ISO 15730:2000 金属およびその他の無機コーティング—ステンレス鋼を平滑化および不動態化する手段としての電解研磨

この規格プレビューページの目次

※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。

3 用語と定義

この国際規格の目的のために、ISO 2064, ISO 2080, および ISO 4519 に示されている定義 (便宜上、一部を以下に繰り返します) と以下が適用されます。

3.1

パッシベーション

ステンレス鋼の表面を化学反応性の低い状態にする

注記 1:不動態化された表面は、遊離鉄が存在せず、薄い一貫した酸化膜が形成されるという特徴があります。

3.2

電解研磨

適切な溶液で陽極化することによる金属表面の平滑化と光沢化

[出典:ISO 2080:1981]

3.3

検査ロット

同じ種類で、同じ仕様で製造され、単一のサプライヤーによって一度に、またはほぼ同時に、本質的に同一の条件下で処理され、受け入れのために提出された、処理されたアイテムのコレクション、またはグループとしての拒絶

[出典:ISO 4519:1980, 定義 3.7 に基づく]

3.4

重要な表面

コーティングで覆われた、またはコーティングされる予定の物品の一部であり、そのコーティングが有用性および/または外観にとって不可欠であり、コーティングが指定された要件のすべてを満たさなければならない場合

[出典:ISO 2064:1996]

4 購入者がフィニッシャーに提供する情報

この国際規格に従って平滑化および不動態化された物品を注文する場合、購入者は次の情報を提供するものとします。

a)この国際規格の番号、すなわち ISO 15730, 合金指定番号、および成形品を評価するために使用される試験方法 (箇条 7 を参照);
b)要求される外観。または、ISO 16348 (注 1 を参照) に従って、必要な仕上げを示すサンプルを購入者が提供または承認する必要があります。
c)電気的接触が許容される物品の領域;
d)寸法公差がある場合は、注文書に記載する必要があります (注 2 を参照)
e)不動態化試験の要件（5.3 および 7 節を参照）;
f)試験報告書の提供に関する要件（5.4 および 8 節を参照）。

注記 1必要に応じて、電解研磨の前に、所望の最終表面特性を得るために必要な機械的研磨を基材に施してもよい。

注記 2通常、電解研磨中に表面から 5 μm から 10 μm の金属が除去される。ただし、追加の平滑化のために最大 50 μm を除去することができます。シールドや補助カソードを使用しない限り、コーナーやエッジ、つまり高電流密度の領域からより多くの量が除去されます。

5つの要件

5.1 視覚的な欠陥

指定されている場合、電解研磨によって平滑化および不動態化される物品の重要な表面には、約 0.5 m の距離で 20/20 視力で調べたときに、くぼみ、粗さ、筋、または変色などのはっきりと見える欠陥があってはなりません。

注記スクラッチ、多孔性、含有物などの基材の表面の欠陥は、製品の外観と性能に悪影響を及ぼす可能性があります。

5.2 プロセス

5.2.1 一般

基材は、研磨剤、油などの表面の汚れを除去するために、研磨や洗浄などの準備作業を行う必要がある場合があります。

5.2.2 電解研磨

準備作業の後、購入者が指定した表面仕上げを生成するために必要な電流密度と温度で、一定期間、物品を電解研磨溶液に投入する [条項 4 の b) を参照

注記 1附属書 A には、多くのステンレス鋼合金に適した典型的な電解研磨ソリューションと操作条件が記載されています。

注記 2独自の電解研磨ソリューションが利用可能で、低スラッジ、優れた輝点均一性、長寿命、または特定のステンレス鋼合金での優れた性能などの特別な機能を提供します。

注記 3複雑な形状の物品は、電流密度が低いため、くぼんだ領域で同程度のパッシベーションを受けない場合があります。時間および／または全体の電流密度を増加させることによって、または補助カソードを使用することによって、電解研磨はそのような領域で改善され、その後のパッシベーション試験に合格することができる。

