水化树脂,在水的导电率上升的情况下,通过将水的一部分通 入纯水化树脂中,从而抑制为规定的导电率(小于或等于10μS/cm 程度)。
另外,在专利文献2中公开了下述技术:同时使用承载有防蚀 性离子的防蚀树脂、以及将H+型树脂和OH-型树脂混合而构成的纯 水化树脂,通过根据导电率的值而对向上述防蚀树脂和纯水化树脂的 通水进行切换,从而使加工液成为碱性水溶液,对于超硬材料等无法 钝化的金属材料进行防蚀。
专利文献1:日本特开2002-301624号公报
专利文献2:国际公开WO2006/126248
发明内容
在专利文献1中,虽然使NO 2 -溶入水中,但是混杂存在有水中 的杂质离子,例如Na+、K+、Ca2+等阳离子及Cl-、SO 4 2-等阴离子, 另外,特别是除了NO 2 -以外,在水中还溶入碳酸根离子、碳酸氢根 离子以及氢氧根离子中的大于或等于一种,因此,即使想对作为防蚀 性离子的NO 2 -进行浓度检测,也无法根据水的导电率而把握水中的 NO 2 -浓度,无法适当地进行含有防蚀性离子的加工液的管理。
因此,为了检测NO 2 -浓度,需要利用离子色谱法进行定量分析 或者利用NO 2 -离子试纸。
另外,NO 2 -以外的杂质离子(Cl-、SO 4 2-等)的存在成为导致水 的导电率上升的原因,存在无法进行稳定放电的可能性。
另外,在专利文献2中,虽然公开了根据导电率的值而对向防 蚀树脂和纯水化树脂的通水进行切换的技术,但是难以高效地去除对 铁系金属的腐蚀有影响的、特别是水中的氯离子(Cl-)或硫酸根离 子(SO 4 2-)等微量的杂质离子,因此铁系金属防蚀效果降低。
本发明就是为了解决上述课题而提出的,其目的在于,提供一 种无需使用分析或离子试纸,可以利用简单的方法对NO 2 -浓度进行 监视,且可以在维持低导电率的状态下对铁系金属进行防蚀的方法及 其装置。
另外,本发明提供一种向防蚀树脂和纯水化树脂通水的方法, 其用于高效去除水中的杂质离子,并且在维持低导电率的状态下提高 防蚀性离子的浓度,以高效地对铁系金属进行防蚀。
为了解决上述课题,本发明所涉及的防蚀装置具有:纯水化单 元,其由氢离子型树脂和氢氧根离子型树脂构成;防蚀单元,其由阳 离子型树脂、承载有防蚀性离子的阴离子型树脂构成;导电率测量单 元,其用于对加工液的导电率的实际测量值进行测量;以及控制单元, 其根据该导电率测量单元,对将加工液向所述纯水化单元、防蚀单元 的通入进行控制,在该防蚀装置中,所述控制单元根据预先设定的第 1及第2导电率、和由所述导电率测量单元测量出的实际测量值,在 所述加工液的实际测量值达到第1导电率之前,向所述纯水化单元以 及防蚀单元通入,如果所述实际测量值达到第1导电率,则停止向所 述纯水化单元通入,仅向所述防蚀单元通入,如果所述实际测量值上 升至第2导电率,则重新开始向所述纯水化单元通入,向所述纯水化 单元以及防蚀单元通入。
发明的效果
根据本发明,由于将残留在水中的杂质离子置换为单独一种阳 离子和单独一种阴离子,使水成为含有具有防蚀性的阴离子的高纯度 单质溶液,因此导电率与具有防蚀性的阴离子浓度成正比关系。其结 果,可以根据导电率仪的值把握具有防蚀性的阴离子的浓度,并且可 以维持用于铁系金属防蚀所需的最小导电率。
另外,通过将防蚀树脂中的阳离子型树脂的容积比、即(阳离 子型树脂/防蚀树脂)的容积比设定为小于0.5,从而阳离子树脂首先 达到寿命,因此可以预知防蚀性阴离子的寿命。
此外,对于在2个导电率之间的向防蚀树脂和纯水化树脂通水 的方法,通过仅向防蚀树脂通水、和向防蚀树脂及纯水化树脂这两种 树脂通水,从而可以在维持低导电率的状态下,使防蚀性离子高浓度 化。
附图说明
图1是表示向防蚀树脂和纯水化树脂通水的示意图。
图2是表示向防蚀树脂和纯水化树脂通水的通水模式的模式图。
图3是表示防蚀树脂中的阴离子型树脂的种类和导电率的设定 的图。
图4是表示应用于线电极放电加工机的应用例的图。
图5是向防蚀树脂和纯水化树脂通水。
图6是表示防蚀树脂的结构例的图。
图7是表示防蚀树脂的结构例的图。
图8是表示防蚀树脂的结构例的图。
图9是表示应用于线电极放电加工机的应用例的图。
标号的说明
1  加工槽,2  清水槽,3  第1纯水化树脂,4  电磁阀,5  导电 率仪,6  第1控制部,7  导电率仪,8  防蚀树脂,9  第2纯水化树 脂,10  电磁阀,11、11A  控制部,12  电磁阀。
具体实施方式
实施方式1
首先,说明本实施方式中的发明的概略。
在本实施方式中,通过根据检测出的导电率,对向作为防蚀单 元的防蚀树脂、作为纯水化单元的纯水化树脂的通水进行控制,由此 使水成为含有具有防蚀性的阴离子的高纯度单质溶液,使导电率与具 有防蚀性的阴离子的浓度成正比关系,无需使用分析或离子试纸,利 用简单的方法,实施对含有防蚀性离子的加工液的管理。
