亜鉛及び亜鉛合金メッキ
亜鉛は鉄と組み合わせて腐食環境におくと、亜鉛が優先的に腐食します。
それにより鉄を錆から守る働きがあります。
これに加えて、もともと安い金属(値段）であること、薄い皮膜（5～5ミクロン：1ミクロンは1mmの1,000分の1）でも優先的に鉄を守る働きがあることから広く産業界で用いられているメッキです。
3価クロメート処理
亜鉛メッキだけでは亜鉛が簡単に酸化され腐食(白錆)するため、防錆効果と外観を向上させるために、後処理としてクロメート処理されるのが一般的です。
しかし、クロメート処理液やクロメート皮膜に含まれている6価クロムはEU環境規制によって使用禁止となっています。
また、WEEE(廃電子電気指令)、RoHS指令(特定有害物質使用禁止令)では2006年7月以降の電子電気機器への使用が禁止、ELV規制(使用済み自動車:EndofLifeVehicle)では2007年以降の新規自動車への使用も禁止されています。
このため現在では、クロメート代替として六価クロムフリーの3価クロム化成処理を施されることが一般的です。
特徴
3価クロム化成処理は、無色(光沢又はユニクロ)、有色、黒色の3種類があります。
そして、3価有色クロム化成処理には薄膜型と厚膜型の2種類があります。
現在3価クロム化成処理はクロメートの様な厚い皮膜ができないため緑色はありません。
3価クロム化成処理の色調については、各自動車メーカーで明確な規定がなく、クリヤーまたは銀白色(無色、有色)と黒色の2種類に区別されています。
用途・機能
用途
クロメート・3価クロム化成処理の用途は、亜鉛メッキの用途と重なり、自動車部品、電気機器部品、建築用品、事務機・文具など多くの分野で使用されています。
無色クロメートは、あまり耐食性を要求しない部品に使用されます。
また、一般的にクロメート処理・3価クロム化成処理といえば、有色クロメートあるいは有色3価クロム化成処理のことで最も多く使用されています。
機能
色調
3価クロム化成処理皮膜の色調は皮膜膜厚や皮膜成分によって変化します。
なお、膜厚が0.02～0.05μmの場合は無色、0.05～0.3μmの場合は有色(銀白色)とされています。
電気抵抗
3価クロム化成処理皮膜を測定した結果は、無色はクロメートの無色と有色、黒色はクロメートの有色と同程度の電気抵抗値を示します。
よって、3価クロム化成処理皮膜は、無色、有色、黒色のいずれも電導性が良いといえます。
耐食性
3価クロム化成処理皮膜は、皮膜が薄く、高温で乾燥しても皮膜にクラックが発生しないため耐食性は劣化しません。
むしろ高温で乾燥した方が速く皮膜硬化し耐食性が向上する傾向があります。
無色については、3価クロム化成処理はクロメートより耐食性が良いようです。
有色については、クロメート、3価クロム化成処理とも同等の耐食性を示すようです。
また、メッキの浴種によっても耐食性が異なります。処理条件が同一な場合はジンケート浴＞塩化浴＞シアン浴の順で耐食性が良好となります。
摩擦係数
摩擦係数は、メッキ浴種によって異なり、一般的にはジンケート浴＞シアン浴＞塩化浴の順です。
また、クロメートと3価クロム化成処理を比べた場合、3価クロム化成処理の方がクロメートよりもやや高い傾向があります。
利用設備・機器
工程
亜鉛メッキ→水洗→活性化→水洗→3価クロメート化成処理→水洗→仕上げ→乾燥
※ 各工程間の水洗は充分に行ないます。
タンク
PP、PVCおよびこれらの樹脂を鉄槽にライニングしたもの。
ヒーター
石英ヒーターまたは間接加熱もしくは蒸気配管による加熱を行ないます。
通常はステンレス配管を使用しますが、チタン配管が望ましい場合もあります。
攪拌
エアブロー撹拌を行います。撹拌は強い方が良く、槽の上下で均一な撹拌になるように設置します。
pH自動管理機
クロメート及び3価クロム化成処理はpHが一定になるように補給管理します。
処理によりpHが上昇した場合は補給することにより元に戻すようにします。
特に、3価クロム化成処理は、皮膜外観で液濃度の濃淡が判断できないためpH自動管理機による管理を行うことが重要です。
乾燥機
3価クロム化成処理は80℃-10分ぐらい乾燥できるものが必要です。