5.2.3 後処理とすすぎ

電解研磨プロセスは、電解研磨溶液から取り出すと、外観や性能に悪影響を及ぼす可能性のある残留表面膜を生成します。

フィルムは、次のいずれかの方法で除去する必要があります。

体積分率１０％～体積分率３０％（相対密度１．４２；質量分率７０％）の硝酸溶液に物品を室温で浸漬する。また
いくつかのすすぎ段階を使用します。

アルカリ溶液への浸漬などの中和手順は、残留表面フィルムを「硬化」させ、外観と性能を損なう傾向があるため、使用しないでください。

その後、部品をすすぎ、受動部品の外観と性能に影響を与える可能性のある酸性化した水の痕跡をすべて除去する必要があります。

注記ウォータースポットを避けるために、脱イオン水または蒸留水を使用できます。

5.3 不動態化試験

5.3.1 7.1 に従って試験した場合、試験に起因する赤錆またはその他の目に見える製品の形跡があってはならない。

5.3.2 7.2 に従って試験した場合、試験の結果として赤錆やその他の目に見える製品が製品に現れてはならない。

5.3.3 7.3 に従って試験した場合、試験の結果として赤錆またはその他の目に見える製品が製品に現れてはならない。

5.3.4オーステナイト 200 系、オーステナイト 300 系、マルテンサイト 400 系のステンレス鋼合金で 16% を超えるクロムを含むものは、7.4 に従って試験した場合、銅色の析出物および/または銅色の斑点の証拠を提供してはならない。

5.3.5オーステナイト 200 系、オーステナイト 300 系、およびマルテンサイト 400 系のステンレス鋼合金で、16% を超えるクロムを含むものは、7.5 に従って試験した場合、30 秒以内に暗青色の形成の証拠を提供してはならない。

5.4 試験報告書

注文書 [第 4 節の f) を参照] で指定されている場合、使用されたパッシベーションテストのレポート (第 7 節を参照) は、第 8 節に従って購入者に提供されるものとします。

6 サンプリング

6.1 ISO 4519 に従って、検査ロットから無作為にサンプルを選択するものとします。

ロット内の品目は、この仕様の要件に適合しているかどうか検査され、ロットは、ISO 4519 で指定されたサンプリング計画に従って、各要件に適合または不適合として分類されるものとします。

注ISO 4519 は、コーティングされた物品の元の検査のための 4 つのサンプリング計画について説明しています。 3 つは、試験方法が非破壊的である場合に使用されます (つまり、試験方法がアイテムを不適合にしない場合) 4 番目の計画は、テスト方法が破壊的である場合に使用されます。

購入者は、どの試験方法が破壊的でどれが非破壊的であるかを特定する必要があります。特定の要件に対する仕上げの適合性をテストするために、破壊的および非破壊的なテスト方法が存在する場合、購入者はどちらのテスト方法を使用するかを明記する必要があります。

6.2試験の項目を表すために個別の試験片を使用する場合、試験片は、この仕様の試験方法に従って、必要に応じて、性質、サイズ、および数のものであり、処理されるものとします。

必要性が証明されない限り、非破壊検査および目視検査用の製造品目の代わりに、個別に準備された試験片を使用してはなりません。

注記破壊試験では、別途準備した試験片を使用することができる。

7つの試験方法

7.1 水浸試験

物品は交互に蒸留水に 1 時間浸漬し、その後 2 時間乾燥させ、湿乾サイクルを 8 回行う（合計 24 時間）。

7.2 湿度試験

成形品は、適切な湿度キャビネット内で 24 時間、38 °C ± 2 °C で 100% の湿度にさらされるものとします。

7.3 中性塩水噴霧（NSS）試験

成形品は、ISO 9227 に記載されている NSS 試験に従って、最低 2 時間試験するものとします。

7.4 硫酸銅試験

7.4.1 原則

物品を硫酸銅の酸性溶液で拭き取り、遊離鉄の存在を示す銅色の沈着物および／または銅色の斑点の証拠がないか検査する。

7.4.2 試薬

分析用試薬グレードの硫酸銅 (CuSO ₄・5H ₂ O) 1.6 g を蒸留水 100 ml および質量分率 96% の硫酸 0.4 ml に溶解して調製した硫酸銅試験溶液。

2 週間ごとに新しい試験溶液を調製する。

7.4.3 手順

綿棒を使用して、テストする不動態化された表面のきれいな領域にテストソリューションを適用し、表面が 6 分間濡れていることを確認します。

銅色の堆積物および/または銅色の斑点の形成について表面を検査します。

テストに使用した部品を廃棄または再処理します。

7.5 修正「フェロキシル」試験

7.5.1 原則

物品をフェリシアン化カリウム溶液で拭き取り、遊離鉄の存在を示す暗青色の形成について検査する。

7.5.2 試薬

分析用フェリシアン化カリウム [K ₃ Fe(CN) ₆ ] 1.0 g を 70 ml の蒸留水と 30 ml の試薬用硝酸 (質量分率と相対密度が (70 ± 1) %) に溶解して調製したフェリシアン化カリウム試験溶液1.415 ～ 1.42