具体地说,使用由防蚀树脂和纯水化树脂构成的离子交换树脂, 其中,该防蚀树脂兼具有阳离子型树脂和阴离子型树脂。
在此,阳离子型树脂所承载的阳离子只要可以形成亚硝酸盐、 钼酸盐、钨酸盐即可,其种类并不限定,但是从水中的溶液度较大、 且需要可以简单地对水中的阳离子进行定量的测量仪的观点出发,优 选使用钠离子(Na+)、钾离子(K+)、钙离子(Ca2+)中的任意一 种。
此外,作为对上述阳离子进行定量的测量仪,例如使用“(株) 東興化学研究所”制的Na+测量仪(型号TiN-1100)、K+测量仪(型 号TiN-7003)、Ca2+测量仪(型号TiN-7001)。
虽然这些阳离子与铁系金属的防蚀无关,但它们用于使得导电 率和具有防蚀性的阴离子的浓度之间维持正比关系、以及预知具有防 蚀性的阴离子型树脂的寿命。
另一方面,阴离子型树脂所承载的阴离子使用亚硝酸根离子 (NO 2 -)、钼酸根离子(MoO 4 2-)、钨酸根离子(WO 4 2-)中的任意 一种。
上述3种阴离子都是通过使铁系金属钝化而得到防蚀效果,但 其中,NO 2 -与其他2种阴离子相比价格较低,并且即使在低浓度下也 可以得到防蚀效果,因此对于将低导电率水用作为加工液的线电极放 电加工机中的铁系金属的防蚀是有效的。
此外,由于上述3种阴离子与铁系金属或线电极放电加工机的 接触水的部件进行反应而浓度降低,因此需要补充用于铁系金属防蚀 所需的量,通过将加工液向防蚀树脂通入,从而将铁系金属防蚀所需 的阴离子补充至加工液中。
阳离子型树脂相对于防蚀树脂的容积比、即(阳离子型树脂/防 蚀树脂)的容积比设定为大于或等于0.05而小于0.5,需要根据加工 液中的杂质阳离子或杂质阴离子的种类或混入程度而选择容量比。
例如,在作为防蚀树脂的阳离子型树脂而使用Na+、作为阴离子 型树脂而使用NO 2 -的情况下,如果向防蚀树脂通入线电极放电加工 机的加工水,则加工水中的杂质阳离子(K+、Ca2+等)被置换为Na+, 杂质阴离子(Cl-、SO 4 2-等)被置换为NO 2 -
因此,像在无尘室等包含盐分的尘埃较少的环境中的放电加工 这种在加工水中基本没有溶入K+、Ca2+等Na+之外的杂质阳离子的情 况下,防蚀树脂中的Na+型树脂基本不会被消耗,因此可以将(Na+型树脂/NO 2 -型树脂)的容量比设定为0.05或者接近于该值的值。
另外,由于K+、Ca2+等杂质离子的根源基本是加工液中的残留 部分,在使用线电极放电加工机时,基本不会从外部溶入加工液,因 此,可以将(Na+型树脂/NO 2 -型树脂)的容量比设定为0.05或者接 近于该值的值。
另一方面,在没有进行空气调节控制的环境等中,Na+之外的 K+、Ca2+等杂质阳离子不仅是加工液中的残留部分,还会在使用线电 极放电加工机时从外部溶入加工液。另一方面,由于需要在加工液中 确保铁系金属防蚀所需的NO 2 -浓度,由此可以将(Na+型树脂/NO 2 -型树脂)的容量比设定为接近0.5。
利用向本实施方式中的防蚀树脂即(Na+型+NO 2 -型)树脂通水, 加工水成为NaNO 2 溶液,导电率与NO 2 -浓度呈正比关系。
另外,通过对溶解在加工水中的杂质阳离子及杂质阴离子进行 吸附,防蚀树脂中的阳离子型树脂(Na+型树脂)比阴离子型树脂(NO 2 -型树脂)提前达到寿命,因此可以预知阴离子型树脂(NO 2 -型树脂) 的寿命。
在上述说明中,记载了作为防蚀树脂的阳离子型树脂而使用 Na+、作为阴离子型树脂而使用NO 2 -的情况,但在阳离子型树脂为 K+或Ca2+中的任意一种、以及阴离子型树脂为MoO 4 2-或WO 4 2-中的 任意一种的情况下,(阳离子型树脂/防蚀树脂)的容积比的设定与 (Na+型+NO 2 -型)树脂的情况相同地,为大于或等于0.05而小于0.5。
另外,如果仅通过将加工水通入防蚀树脂、例如(Na+型+NO 2 -型)树脂,则很难将杂质离子完全去除。
为了维持导电率与防蚀性阴离子浓度间的正比关系,需要去除 加工水中的杂质离子,为此,在本实施方式中同时使用防蚀树脂和纯 水化树脂。
与上述防蚀树脂相组合的纯水化树脂,优选使用例如(H+型+OH-型)树脂。
此外,纯水化树脂的功能在于,对加工水伴随着与空气接触而 溶解有空气中的尘埃所含有的离子成分或二氧化碳等而升高的导电 率进行降低,通过将加工水通入纯水化树脂中,使加工水中的杂质阳 离子被置换为H+,杂质阴离子被置换为OH-,从而进行纯水化。
下面,说明同时使用防蚀树脂和纯水化树脂,在维持线电极放 电加工机所需的低导电率的状态下,变换为高纯度的含有防蚀性阴离 子的加工水的方法。
举出使用防蚀树脂的其中一种即(Na+型+NO 2 -型)树脂、纯水 化树脂的其中一种即(H+型+OH-型)树脂的情况作为例子,根据图 1记述加工水的通水模式。
