表面処理

切削加工や塑性加工で成形された金属ねじ類は、耐食性や耐摩耗性、美観を向上させるために、その多くが最終工程で表面処理が施されています。
それぞれの強みなどの特色があり、用途に合わせて選定する必要があります。

表面を整える

洗浄、研磨

めっき
電気めっき(Ep)

めっき浴中に品物を浸し、電気的に品物の表面へめっきを付着させる方法です。
ニッケルめっき(Ni)、亜鉛めっき(Zn)等

無電解めっき(Elp)

無電解ニッケルめっき(Ni-p)など
複雑な形状のワークにも高精度で均一に施工できる特徴があります。

その他
化成処理

化学的処理によって、金属表面に安定な化合物を生成させる表面処理法です(クロメート処理等)。

黒色酸化被膜(BK)

鋼鉄の表面に緻密な酸化被膜を形成させて錆を防ぐ処理です。

陽極酸化処理(アルマイト処理)
浸炭、窒化等

表面処理の種類

ニッケルめっき(Ni)

装飾用途で広く用いられるめっきで鏡のような光沢があります。防錆力はクロメート処理や三価クロメート処理のほうが高い。ねじへの密着と防錆力を高めるため、ニッケルめっきの下地には銅めっきが施されていることが多い。

亜鉛めっき(Zn)

錆を防ぐことを目的としためっきであり、比較的に安価で量産に向いているため、鉄のねじ等で広く用いられています。大気中での耐食性は優れていますが、水分に対しては鉄より錆びやすい。亜鉛めっきは自ら白錆となることで、ねじ本体(鉄)の負傷を防いでいます。

無電解ニッケルめっき(Ni-p)

無電解ニッケルめっきは、膜厚均一性、高耐食性、高硬度などの特性から広範囲の工業製品に使用されています。
日本カニゼン株式会社の無電解ニッケル皮膜(Ni-P合金皮膜)は、無電解めっきの総称として、‘カニゼンメッキ’と呼ばれています。

クロメート(亜鉛めっき+クロメート処理)

亜鉛めっきを施したねじに対して、更にクロメート処理を施し表面に酸化物や硫化物の被膜を形成させ、耐食性を向上させたものです。
クロメートめっき品には六価クロムを含有しているものが多く、六価クロムは近年EU-RoHS指令などの法規において規制対象となっています。

三価クロメート(亜鉛めっき+三価クロメート処理)

クロメートめっきに代わる表面処理。有害な六価クロムを含有せずに従来のクロメート処理と同等以上の耐食性が得られます。また、クロメート処理の欠点である加熱時の耐食性の低下が制御されます。
近年、世界的に環境対策への意識が高まり、自動車や半導体などをはじめ、多くの業界で六価クロムの代替処理が進んでいますが、その中でクロメートめっきの代替品として利用されることが多いです。
一方で、クロメート処理に比べめっき材料の撹拌状態や浸漬時間、温度、pHなど工程管理が難しく、外観や色合いの仕上がりを常に均一にすることが難しい。また、クロメート処理全般において腐食が始まるにつれ色合いが変化することもあります。

!外観の色合いの違いについて

処理液の状態や作業環境などの違いにより外観や色合いの仕上がり具合が異なることがあります。また、経年変化により腐食が始まるにつれ色合いが変化することもあります。

外観変化の主な要因
処理液の状態による要因:
攪拌状態、温度、pH等
クロメート処理環境による要因:
浸漬時間、乾燥状態(時間、湿度、温度)
製造後の保管状態による要因:
湿度

外観例

ジンロイ三価クロメート(亜鉛ニッケル合金めっき+三価クロメート処理)

下地に亜鉛とニッケルの合金電気めっきを施すことにより、従来の亜鉛めっきに比べて、塩水及び屋外暴露での耐食性の優れた皮膜が得られます。
また、耐熱性に優れ、硬くキズがつきにくい皮膜のため、自動車のエンジン傍部品のような負荷の高い環境での防食に適しています。

ジオメット®処理

金属亜鉛フレークの分散水溶液に浸漬した後、焼き付け炉中で加熱することによって数十層に積層し形成された完全クロムフリーな防錆処理。
膜厚は約8ミクロンになり、耐食性と耐熱性に優れています。ジオメット皮膜は腐食電位がアルミニウムに近く、亜鉛の犠牲保護作用を有することによりアルミニウムへの締結時に起こる電食を防ぐことができます。RoHS/ELV指令に対応。
※ジオメット®は、NOFメタルコーティングス株式会社の登録商標です。

高耐食つや消し黒色処理(FAコート)

亜鉛鉄合金被膜とケイ酸塩を主体とした樹脂を反応させ形成した不導体皮膜。表面にフッ素樹脂含有のファスナコート処理が施され、高耐食性・トルク安定性・潤滑性・耐候性に優れています。
膜厚が7~15ミクロンのツヤのない黒色の皮膜であり、塩水噴霧試験(SST)3,000時間をクリアします。RoHS/ELV指令に対応。
※FAコート®は株式会社仲田コーティングの登録商標です。

低温黒色クロム処理

塗装や他の黒色被膜に比べ、耐摩耗性・光選択吸収性・熱吸収性に優れ、半導体・液晶・光技術関連装置に適しています。膜厚が2ミクロン程度と非常に薄く、電気めっきに比べ膜厚分布のバラつきが少ないです。
色調はつや消し黒色で、光学機器センサー等のハレーション防止に適しています。黒染め処理や、クロメート処理のような色ムラが少なく黒染め処理のように防錆油を塗布する必要が無いため、クリーンルームでの使用が可能です。

デルタプロテクト

膜厚5~15ミクロンの電気方式ではない薄片亜鉛コーティングによる、六価クロムも三価クロムも一切含まない環境配慮型クロムフリー防錆塗料です。
地球環境配慮に厳しい基準を設けている欧州のEU規格=2000/53/EGに合致しています。

黒色酸化被膜

一般的には下記の分類による方法で表面処理が行われています。

テンパーカラー(焼戻し色)
大気雰囲気法:
焼戻し加工の際、鋼が空気中の酸素と化合して製品表面に酸化被膜を生成することを利用する方法です。
無酸化雰囲気法:
焼戻し加工をDXガス雰囲気中等で行い、製品表面に酸化被膜を生成させる方法です。
黒染め(アルカリ黒色酸化被膜)

苛性ソーダの水溶液に酸化剤を入れ、130~150℃の温度で処理して、製品表面に酸化被膜を生成させる方法です。

黒色被膜(着色)

焼戻し液に油性又は水溶性の着色剤を使用し、焼戻し時の熱を利用することによって製品表面に黒色被膜を生成させる方法です。

ミクロブラック

黒色コーティング処理。通常の黒染め処理と比較して外観の色味や耐食性を改善したコーティング技術です。皮膜2~3μを形成し、主に工作機械・医療用機器・治工具等に利用されています。