新鮮な試験溶液を毎日調製するものとします。

7.5.3 手順

綿棒を使用して、テストする不動態化された表面のきれいな領域にテストソリューションを適用します。濃い青色が形成されるまでの時間に注意してください。

テストに使用した部品を廃棄または再処理します。

8 試験報告書

試験報告書には、次の情報を含めるものとします。

a)この国際規格、すなわち ISO 15730 への参照。
b)使用した試験方法への言及（箇条 7 参照）;
c)各試験片の試験領域の位置
d)使用した標本の数
e)オペレータおよび試験所の名前。
f)試験が実施された日付
g)結果またはその有効性に影響を与える可能性が高いと考えられる状況または条件。
h)指定された試験方法からの逸脱。
i)試験の結果（5.3 参照）

参考文献

[1]	ISO 8074, 航空宇宙 — オーステナイト系ステンレス鋼部品の表面処理。
[2]	ISO 8075, 航空宇宙 — 硬化可能なステンレス鋼部品の表面処理。
[3]	テガート、WJ McG.研究および産業における金属の電解研磨および化学研磨。第 2 版改訂。ロンドンとニューヨーク: Pergamon Press, 1959.

3 Terms and definitions

For the purposes of this International Standard, the definitions given in ISO 2064, ISO 2080 and ISO 4519 (some of which are repeated below for convenience) and the following apply.

3.1

passivation

rendering of a stainless steel surface into a lower state of chemical reactivity

Note 1 to entry: Passivated surfaces are characterized by the absence of free iron and the formation of a thin coherent oxide film.

3.2

electropolishing

smoothing and brightening of a metal surface by making it anodic in an appropriate solution

[SOURCE:ISO 2080:1981]

3.3

inspection lot

collection of treated items that are of the same kind, that have been produced to the same specifications, that have been treated by a single supplier at one time, or at approximately the same time, under essentially identical conditions and that are submitted for acceptance or rejection as a group

[SOURCE:Based on ISO 4519:1980, definition 3.7]

3.4

significant surface

part of the article covered or to be covered by the coating and for which the coating is essential for serviceability and/or appearance and where the coating has to meet all of the specified requirements

[SOURCE:ISO 2064:1996]

4 Information to be supplied by the purchaser to the finisher

When ordering articles smoothed and passivated in accordance with this International Standard, the purchaser shall provide the following information:

a) the number of this International Standard, i.e. ISO 15730, the alloy designation number and the test method(s) to be used to evaluate the article (see clause 7);
b) the appearance required. Alternatively, a sample showing the required finish shall be supplied or approved by the purchaser in accordance with ISO 16348 (see note 1);
c) those areas on the article where electrical contact is acceptable;
d) the dimensional tolerances, if any, to be stated in the ordering document (see note 2);
e) any requirements for passivation testing (see 5.3 and clause 7);
f) any requirement for the provision of a test report (see 5.4 and clause 8).

NOTE 1 When required, the basis material may be subjected, prior to electropolishing, to such mechanical polishing as may be required to yield the desired final surface characteristics.

NOTE 2 Typically, 5 μm to 10 μm of metal are removed from the surface during electropolishing; however, up to 50 μm may be removed for additional smoothing. Greater amounts will be removed from corners and edges, i.e. areas of high current density, unless shields and/or auxiliary cathodes are used.

5 Requirements

5.1 Visual defects

Where specified the significant surfaces of the article to be smoothed and passivated by electropolishing shall be free of clearly visible defects such as pits, roughness, striations or discoloration when examined with 20/20 eyesight at a distance of approximately 0,5 m.

NOTE Defects in the surface of the basis material such as scratches, porosity and inclusions can adversely affect the appearance and performance of the article.

5.2 Process

5.2.1 General

The basis material may have to be subjected to preparatory operations, e.g. polishing and cleaning in order to remove surface soil such as polishing compounds, oils, etc.

5.2.2 Electropolishing

Following any preparatory operations, the article(s) shall be introduced into the electropolishing solution for a period of time at the current density and temperature required to produce the surface finish specified by the purchaser [see b) of clause 4].

NOTE 1 Annex A describes a typical electropolishing solution and operating conditions suitable for many stainless steel alloys.

NOTE 2 Proprietary electropolishing solutions are available offering special features such as low sludging, better bright throwing power, longer life or better performance with specific stainless steel alloys.

NOTE 3 Intricately shaped articles may not receive the same degree of passivation in recessed areas due to low current densities. By increasing the time and/or overall current density, or by using auxiliary cathodes, the electropolishing may be improved in such areas and subsequent passivation tests may be passed.

5.2.3 Post treatment and rinsing

The electropolishing process produces a residual surface film when withdrawn from the electropolishing solution that can adversely affect appearance or performance.