在图中,利用泵抽取用于贮存加工水的清水槽中的水、并向防 蚀树脂和纯水化树脂通水后使水再次返回清水槽中的动作如下所示 进行,即,在向纯水化树脂和防蚀树脂进行通水前,利用防蚀树脂侧 电磁阀和纯水化树脂侧电磁阀的切换动作,以图2所示的通水模式控 制通水和通水停止。
此外,对于作为图2的控制的基础的导电率,与设置在清水槽 中的导电率仪测量到的导电率对应而进行控制,从而与各种防蚀树脂 的物性对应而成为大于或等于图3所示的导电率的值。
此外,在本实施方式中基于NO 2 -型树脂进行说明,但无论使用 哪种防蚀树脂,导电率的大小顺序都为导电率(1)>导电率(3)> 导电率(2)。
步骤1
打开图1的防蚀树脂侧电磁阀以及纯水化树脂侧电磁阀,向防 蚀树脂和纯水化树脂这两者通水,将清水槽的水的导电率降低至规定 的导电率(导电率(2)),以使其小于或等于用于得到铁系金属的 防蚀效果的导电率。
导电率降低是通过向纯水化树脂通水而获得的,但在本实施方 式中,通过在向纯水化树脂通水的同时向防蚀树脂通水,从而将K+、 Cl-等杂质离子置换为Na+和NO 2 -
此外,需要将导电率(1)和导电率(2)的设定值在图2所示 的值的范围内设定,根据本发明人的实验,可知为了在到达导电率(2) 的时刻获得铁系金属的防蚀效果,向(Na+型+NO 2 -型)树脂和纯水 化树脂这两者通水之前的清水槽水的最小导电率为8μS/cm。
因此,将导电率(1)设定为大于或等于8μS/cm的值。
另外,相同地,可知向(Na+型+NO 2 -型)树脂和纯水化树脂这 两者通水时,用于使铁系金属防蚀所需的清水槽水的最小导电率为 4μS/cm。
因此,将导电率(2)设定为大于或等于4μS/cm的值。
步骤2
在上述步骤1中,如果清水槽的水的导电率降低至导电率(2), 则关闭纯水化树脂侧电磁阀,停止向纯水化树脂通水,仅向防蚀树脂 通水。
由此,由于从清水槽的外部侵入或与水接触的部件溶解而产生 的杂质离子,阳离子被置换为Na+,阴离子被置换为NO 2 -,同时,导 电率上升。
而且,如果导电率达到规定的导电率(3),则进行其后的步骤 3。
此外,针对导电率(3)的设定,为了去除步骤1所记载的具有 导电率(2)的清水槽水中残留的杂质离子以及在步骤2中新产生的 杂质离子(由于空气中的尘埃所含有的离子成分或二氧化碳溶解等产 生),需要将导电率(3)设定为至少比导电率(2)大1μS/cm的值。
因此,将导电率(3)设定为大于或等于5μS/cm的值。
步骤3
如果通过在步骤2中,停止向纯水化树脂通水,使导电率增加 至导电率(3),则通过打开纯水化树脂侧电磁阀,重新开始向纯水 化树脂通水,从而向防蚀树脂和纯水化树脂这两者通水,直至清水槽 的水的导电率达到步骤1记载的导电率(2)为止。
根据上述步骤1至3,在步骤1中残留的杂质离子的一部分被置 换为Na+和NO 2 -,其结果,清水槽的水变换为高纯度的NaNO 2 溶液。
此外,在上述说明中,作为防蚀树脂而举出(Na+型+NO 2 -型) 树脂为例,但即使在使用(K+型+NO 2 -型)树脂或(Ca2+型+NO 2 -型) 树脂的情况下,导电率(1)至(3)的值与(Na+型+NO 2 -型)树脂 的情况也相同。
另外,在作为阴离子型树脂而使用MoO 4 2-型的情况下,作为防 蚀树脂可以举出(Na+型+MoO 4 2-型)树脂、(K+型+MoO 4 2-型)树脂、 (Ca2+型+MoO 4 2-型)树脂。在使用这些防蚀树脂的情况下,导电率 (1)为大于或等于30μS/cm,导电率(2)为大于或等于15μS/cm, 导电率(3)为大于或等于16μS/cm。
此外,在作为阴离子型树脂而使用WO 4 2-型的情况下,作为防蚀 树脂可以举出(Na+型+WO 4 2-型)树脂、(K+型+WO 4 2-型)树脂、(Ca2+型+WO 4 2-型)树脂。在使用这些防蚀树脂的情况下,导电率(1)为 大于或等于40μS/cm,导电率(2)为大于或等于20μS/cm,导电率 (3)为大于或等于21μS/cm。
图4是将本发明应用于线电极放电加工机的一个例子。
线电极放电加工机主体的概要为,其是将被加工物和线电极以 规定间隙分离,通过向两者施加规定电压而产生放电,从而进行加工 的加工机,其由以下部件构成:加工槽1,其用于加工铁系金属;清 水槽2,其用于储存去除了加工槽1水中的固体后的水;泵P1,其 用于使加工槽1的水进入清水槽2;过滤器F1,其用于去除加工槽1 水中的固体;第1纯水化树脂3,其用于去除清水槽1水中的杂质离 子;泵P2,其用于使清水槽水进入加工槽1中;电磁阀4,其用于 控制向第1纯水化树脂3的通水;导电率仪5,其用于测量清水槽2 的导电率;以及第1控制部6,其根据导电率仪5的测量值而控制电 磁阀4的开闭。