品質維持のための取組み
浴の維持
処理液の管理はpHで行ない、pHが一定になるように補給剤を添加します。
クロメート、3価クロム化成処理のどちらとも不純物として鉄や銅が混入すると外観や耐食性が低下するため更新が必要となります。
 |
 |
 |
|||
 |
 |
 |
 |
 |
 |
3価黒クロメート処理
亜鉛メッキだけでは亜鉛が簡単に酸化され腐食(白錆)するため、防錆効果と外観を向上させるために、後処理としてクロメート処理されるのが一般的です。
しかし、クロメート処理液やクロメート皮膜に含まれている6価クロムはEU環境規制によって使用禁止となっています。
また、WEEE(廃電子電気指令)、RoHS指令(特定有害物質使用禁止令)では2006年7月以降の電子電気機器への使用が禁止、ELV規制(使用済み自動車:EndofLifeVehicle)では2007年以降の新規自動車への使用も禁止されています。
このため現在では、クロメート代替として六価クロムフリーの3価クロム化成処理を施されることが一般的です。
特徴
3価クロム化成処理は、無色(光沢又はユニクロ)、有色、黒色の3種類があります。
そして、3価有色クロム化成処理には薄膜型と厚膜型の2種類があります。
現在3価クロム化成処理はクロメートの様な厚い皮膜ができないため緑色はありません。
3価クロム化成処理の色調については、各自動車メーカーで明確な規定がなく、クリヤーまたは銀白色(無色、有色)と黒色の2種類に区別されています。
用途・機能
用途
クロメート・3価クロム化成処理の用途は、亜鉛メッキの用途と重なり、自動車部品、電気機器部品、建築用品、事務機・文具など多くの分野で使用されています。
黒色クロメート、黒色3価クロム化成処理は、高級感溢れる美しい黒色を求める部品に使用されます。
また、黒色3価クロム化成処理の場合は有色3価クロム化成処理との識別にも使用されます。
機能
色調
3価クロム化成処理皮膜の色調は皮膜膜厚や皮膜成分によって変化します。
なお、膜厚が0.2～0.5μmの場合は黒色とされています。
電気抵抗
3価クロム化成処理皮膜を測定した結果は、無色はクロメートの無色と有色、黒色はクロメートの有色と同程度の電気抵抗値を示します。
よって、3価クロム化成処理皮膜は、無色、有色、黒色のいずれも電導性が良いといえます。
耐食性
3価クロム化成処理皮膜は、皮膜が薄く、高温で乾燥しても皮膜にクラックが発生しないため耐食性は劣化しません。
むしろ高温で乾燥した方が速く皮膜硬化し耐食性が向上する傾向があります。
黒色については、クロメート、3価クロム化成処理とも同等の耐食性でした。
また、メッキの浴種によっても耐食性が異なります。処理条件が同一な場合はジンケート浴＞塩化浴＞シアン浴の順で耐食性が良好となります。
摩擦係数
摩擦係数は、メッキ浴種によって異なり、一般的にはジンケート浴＞シアン浴＞塩化浴の順です。
また、クロメートと3価クロム化成処理を比べた場合、3価クロム化成処理の方がクロメートよりもやや高い傾向があります。
利用設備・機器
工程
亜鉛メッキ→水洗→活性化→水洗→3価クロメート化成処理→水洗→仕上げ→乾燥
| ※ | 各工程間の水洗は充分に行ないます。 黒色3価クロム化成バレル処理の場合は、仕上げ後に水洗がないため、乾燥後に別途水洗を設けて処理カゴを洗浄する必要があります。 |
タンク
PP、PVCおよびこれらの樹脂を鉄槽にライニングしたもの。
ヒーター
石英ヒーターまたは間接加熱もしくは蒸気配管による加熱を行ないます。
通常はステンレス配管を使用しますが、チタン配管が望ましい場合もあります。
攪拌
エアブロー撹拌を行います。撹拌は強い方が良く、槽の上下で均一な撹拌になるように設置します。
pH自動管理機
クロメート及び3価クロム化成処理はpHが一定になるように補給管理します。
処理によりpHが上昇した場合は補給することにより元に戻すようにします。
特に、3価クロム化成処理は、皮膜外観で液濃度の濃淡が判断できないためpH自動管理機による管理を行うことが重要です。
乾燥機
3価クロム化成処理は80℃-10分ぐらい乾燥できるものが必要です。
