ファスナーの表面処理：亜鉛メッキ、リン酸塩、黒染め、クロムメッキのうちどれを選べばよいですか？

エディタ

ほとんどすべての市販のファスナーは炭素鋼と合金鋼で作られており、通常は耐腐食性の要件があります。したがって、表面処理コーティングはしっかりと取り付けられており、取り付けおよび取り外しの際に剥がれてはいけません。一方、ねじ付きファスナーの場合、めっきねじをねじ込むことができるように、コーティングを十分に薄くする必要があります。一般に、コーティングの温度限界はファスナー素材の温度限界よりも低いため、ファスナーの使用温度要件も考慮する必要があります。

何よりもまず、表面処理は美観と腐食防止に重点を置きます。次に、ファスナーの主な機能は部品を締結することであり、表面処理は締結性能に大きな影響を与えます。したがって、締結トルクや仮締め力の均一性などを考慮して表面処理工程を選択する必要があります。

高レベルの設計者として、構造設計と製造プロセスを考慮するだけでなく、組み立ての職人技にも注意を払い、環境保護や経済的要件にも注意を払う必要があります。上記の要素に基づいて、ファスナーの専門家が参照できるように、ファスナーに一般的に使用されるコーティングをいくつか簡単に紹介します。

電気亜鉛メッキ

商業用ファスナーに最も一般的に使用されるコーティングは、電気メッキされた亜鉛です。比較的安価で見た目も良いです。カラーはブラックとミリタリーグリーンがあります。ただし、防食性能は平均的です。亜鉛メッキ（コーティング）層の中で最も防食性能が優れています。低い。一般的に電気亜鉛めっきの中性塩水噴霧試験は72時間以内ですが、特殊なシール剤を使用する場合には中性塩水噴霧試験が200時間以上に及ぶ場合もあります。ただし、価格は一般的な亜鉛メッキに比べて5～8倍と高価です。

電気亜鉛めっきを行う場合、このプロセスは水素脆化を起こしやすいため、通常、等級 10.9 を超えるボルトには亜鉛めっきは使用されません。めっき後の水素除去はオーブンを使用することもできますが、60℃以上になると不動態皮膜が破壊されてしまうため、電気めっき後不動態化前に水素除去を行う必要があります。このため、操作性が比較的悪く、処理コストも高くなる。実際には、特定の顧客からの強制的な要求がない限り、メーカーが率先して水素除去作業を行うことは一般的ではありません。

電気亜鉛メッキを施したファスナーは、トルクと仮締め力の整合性が悪く、不安定な状態となります。重要な部分の接続作業には通常使用しません。トルクと予圧力の安定性を向上させたい場合には、メッキ後に潤滑剤を塗布し、トルクと予圧力の安定性を向上・向上させる方法もあります。

リン酸塩

基本的にリン酸塩処理は亜鉛メッキより安価ですが、耐食性は亜鉛メッキより劣ります。リン酸塩処理が完了したら、油を塗布してください。耐食性のレベルは、塗布されるオイルの性能と密接に関係します。例えば、リン酸塩処理後に通常の防錆油を塗布した場合、中性塩水噴霧試験は10～20時間しか持続しません。高級防錆油を塗布すると72～96時間持続します。ただし、価格は通常のリン酸化合油に比べて2～3倍となります。

ファスナーに一般的に使用されるリン酸塩処理には、亜鉛系リン酸塩処理とマンガン系リン酸塩処理の2種類があります。亜鉛系リン酸塩処理はマンガン系リン酸塩処理よりも潤滑性能が優れています。マンガン系リン酸塩処理は亜鉛めっきよりも耐食性、耐摩耗性に優れています。到達可能な使用温度は華氏22度です。 5度から400度（摂氏107度から204度）の間で、特にエンジンコンロッドボルト、ナット、シリンダーヘッド、メインベアリング、フライホイールボルト、ホイールボルトとナットなどの重要部品の結合に使用されます。