另外,本发明所涉及的防蚀装置由以下部件构成:作为导电率 测量单元的导电率仪7,其对清水槽水的导电率进行测量;防蚀树脂 8;第2纯水化树脂9,其与防蚀树脂8一起使用,去除清水槽水的 杂质离子;泵P3,其用于将清水槽水通入防蚀树脂8以及第2纯水 化树脂9中;过滤器F2,其用于去除清水槽水中的固体;电磁阀10, 其用于控制向第2纯水化树脂9的通水;以及控制部11,其根据导 电率仪7的测量值而控制电磁阀10的开闭。
此外,由于导电率仪5和导电率仪7对同一个清水槽水的导电 率进行测量,因此也可以将2个导电率仪合为1个。在该情况下,第 1控制部6和控制部11的控制对象虽然不同,但也可以合为1个。
实施例1
本实施例1的实施条件如下所示。
作为防蚀树脂8,使用通过向作为阳离子型树脂的Na+型树脂 1.8L和作为阴离子型树脂的NO 2 -型树脂2.2L混合而成的(Na+型 +NO 2 -型)树脂通入3mol/L的NaNO 2 溶液而形成的(Na+型+NO 2 -型) 树脂。(参照图5)通过向该树脂通入加工水而向储存加工水的清水 槽流动,从而可以将加工水变换为NaNO 2 溶液。
作为纯水化树脂,第1纯水化树脂3、第2纯水化树脂9均使用 将H+型树脂5L和OH-型树脂5L混合而成的(H+型+OH-型)树脂。
作为控制部11的基准的导电率,将导电率(1)设定为大于或 等于8μS/cm,将相当于第1导电率的导电率(2)设定为8μS/cm, 将相当于第2导电率的导电率(3)设定为12μS/cm,根据导电率仪 7的测量值,进行电磁阀10的开闭。
此外,对于线电极放电加工机的第1纯水化树脂3,在导电率仪 5的值大于或等于14μS/cm的情况下,打开电磁阀4而向第1纯水化 树脂3通水,使利用过滤器F1去除了固体后的清水向加工槽1环流。 (在导电率小于14μS/cm的情况下,关闭电磁阀4而不向第1纯水 化树脂3通水,使清水槽的清水向加工槽1环流)。
下面对具体动作进行说明。
步骤1
在本实施例中,向防蚀装置、第1纯水化树脂3通水之前的清 水槽水的导电率为20μS/cm。
由于清水槽2的清水的由导电率仪7测量到的导电率并没有成 为导电率(1),因此向防蚀树脂8通水,并由控制部11打开电磁阀 10,向第2纯水化树脂9通水。
另外,由于导电率仪5的测量值为上述所示的20μS/cm,因此 也经由第1控制部6向第1纯水化树脂3通水。
将清水槽水向第1纯水化树脂3、防蚀树脂8、第2纯水化树脂 9通入,将清水槽水中的杂质离子置换为Na+、H+、NO 2 -、OH-,同 时清水槽水的导电率降低。
另外,如果清水槽水的导电率小于14μS/cm,则第1控制部6 关闭电磁阀4,停止向第1纯水化树脂3通水。
然后,如果清水槽水的导电率达到8μS/cm,则控制部11关闭 电磁阀10,停止向第2纯水化树脂9通水。
此时的清水槽水中的NO 2 -浓度为2.3ppm。
步骤2
如果清水槽水的导电率达到8μS/cm,则停止向纯水化树脂通水, 由于清水槽水仅向防蚀树脂通水,所以清水槽水中的杂质离子被置换 为Na+、NO 2 -,同时清水槽水的导电率上升。
步骤3
如果清水槽水的导电率达到12μS/cm,则控制部11打开电磁阀 10,开始也向第2纯水化树脂9通水。
通过向防蚀树脂8和第2纯水化树脂9通入清水槽水,从而清 水槽水中的杂质离子被置换为Na+、H+、NO 2 -、OH-,同时清水槽水 的导电率降低,清水槽水的导电率达到8μS/cm。
此时的清水槽水中的NO 2 -浓度为2.7ppm。
如上所述,根据本实施例,通过实施上述步骤1至3,可以使清 水槽水中的NO 2 -量增加,增加导电率和NO 2 -浓度之间的正比关系。
即,通过持续向防蚀树脂8通水,同时利用向纯水化树脂通水 而控制导电率,以使得即使导电率同是8μS/cm,与步骤1后的清水 槽水中的NO 2 -浓度为2.3ppm相对,步骤3后的NO 2 -浓度为2.7ppm, 从而将杂质离子置换为Na+、NO 2 -,接近具有防蚀性的高纯度的单质 溶液,导电率与具有防蚀性的阴离子浓度成正比关系。
由此,可以根据导电率仪的值而把握具有防蚀性的阴离子浓度, 并且可以维持铁系金属防蚀所需的最小导电率。
在本实施例中,在反复进行步骤1至3的状态下,在加工槽中 浸渍碳素钢(S45C),其结果,在浸渍4天后,碳素钢维持光泽, 没有产生铁锈。
此外,在清水槽中浸渍Na+测量仪,对步骤2中的清水槽中的 Na+浓度进行测量的结果是,12天后Na+浓度基本没有增加。这表示 防蚀树脂中的Na+型树脂已达到寿命,可以预知NO 2 -型树脂的寿命。
作为预测方法的具体例子,可以根据Na+型树脂达到寿命为止的 所花费的时间12天、以及NO 2 -型树脂/Na+型树脂的容量比 2.2L/1.8L=1.2,预知NO 2 -型树脂的寿命(12天×1.2=14.4天)。
此外,在本实施例中,作为防蚀树脂使用了(Na+型+NO 2 -型) 树脂,但是在使用(K+型+NO 2 -型)树脂或(Ca2+型+NO 2 -型)树脂的 情况下,也可以得到同样的效果。