品質維持のための取組み
浴の維持
処理液の管理はpHで行ない、pHが一定になるように補給剤を添加します。
クロメート、3価クロム化成処理のどちらとも不純物として鉄や銅が混入すると外観や耐食性が低下するため更新が必要となります。
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
亜鉛鉄合金メッキ
電気メッキ可能な金属はCu、Ni、Cr、Zn、Sn、Pb、貴金属等限られており、したがって単一金属メッキでは装飾用途、機能的用途にしても非常に限られた色調、性能しか得られません。
そのため、合金メッキによる多機能化が100年以上前から検討され実用化されてきました。
例えば、はんだメッキ(Sn‐Pb合金)、真ちゅうメッキ(Cu―Zn合金)、各種のAu合金等があります。
最近は環境規制物質を使用しない、また作業者の安全衛生を考慮して、より環境にやさしいメッキ浴の要望も高まってきており、従来から使用されてきているメッキ浴の無公害化の検討も進んできています。
特徴
合金メッキの用途は大別すると装飾用、防食用、機能用に分類できます。
亜鉛鉄合金メッキは防食用のメッキです。
用途・機能
用途
防食用
機能
合金メッキの一般的特徴
- 外観が美しい。合金メッキの結晶粒は非常に細かく光沢性に富み、単一金属では得られない色調を得ることができます。
- 硬さが高い合金が得られる。電着合金は各々の構成金属より、また冶金化学的方法で作ったものより硬さが高いです。
- 耐食性が優れた合金が得られる。その構成金属よりも耐食性が優れています。
- 磁性、非磁性、はんだ付け性など機能性皮膜を得ることができます。
- 冶金技術では作りえない平衡状態図にない金属間化合物合金を作ることができます。
- 溶融法では難しい高融点と低融点の合金が容易にできます。
- 単独で析出しないP、W、Moが鉄属元素と共析させることができます。
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
亜鉛ニッケル合金メッキ
電気メッキ可能な金属はCu、Ni、Cr、Zn、Sn、Pb、貴金属等限られており、したがって単一金属メッキでは装飾用途、機能的用途にしても非常に限られた色調、性能しか得られません。
そのため、合金メッキによる多機能化が100年以上前から検討され実用化されてきました。
例えば、はんだメッキ(Sn‐Pb合金)、真ちゅうメッキ(Cu―Zn合金)、各種のAu合金等があります。
最近は環境規制物質を使用しない、また作業者の安全衛生を考慮して、より環境にやさしいメッキ浴の要望も高まってきており、従来から使用されてきているメッキ浴の無公害化の検討も進んできています。
特徴
合金メッキの用途は大別すると装飾用、防食用、機能用に分類できます。
亜鉛ニッケル合金メッキは防食用のメッキです。
用途・機能
用途
防食用
機能
黒色メッキは根強い人気があり装飾メッキにおいて多用されており、なかでも黒ニッケルはガンメタル色として最も一般的に普及しています。
錯化剤を使用しないで単純塩溶液から容易に得られるため、自家建浴して使用している工場も多いです。
皮膜中に多量の硫黄を含有するため耐変色性は劣ります。
亜鉛が多くなるほど漆黒色の色調となります。
アンモニウム塩が必須の成分であり、光沢作用があります。
合金メッキの一般的特徴
- 外観が美しい。合金メッキの結晶粒は非常に細かく光沢性に富み、単一金属では得られない色調を得ることができます。
- 硬さが高い合金が得られる。電着合金は各々の構成金属より、また冶金化学的方法で作ったものより硬さが高いです。
- 耐食性が優れた合金が得られる。その構成金属よりも耐食性が優れています。
- 磁性、非磁性、はんだ付け性など機能性皮膜を得ることができます。
- 冶金技術では作りえない平衡状態図にない金属間化合物合金を作ることができます。
- 溶融法では難しい高融点と低融点の合金が容易にできます。
- 単独で析出しないP、W、Moが鉄属元素と共析させることができます。
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
