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表面品質読了時間 12 分

表面処理は機能と寸法への影響で選ぶ

防錆、耐摩耗、外観では選ぶ処理が変わります。膜厚がはめあいや公差に与える影響も含め、目的と検査条件を図面に明確にします。

01表面処理の比較

対処適する材料代表的な膜厚塩水噴霧寸法変化
アルマイト Type IIアルミ5 ~ 25 μm300 ~ 1000 hr膜厚のおよそ半分が外に育つ
硬質アルマイト Type IIIアルミ25 ~ 100 μm1000 hr 以上同上。影響は大きい
亜鉛めっき(三価クロム)鋼5 ~ 15 μm96 ~ 240 hr膜厚の分だけ外に育つ
溶融亜鉛めっき鋼45 ~ 85 μm数千 hr非常に厚い。ねじは広げる必要あり
無電解ニッケル鋼、アルミ、銅5 ~ 50 μm200 ~ 500 hr均一。深穴の内部にも付く
黒染め(四三酸化鉄)鋼1 ~ 2 μm低い(油塗布が前提)ほぼ変化なし
りん酸塩・亜鉛フレーク被膜鋼5 ~ 20 μm500 hr 以上外に育つ
不動態化(ステンレス)ステンレス—もともとの耐食性を高めるなし
塩水噴霧試験の結果は方法と仕様に依存し、そのまま実使用寿命を保証するものではありません。

02寸法への影響

  • 電気めっきと無電解めっきは外側に材料を足します。穴は小さく、軸は大きくなり、片側でおよそ膜厚の分だけ増えます。
  • アルマイトは少し違います。酸化層の半分が外へ育ち、半分が母材を食うので、片側の寸法増加は膜厚のおよそ半分です。
  • ねじへの影響がいちばん大きい。おねじの有効径は、ねじ山角の関係で膜厚のおよそ 4 倍増えます。だからめっき前のおねじは 6g、場合によっては 6e を指定して余裕をとります。

図面には、寸法を表面処理の前後どちらで判定するか明示します。母材が公差内でも、膜厚ではめあいが変わることがあります。検査状態とマスキング面を指示し、慣例だけに頼らないようにします。

03水素脆化への注意

めっき工程で高強度鋼に水素が入り、組付け後に遅れ破壊につながることがあります。該当する材料と工程では、必要なベーキングや確認方法を含めて管理条件を指定します。

  • 危ないのは硬さ HRC 32 以上、引張強さ 1000 MPa 以上の鋼。高強度ボルト、ばね、止め輪が典型です。
  • 対策はめっき後 4 時間以内の脱水素ベーキング。一般に 190〜220 °C で 4〜24 時間、硬いほど長く(ISO 9588 による)。
  • より根本的には水素の出ない処理へ替えること。亜鉛フレーク被膜、機械めっき、物理蒸着など。

04図面での指定方法

要素例なぜ必要か
処理方法と規格アルマイト MIL-A-8625 Type II Class 2工程と等級を指定する
膜厚10 ~ 15 μm書かなければ処理業者が決める
色黒/素地色染色の有無で工程が変わる
適用範囲全面/ねじ穴を除くマスキング範囲を明確に
寸法基準図面寸法は処理後受入での争いを防ぐ
付帯要求脱水素ベーキング、封孔、塩水噴霧 500 hr安全部品には必要
「アルマイト」の一語だけでは膜厚、封孔、色、マスキング範囲が決まりません。