另外,在本实施例中,作为防蚀树脂8的结构而说明了如图5 所示的将阳离子型树脂和阴离子型树脂混合的情况,但也可以例如如 图6、图7、图8所示,作为防蚀树脂而将阳离子型树脂和阴离子型 树脂独立地使用。
例如,分别准备规定容量比的H+型树脂和OH-型树脂,将3mol/L 的NaNO 2 溶液向OH-型树脂通入后,也向H+型树脂通入。由此,将 H+型树脂变换为Na+型树脂,将OH-型树脂变换为NO 2 -型树脂。
使Na+型树脂和NO 2 -型树脂独立形成的优点如下,即,当Na+型树脂达到寿命时,可以预知NO 2 -型树脂的寿命,并且只要仅更换 Na+型树脂,就可以在NO 2 -型树脂达到寿命为止,将加工水变换为 NaNO 2 溶液。
另外,为了制造防蚀树脂的阳离子型树脂即Na+、阴离子型树脂 即NO 2 -,使用了3mol/L的NaNO 2 溶液,但是在作为阳离子型树脂而 制造K+或Ca2+、作为阴离子型树脂而制造NO 2 -的情况下,使用KNO 2 溶液或Ca(NO 2 ) 2 溶液即可。
实施例2
本实施例2的实施条件如下所示。
作为防蚀树脂8,使用通过向Na+型树脂1.8L和MoO 4 2-型树脂 2.2L混合而成的(Na+型+MoO 4 2-型)树脂通入3mol/L的Na 2 MoO 4 溶液而形成的(Na+型+MoO 4 2-型)树脂。(参照图5)
通过向该树脂通入加工水而向储存加工水的清水槽流动,从而 可以将加工水变换为Na 2 MoO 4 溶液。
作为纯水化树脂,第1纯水化树脂3、第2纯水化树脂9均使用 将H+型树脂5L和OH-型树脂5L混合而成的(H+型+OH-型)树脂。
作为控制部11的基准的导电率,将导电率(1)设定为大于或 等于30μS/cm,将相当于第1导电率的导电率(2)设定为20μS/cm, 将相当于第2导电率的导电率(3)设定为24μS/cm,根据导电率仪 7的测量值,进行电磁阀10的开闭。
此外,对于线电极放电加工机的第1纯水化树脂3,在导电率仪 5的值大于或等于30μS/cm的情况下,打开电磁阀4而向第1纯水化 树脂3通水,使利用过滤器F1去除了固体后的清水向加工槽1环流。 (在导电率小于30μS/cm的情况下,关闭电磁阀4而不向第1纯水 化树脂3通水,使清水槽的清水向加工槽1环流)。
下面对具体动作进行说明。
步骤1
在本实施例中,向防蚀装置、第1纯水化树脂3通水之前的清 水槽水的导电率为40μS/cm。
由于清水槽2的清水的由导电率仪7测量到的导电率并没有成 为导电率(1),因此向防蚀树脂8通水,并由控制部11打开电磁阀 10,向第2纯水化树脂9通水。
另外,由于导电率仪5的测量值为上述所示的40μS/cm,因此 也经由第1控制部6向第1纯水化树脂3通水。
将清水槽水向第1纯水化树脂3、防蚀树脂8、第2纯水化树脂 9通入,将清水槽水中的杂质离子置换为Na+、H+、MoO 4 2-、OH-, 同时清水槽水的导电率降低。
另外,如果清水槽水的导电率小于30μS/cm,则第1控制部6 关闭电磁阀4,停止向第1纯水化树脂3通水。
然后,如果清水槽水的导电率达到20μS/cm,则控制部11关闭 电磁阀10,停止向第2纯水化树脂9通水。
此时的清水槽水中的MoO 4 2-浓度为8.1ppm。
步骤2
如果清水槽水的导电率达到20μS/cm,则停止向纯水化树脂通 水,由于清水槽水仅向防蚀树脂通水,所以清水槽水中的杂质离子被 置换为Na+、MoO 4 2-,同时清水槽水的导电率上升。
步骤3
如果清水槽水的导电率达到24μS/cm,则控制部11打开电磁阀 10,开始也向第2纯水化树脂9通水。
通过向防蚀树脂8和第2纯水化树脂9通入清水槽水,从而清 水槽水中的杂质离子被置换为Na+、H+、MoO 4 2-、OH-,同时清水槽 水的导电率降低,清水槽水的导电率达到20μS/cm。
此时的清水槽水中的MoO 4 2-浓度为9.6ppm。
如上所述,根据本实施例,通过实施上述步骤1至3,可以使清 水槽水中的MoO 4 2-量增加,增加导电率和MoO 4 2-浓度之间的正比关 系。
在本实施例中,在反复进行步骤1至3的状态下,在加工槽中 浸渍碳素钢(S45C),其结果,在浸渍2天后,碳素钢维持光泽, 没有产生铁锈。
此外,在清水槽中浸渍Na+测量仪,对步骤2中的清水槽中的 Na+浓度进行测量的结果是,12天后Na+浓度基本没有增加。这表示 防蚀树脂中的Na+型树脂已达到寿命,可以预知NO 2 -型树脂的寿命。
在本实施例中,作为防蚀树脂使用了(Na+型+MoO 4 2-型)树脂, 但是在使用(K+型+MoO 4 2-型)树脂或(Ca2+型+MoO 4 2-型)树脂的情 况下,也可以得到同样的效果。
另外,在作为阴离子型树脂而制造MoO 4 2-的情况下,使用 Na 2 MoO 4 溶液、K 2 MoO 4 溶液、CaMoO 4 溶液即可。