The film shall be removed either by:

immersing the article in nitric acid solution of 10 % volume fraction to 30 % volume fraction (relative density 1,42; 70 % mass fraction) at room temperature; or
using several rinse stages.

Neutralization procedures such as immersion in alkaline solutions shall not be used as they have a tendency to"set" the residual surface film and detract from appearance and performance.

The article shall be rinsed subsequently to remove all traces of acidified water that can affect the appearance and performance of the passive part.

NOTE De-ionized or distilled water may be used to avoid water spots.

5.3 Passivation testing

5.3.1 When tested in accordance with 7.1, there shall be no evidence on the article of red rust or other visible products resulting from the test.

5.3.2 When tested in accordance with 7.2, there shall be no evidence on the article of red rust or other visible products resulting from the test.

5.3.3 When tested in accordance with 7.3, there shall be no evidence on the article of red rust or other visible products resulting from the test.

5.3.4 Stainless steel alloys in the austenitic 200 series, austenitic 300 series and martensitic 400 series containing more than 16 % chromium shall provide no evidence of a copper-coloured deposit and/or copper-coloured spots when tested in accordance with 7.4.

5.3.5 Stainless steel alloys in the austenitic 200 series, austenitic 300 series and martensitic 400 series containing more than 16 % chromium shall provide no evidence of the formation of a dark blue colour within 30 s when tested in accordance with 7.5.

5.4 Test report

When specified in the purchase order [see f) of clause 4], a report of the passivation test used (see clause 7) shall be supplied to the purchaser in accordance with clause 8.

6 Sampling

6.1 A random sample shall be selected from the inspection lot in accordance with ISO 4519.

The items in the lot shall be inspected for conformity to the requirements of this specification and the lot shall be classified as conforming or nonconforming to each requirement in accordance with the sampling plans given in ISO 4519.

NOTE ISO 4519 describes four sampling plans for the original inspection of coated articles. Three are used where the test methods are nondestructive (i.e. the test method does not make the items nonconforming). The fourth plan is used where the test method is destructive.

The purchaser should identify which test methods are destructive and which are nondestructive. Where both destructive and nondestructive test methods exist to test the conformity of a finish to a particular requirement the purchaser should state which test method is to be used.

6.2 If separate test specimens are used to represent the items in a test, the specimens shall be of the nature, size and number, and be processed, as required in accordance with the test methods of this specification.

Unless a need can be demonstrated, separately prepared specimens shall not be used in place of production items for nondestructive tests and visual examination.

NOTE For destructive tests, separately prepared specimens may be used.

7 Test methods

7.1 Water immersion test

The article(s) shall be alternately immersed in distilled water for 1 h then allowed to dry for 2 h for eight wet-dry cycles (24 h total).

7.2 Humidity test

The article(s) shall be subjected to 100 % humidity at 38 °C ± 2 °C in a suitable humidity cabinet for a period of 24 h.

7.3 Neutral salt spray (NSS) test

The article(s) shall be tested for a minimum of 2 h in accordance with the NSS test described in ISO 9227.

7.4 Copper sulfate test

7.4.1 Principle

The article is swabbed with an acidified solution of copper sulfate and inspected for evidence of a copper-coloured deposit and/or copper-coloured spots indicating the presence of free iron.

7.4.2 Reagents

Copper sulfate test solution, prepared by dissolving 1,6 g of analytical reagent grade copper sulfate (CuSO₄·5H₂O) in 100 ml of distilled water and 0,4 ml of sulfuric acid of 96 % mass fraction.

A fresh test solution shall be prepared every two weeks.

7.4.3 Procedure

Using a cotton swab, apply the test solution to a clean area of the passivated surface to be tested, ensuring that the surface is kept wet for 6 min.

Inspect the surface for the formation of a copper-coloured deposit and/or copper-coloured spots.

Discard or reprocess parts used for testing.

7.5 Modified"ferroxyl" test

7.5.1 Principle

The article is swabbed with a solution of potassium ferricyanide and inspected for the formation of a dark blue colour indicating the presence of free iron.

7.5.2 Reagents

Potassium ferricyanide test solution, prepared by dissolving 1,0 g of analytical grade potassium ferricyanide [K₃Fe(CN)₆] in 70 ml of distilled water and 30 ml of reagent grade nitric acid of (70 ± 1) % mass fraction and relative density 1,415 to 1,420.

A fresh test solution shall be prepared daily.

7.5.3 Procedure

Using a cotton swab, apply the test solution to a clean area of the passivated surface to be tested. Note the time taken for a dark blue colour to form.