高力ボルトにリン酸塩処理を施すことにより、水素脆化の問題を防止できます。したがって、工業分野では、グレード 10.9 以上のボルトには、表面処理としてリン酸塩処理が使用されるのが通常です。

酸化（黒ずみ）

工業用ファスナーの非常に人気のあるコーティングは黒染めと油塗りです。油がなくなる前に行うのが最も安価で見栄えも良いためです。黒染めには防錆力がほとんどないので油を塗らないとすぐに錆びてしまいます。油の存在下では、中性塩水噴霧試験は 3 ～ 5 時間しかかかりません。

カドミウムメッキ

カドミウムメッキの耐食性は非常に優れています。特に海洋性大気環境下では他の表面処理方法に比べて耐食性が優れていると言えます。カドミウムの電気めっき時の廃液処理は膨大でコストがかかります。価格は電気亜鉛メッキの15～20倍程度です。したがって、一般的な産業では使用されず、一部の特定の環境でのみ使用されます。例えば、石油掘削プラットフォームや海上航空機で使用される締結具に適用されます。

クロムメッキ

クロムメッキは大気中での安定性が高く、変色しにくく、光沢を失いません。硬度が高く、耐摩耗性に優れています。留め具にクロムメッキが使用されるのは、通常、装飾目的です。高い耐食性が要求される工業分野ではほとんど使用されません。その理由は、高品質のクロムメッキファスナーはステンレス鋼と同じくらい高価であるためです。ステンレスでは強度が不足する場合のみ、クロームメッキの留め具を使用します。

腐食を避けるために、クロムメッキの前に銅およびニッケルメッキを行う必要があります。クロムメッキは華氏 1,200 度 (摂氏 650 度) の温度に耐える能力があります。ただし、電気亜鉛めっきと同様に、水素脆化の問題もあります。

ニッケルメッキ

電気分解または化学的方法を使用して、金属または特定の非金属にニッケル コーティングの層をメッキする方法があります。この方法をニッケルメッキといいます。実はニッケルめっきには「無電解ニッケルめっき」と「化学ニッケルめっき」の2種類があります。

耐食性と良好な導電性の両方が必要な分野で特に使用されます。車のバッテリーの取り出し端子のようなものです。

溶融亜鉛めっき

溶融亜鉛めっきとは、亜鉛を加熱して液体にし、熱拡散皮膜を形成することです。コーティングの厚さは15～100μmであり、制御は容易ではありません。ただし、耐食性に優れているため、工学分野で広く使用されています。溶融亜鉛めっきは、処理中に亜鉛廃棄物や亜鉛蒸気などの深刻な汚染を引き起こします。

コーティングが厚いため、ファスナーの雌ネジと雄ネジを一緒にねじ込むのは困難です。溶融亜鉛めっきの温度は 340 ～ 500℃であるため、グレード 10.9 を超えるファスナーには使用できません。

亜鉛の浸透

亜鉛浸透は、亜鉛粉末の固体冶金熱拡散コーティングです。均一性が良く、ねじ山や止まり穴でも均一な層が得られます。塗膜厚さは10～110μmで誤差は10％以内に抑えられます。下地との密着力、耐食性は亜鉛めっき（電気亜鉛めっき、溶融亜鉛めっき、ダクロメット含む）の中で最高です。その加工プロセスは汚染を引き起こさず、最も環境に優しいものです。

ダクロメット

ダクロメットとは音訳・略語であり、略称にはダクロメット、ダクロメット、ディクロンなどがある。国内では亜鉛クロムメッキと呼ばれる防錆塗装です。亜鉛粉、アルミニウム粉、クロム酸、純水を主成分とした新しい防錆コーティングです。

水素脆化の問題はなく、トルクとプリロードの一貫性は非常に優れています。クロムの価格と環境保護関連の問題を考慮しない場合、実際には、高い耐食性要件を備えた高強度ファスナーに最も適しています。