实施例3
本实施例2的实施条件如下所示。
作为防蚀树脂8,使用通过向Na+型树脂1.8L和WO 4 2-型树脂 2.2L混合而成的(Na+型+WO 4 2-型)树脂通入3mol/L的Na 2 WO 4 溶 液而形成的(Na+型+WO 4 2-型)树脂。(参照图5)
通过向该树脂通入加工水而向储存加工水的清水槽流动,从而 可以将加工水变换为Na 2 WO 4 溶液。
作为纯水化树脂,第1纯水化树脂3、第2纯水化树脂9均使用 将H+型树脂5L和OH-型树脂5L混合而成的(H+型+OH-型)树脂。
作为控制部11的基准的导电率,将导电率(1)设定为大于或 等于40μS/cm,将相当于第1导电率的导电率(2)设定为24μS/cm, 将相当于第2导电率的导电率(3)设定为28μS/cm,根据导电率仪 7的测量值,进行电磁阀10的开闭。
此外,对于线电极放电加工机的第1纯水化树脂3,在导电率仪 5的值大于或等于40μS/cm的情况下,打开电磁阀4而向第1纯水化 树脂3通水,使利用过滤器F1去除了固体后的清水向加工槽1环流。 (在导电率小于40μS/cm的情况下,关闭电磁阀4而不向第1纯水 化树脂3通水,使清水槽的清水向加工槽1环流)。
下面对具体动作进行说明。
步骤1
在本实施例中,向防蚀装置、第1纯水化树脂3通水之前的清 水槽水的导电率为50μS/cm。
由于清水槽2的清水的由导电率仪7测量到的导电率并没有成 为导电率(1),因此向防蚀树脂8通水,并由控制部11打开电磁阀 10,向第2纯水化树脂9通水。
另外,由于导电率仪5的测量值为上述所示的50μS/cm,因此 也经由第1控制部6向第1纯水化树脂3通水。
将清水槽水向第1纯水化树脂3、防蚀树脂8、第2纯水化树脂 9通入,将清水槽水中的杂质离子置换为Na+、H+、WO 4 2-、OH-,同 时清水槽水的导电率降低。
另外,如果清水槽水的导电率小于40μS/cm,则第1控制部6 关闭电磁阀4,停止向第1纯水化树脂3通水。
然后,如果清水槽水的导电率达到24μS/cm,则控制部11关闭 电磁阀10,停止向第2纯水化树脂9通水。
此时的清水槽水中的WO 4 2-浓度为12.4ppm。
步骤2
如果清水槽水的导电率达到20μS/cm,则停止向纯水化树脂通 水,由于清水槽水仅向防蚀树脂通水,所以清水槽水中的杂质离子被 置换为Na+、WO 4 2-,同时清水槽水的导电率上升。
步骤3
如果清水槽水的导电率达到28μS/cm,则控制部11打开电磁阀 10,开始也向第2纯水化树脂9通水。
通过向防蚀树脂8和第2纯水化树脂9通入清水槽水,从而清 水槽水中的杂质离子被置换为Na+、H+、WO 4 2-、OH-,同时清水槽 水的导电率降低,清水槽水的导电率达到24μS/cm。
此时的清水槽水中的WO 4 2-浓度为14.5ppm。
如上所述,根据本实施例,即使导电率是24μS/cm,与步骤1 后的清水槽水中的WO 4 2-浓度为12.4ppm相对,步骤3后的WO 4 2-浓 度为14.5ppm。
通过实施上述步骤1至3,可以使清水槽水中的WO 4 2-量增加, 增加导电率和WO 4 2-浓度之间的正比关系。
在本实施例中,在反复进行步骤1至3的状态下,在加工槽中 浸渍碳素钢(S45C),其结果,在浸渍2天后,碳素钢维持光泽, 没有产生铁锈。
此外,在清水槽中浸渍Na+测量仪,对步骤2中的清水槽中的 Na+浓度进行测量的结果是,12天后Na+浓度基本没有增加。这表示 防蚀树脂中的Na+型树脂已达到寿命,可以预知NO 2 -型树脂的寿命。
在本实施例中,作为防蚀树脂使用了(Na+型+WO 4 2-型)树脂, 但是在使用(K+型+WO 4 2-型)树脂或(Ca2+型+WO 4 2-型)树脂的情 况下,也可以得到同样的效果。
另外,在作为阴离子型树脂而制造WO 4 2-的情况下,使用Na 2 WO 4 溶液、K 2 WO 4 溶液、CaWO 4 溶液即可。
实施例4
图9是表示本实施例的应用于线电极放电加工机的其他结构例。
与图4的结构存在较大差异的点在于,由防蚀装置的纯水化树 脂承担第1纯水化树脂3的功能。
因此,在防蚀树脂的紧上游还设置电磁阀12,并且使用导电率 仪7,经由控制部11A控制电磁阀10和电磁阀12。
在本例子的情况下,上述步骤2中的导电率(3)是在放电加工 时进行设定的值。
本实施例4的实施条件如下所示。
作为防蚀树脂8,使用通过向作为阳离子型树脂的Na+型树脂 1.8L和作为阴离子型树脂的NO 2 -型树脂2.2L混合而成的(Na+型 +NO 2 -型)树脂通入3mol/L的NaNO 2 溶液而形成的(Na+型+NO 2 -型) 树脂。(参照图5)
作为纯水化树脂,第1纯水化树脂3、第2纯水化树脂9均使用 将H+型树脂5L和OH-型树脂5L混合而成的(H+型+OH-型)树脂。
作为控制部11A的基准的导电率,将导电率(1)设定为大于或 等于8μS/cm,将相当于第1导电率的导电率(2)设定为8μS/cm, 将相当于第2导电率的导电率(3)设定为12μS/cm,根据导电率仪 7的测量值,进行电磁阀10、12的开闭。
在本实施例的情况下,纯水化树脂兼作为线电极放电加工机主 体的纯水化树脂。
下面对具体动作进行说明。
步骤1
在本实施例中,向防蚀装置、第1纯水化树脂3通水之前的清 水槽水的导电率为20μS/cm。
由于清水槽2的清水的由导电率仪7测量到的导电率并没有成 为导电率(1),因此由控制部11A打开电磁阀10、12,向防蚀树脂 8及第2纯水化树脂9通水。
将清水槽水向防蚀树脂8、第2纯水化树脂9通入,将清水槽水 中的杂质离子置换为Na+、H+、NO 2 -、OH-,同时清水槽水的导电率 降低。
然后,如果清水槽水的导电率达到8μS/cm,则控制部11A关闭 电磁阀10,停止向第2纯水化树脂9通水。
此时的清水槽水中的NO 2 -浓度为2.3ppm。
步骤2
如果清水槽水的导电率达到8μS/cm,则停止向纯水化树脂通水, 由于清水槽水仅向防蚀树脂通水,所以清水槽水中的杂质离子被置换 为Na+、NO 2 -,同时清水槽水的导电率上升。
步骤3
如果清水槽水的导电率达到12μS/cm,则控制部11A打开电磁 阀10,开始也向第2纯水化树脂9通水。
通过向防蚀树脂8和第2纯水化树脂9通入清水槽水,从而清 水槽水中的杂质离子被置换为Na+、H+、NO 2 -、OH-,同时清水槽水 的导电率降低,清水槽水的导电率达到8μS/cm。
此时的清水槽水中的NO 2 -浓度为2.7ppm。
如上所述,根据本实施例,通过实施上述步骤1至3,可以使清 水槽水中的NO 2 -量增加,增加导电率和NO 2 -浓度之间的正比关系。
即,通过持续向防蚀树脂8通水,同时利用向纯水化树脂通水 而控制导电率,以使得即使导电率同是8μS/cm,与步骤1后的清水 槽水中的NO 2 -浓度为2.3ppm相对,步骤3后的NO 2 -浓度为2.7ppm, 从而将杂质离子置换为Na+、NO 2 -,接近具有防蚀性的高纯度的单质 溶液,导电率与具有防蚀性的阴离子浓度成正比关系。
由此,可以根据导电率仪的值而把握具有防蚀性的阴离子浓度, 并且可以维持铁系金属防蚀所需的最小导电率。
在本实施例中,在反复进行步骤1至3的状态下,在加工槽中 浸渍碳素钢(S45C),其结果,在浸渍4天后,碳素钢维持光泽, 没有产生铁锈。
此外,在清水槽中浸渍Na+测量仪,对步骤2中的清水槽中的 Na+浓度进行测量的结果是,12天后Na+浓度基本没有增加。这表示 防蚀树脂中的Na+型树脂已达到寿命,可以预知NO 2 -型树脂的寿命。
作为预测方法的具体例子,可以根据Na+型树脂达到寿命为止的 所花费的时间12天、以及NO 2 -型树脂/Na+型树脂的容量比 2.2L/1.8L=1.2,预知NO 2 -型树脂的寿命(12天×1.2=14.4天)。
此外,在本实施例中,作为防蚀树脂使用了(Na+型+NO 2 -型) 树脂,但是在使用(K+型+NO 2 -型)树脂或(Ca2+型+NO 2 -型)树脂的 情况下,也可以得到同样的效果。
实施例5
本实施例5的实施条件如下所示。
作为防蚀树脂8,使用通过向Na+型树脂1.8L和MoO 4 2-型树脂 2.2L混合而成的(Na+型+MoO 4 2-型)树脂通入3mol/L的Na 2 MoO 4 溶液而形成的(Na+型+MoO 4 2-型)树脂。(参照图5)
作为纯水化树脂,第1纯水化树脂3、第2纯水化树脂9均使用 将H+型树脂5L和OH-型树脂5L混合而成的(H+型+OH-型)树脂。
作为控制部11A的基准的导电率,将导电率(1)设定为大于或 等于30μS/cm,将相当于第1导电率的导电率(2)设定为20μS/cm, 将相当于第2导电率的导电率(3)设定为24μS/cm,根据导电率仪 7的测量值,进行电磁阀10的开闭。
在本实施例的情况下,也与实施例4相同地,纯水化树脂兼作 为线电极放电加工机主体的纯水化树脂。
下面对具体动作进行说明。
步骤1
在本实施例中,向防蚀装置、第1纯水化树脂3通水之前的清 水槽水的导电率为40μS/cm。
由于清水槽2的清水的由导电率仪7测量到的导电率并没有成 为导电率(1),因此由控制部11A打开电磁阀10、12,向防蚀树脂 8及第2纯水化树脂9通水。
将清水槽水向防蚀树脂8、第2纯水化树脂9通入,将清水槽水 中的杂质离子置换为Na+、H+、MoO 4 2-、OH-,同时清水槽水的导电 率降低。
另外,如果清水槽水的导电率达到20μS/cm,则控制部11A关 闭电磁阀10,停止向第2纯水化树脂9通水。
此时的清水槽水中的MoO 4 2-浓度为8.1ppm。
步骤2
如果清水槽水的导电率达到20μS/cm,则停止向纯水化树脂通 水,由于清水槽水仅向防蚀树脂通水,所以清水槽水中的杂质离子被 置换为Na+、MoO 4 2-,同时清水槽水的导电率上升。
步骤3
如果清水槽水的导电率达到24μS/cm,则控制部11A打开电磁 阀10,开始也向第2纯水化树脂9通水。
通过向防蚀树脂8和第2纯水化树脂9通入清水槽水,从而清 水槽水中的杂质离子被置换为Na+、H+、MoO 4 2-、OH-,同时清水槽 水的导电率降低,清水槽水的导电率达到20μS/cm。
此时的清水槽水中的MoO 4 2-浓度为9.6ppm。
如上所述,根据本实施例,即使导电率是24μS/cm,与步骤1 后的清水槽水中的WO 4 2-浓度为12.4ppm相对,步骤3后的WO 4 2-浓 度为14.5ppm。
即,通过实施上述步骤1至3,可以使清水槽水中的MoO 4 2-量 增加,增加导电率和MoO 4 2-浓度之间的正比关系。
在本实施例中,在反复进行步骤1至3的状态下,在加工槽中 浸渍碳素钢(S45C),其结果,在浸渍2天后,碳素钢维持光泽, 没有产生铁锈。
此外,在清水槽中浸渍Na+测量仪,对步骤2中的清水槽中的 Na+浓度进行测量的结果是,12天后Na+浓度基本没有增加。这表示 防蚀树脂中的Na+型树脂已达到寿命,可以预知NO 2 -型树脂的寿命。
在本实施例中,作为防蚀树脂使用了(Na+型+MoO 4 2-型)树脂, 但是在使用(K+型+MoO 4 2-型)树脂或(Ca2+型+MoO 4 2-型)树脂的情 况下,也可以得到同样的效果。
实施例6
本实施例6的实施条件如下所示。
作为防蚀树脂8,使用通过向Na+型树脂1.8L和WO 4 2-型树脂 2.2L混合而成的(Na+型+WO 4 2-型)树脂通入3mol/L的Na 2 WO 4 溶 液而形成的(Na+型+WO 4 2-型)树脂。(参照图5)
作为纯水化树脂,第1纯水化树脂3、第2纯水化树脂9均使用 将H+型树脂5L和OH-型树脂5L混合而成的(H+型+OH-型)树脂。
作为控制部11A的基准的导电率,将导电率(1)设定为大于或 等于40μS/cm,将相当于第1导电率的导电率(2)设定为24μS/cm, 将相当于第2导电率的导电率(3)设定为28μS/cm,根据导电率仪 7的测量值,进行电磁阀10的开闭。
在本实施例的情况下,纯水化树脂兼作为线电极放电加工机主 体的纯水化树脂。
下面对具体动作进行说明。
在本实施例中,向防蚀装置、第1纯水化树脂3通水之前的清 水槽水的导电率为50μS/cm。
由于清水槽2的清水的由导电率仪7测量到的导电率并没有成 为导电率(1),因此由控制部11A打开电磁阀10、12,向防蚀树脂 8及第2纯水化树脂9通水。
将清水槽水向防蚀树脂8、第2纯水化树脂9通入,将清水槽水 中的杂质离子置换为Na+、H+、WO 4 2-、OH-,同时清水槽水的导电 率降低。
另外,如果清水槽水的导电率达到24μS/cm,则控制部11A关 闭电磁阀10,停止向第2纯水化树脂9通水。
此时的清水槽水中的WO 4 2-浓度为12.4ppm。
步骤2
如果清水槽水的导电率达到20μS/cm,则停止向纯水化树脂通 水,由于清水槽水仅向防蚀树脂通水,所以清水槽水中的杂质离子被 置换为Na+、WO 4 2-,同时清水槽水的导电率上升。
步骤3
如果清水槽水的导电率达到28μS/cm,则控制部11A打开电磁 阀10,开始也向第2纯水化树脂9通水。
通过向防蚀树脂8和第2纯水化树脂9通入清水槽水,从而清 水槽水中的杂质离子被置换为Na+、H+、WO 4 2-、OH-,同时清水槽 水的导电率降低,清水槽水的导电率达到24μS/cm。
此时的清水槽水中的WO 4 2-浓度为14.5ppm。
如上所述,根据本实施例,即使导电率是24μS/cm,与步骤1 后的清水槽水中的WO 4 2-浓度为12.4ppm相对,步骤3后的WO 4 2-浓 度为14.5ppm。
通过实施上述步骤1至3,可以使清水槽水中的WO 4 2-量增加, 增加导电率和WO 4 2-浓度之间的正比关系。
在本实施例中,在反复进行步骤1至3的状态下,在加工槽中 浸渍碳素钢(S45C),其结果,在浸渍2天后,碳素钢维持光泽, 没有产生铁锈。
此外,在清水槽中浸渍Na+测量仪,对步骤2中的清水槽中的 Na+浓度进行测量的结果是,12天后Na+浓度基本没有增加。这表示 防蚀树脂中的Na+型树脂已达到寿命,可以预知NO 2 -型树脂的寿命。
在本实施例中,作为防蚀树脂使用了(Na+型+WO 4 2-型)树脂, 但是在使用(K+型+WO 4 2-型)树脂或(Ca2+型+WO 4 2-型)树脂的情 况下,也可以得到同样的效果。
另外,在作为阴离子型树脂而制造WO 4 2-的情况下,使用Na 2 WO 4 溶液、K 2 WO 4 溶液、CaWO 4 溶液即可。
工业实用性
本发明适用于线电极放电加工机。