リン酸-マンガン法

【リン酸マンガン manganese phosphate coating】

リン酸マンガン処理法は、一般的に
パーカライジングと呼ばれることもある処理です。

我が三和メッキ工業においては
リューブライト処理とご用命下さいませ。

フェロマンガン粉末をリン酸に溶かして、
ろ過→濃縮→冷却の工程を経て、
析出した※結晶を、約33g/Lの濃度で水に溶かしたものが
処理液です。

※結晶はリン酸二水素マンガンが90％以上を占めます。

この処理液を99℃の温度に保ちながら
鉄鋼(製品)を浸漬させると製品表面に
リン酸マンガン皮膜が生成致します。

外観は黒灰色で、肌触りはざらざら、艶はありません。
鋳物に適しており、塗装の下地などにも利用されます。

１．黒染よりも防錆に優れ、亜鉛めっき後のクロメート処理と
　　同等の耐食性がございます。

２．耐摩耗製が向上いたします

３．電気を流れにくく致します
　　（厚膜：12,300Ω/cm2　薄膜：2,960Ω/cm2）

※膜厚は通常7～15μmです。

リン酸-亜鉛法

【リン酸亜鉛法 zinc phosphate treatment】

この、リン酸亜鉛法は主に防食用の需要が中心です。

リン酸亜鉛を含む60℃の水溶液に
製品を浸漬させて、表面をリン酸亜鉛皮膜で
覆います。

防食が一番の目的で塗装の下地などにも
使用されます。

一般的な浴組成は以下になります。

第一リン酸亜鉛とリン酸を主成分で、
酸化剤や重金属イオンを促進剤としていれます。

リン酸塩法

【りん酸塩処理 phosphating】

リン酸塩処理とは、その名のとおり
各種のリン酸塩(リン酸亜鉛やリン酸マンガン法など)を
鉄鋼やアルミ材の表面に生成させて
耐食性を得たり、塗装がのりやすくさせる処理の
総称でございます。

　一般的にその皮膜は黒染同様に、
脂分の塗布で防錆力が上がります。

パーカライジング法や、その改良型のボンデライト法があり
リン酸塩処理の種類も豊富ですので、
しばらくこれ記事をでひっぱる所存でございます。

JISでは
「りん酸塩を含む水溶液で、科学的に皮膜を生成させる方法」

黒染

【黒染 blackening】

鉄鋼材の表面に四三酸化鉄の皮膜(黒色)を生成し、
その酸化皮膜で製品を保護する方法でございます。
黒錆びでございます。限界まで錆びさせて
それ以上錆びにくくさせるものとご理解下さい。

　処理方法はさまざまですが、一般的には

【水酸化ナトリウムNaOH(苛性ソーダ)35～40％の水溶液に
　 酸化剤・反応促進剤なんかを加えた処理液を140℃前後】
　 まで熱し、製品を浸漬させます。

膜厚は0.5～1μm程度と薄く、さらに内部に化成されていくので
寸法増加が少なく、寸法精度を要求される製品に多用されますが
油脂分を常に塗布しておかないと錆びやすいです。

基本的には鉄系の材質専用の処理で、
ワイヤーカットされた製品だと、赤茶けて仕上がることがございます。

　他には
【四三酸化鉄皮膜】とか【フェルマイト処理】とか呼ばれたりします。

JISでは
「【化成処理conversion treatment】化学及び電気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処理。
※りん酸塩処理、クロメート処理、黒染処理などがある」

亜鉛めっき後のクロメート処理

【クロメート処理 chromating】

クロム酸、または重クロム酸塩を主な成分とする
溶液中に製品を浸漬して防錆皮膜を生成いたします。
これをクロメート処理といいます。(a.k.a クロム酸処理)

※クロメート処理は、亜鉛上以外にも
無電解ニッケル後やアルミ上にも行われます。
クロメート処理とはめっきではなく化成処理でございます。

１．亜鉛めっきの後処理として

・光沢クロメート(ユニクロ)…青銀白色で耐食型と外観型がある
・有色クロメート…黄金色・虹色で耐食性を重視する場合に処理
・黒色クロメート…黒色で耐食性は良好 耐食型と外観型に分かれる
　　　　　　　　　　　また耐食型は耐摩耗性にも優れる
・緑色クロメート…オリーブ色で、使用環境が過酷な製品に処理

上記のように使い分けられています。
光沢→有色→黒色→緑色、の順に耐食性が向上いたします。

各クロメート処理の方法は厳密には異なりますが、
亜鉛めっき→硝酸浸漬で活性化(0.5～1％)→クロメート処理→染色　
と進んでいきます。(各工程間には水洗いたします)

ユニクロと有色クロメートでは浸漬時間が異なり、
仕上げ工程が異なります。

一般的な処理液の組成は次のようになります。

重クロム酸ナトリウム5～10g/L、硫酸0.3～0.7ml/L、
硝酸2～4ml/L、酢酸1～2ml/L、温度30～40℃、
浸漬時間は5～30秒

※浸漬時間とともに色調が青→淡黄→黄赤→緑→ 茶褐色へと
移行してまいります。

処理後の乾燥温度は60℃～80℃が適温で
これより高温になると耐食性・皮膜強度が低下します。

※クロメート皮膜自体の膜厚は0.3μm程度です。

JISでは
「クロム酸または重クロム酸塩を主成分とする溶液中に
品物を浸漬し、科学的に防錆皮膜を生成させる方法」

ちょっと長かったな…

亜鉛溶射

【亜鉛溶射法 zinc spraying】

　燃焼炎やプラズマ、アーク等により
溶融させた材料を、製品に吹き付けて皮膜を生成させる事を
溶射といいます。
このときに、亜鉛を溶解させて製品表面に金属亜鉛を
生成させることを亜鉛溶射といいます。
(他にはアルミニウムやチタン、
セラミックなどを溶射いたします)

溶射の長所としましてはですね

○めっきと違い処理槽の枠にとらわれないので大きなものも
　処理出来ること(部分処理も可)

○処理時間が早く、ドライプロセスのため乾燥時間など
　必要ないこと

○膜厚5μm～5mm程度まで、薄付け厚付けが可能

などなど、ございます。

逆に短所としましては

△密着性が悪い

△皮膜表面が多孔性である(汚れやすい・吸水性がある、など)

JISでは
「燃焼または電気エネルギーを用いて溶射材料を
加熱し、溶融またはそれに近い状態にした粒子を
素地に吹き付けて皮膜を形成する」

溶融亜鉛めっき

【溶融亜鉛めっき ｚｉｎｃ　ｈｏｔ　ｄｉｐ　ｇａｌｖａｎｉｚｉｎｇｓ】

　溶融亜鉛めっきは、溶融した亜鉛(融点：419.5℃)の中に
製品を浸漬させておよそ460℃前後の浴温で処理します。

亜鉛は安価で、亜鉛めっきは鉄鋼の防錆に効果が大きいので
幅広い需要がございます。

溶融めっきの場合、膜厚(○μｍ)で表すよりも
表面積への亜鉛の付着量○ｇ/Lにて表記することが多いです。

用途としては、橋げたのような大型構造物やボルトとかナットなど
小物まで多岐に渡り利用されています。
「溶融亜鉛鍍金鋼板」…これは俗に言う「トタン」というやつです。

※私事ですが、以前、近所のおじさんの高級国産車の上に
我が家のトタンが途端に‘とたーん’と倒れてきて
ボンネットを傷つけたことを思い出しました。これマジよ。

　溶融亜鉛めっきの工程ですが、ブラスト処理や脱脂・酸洗までは
電気めっきとほとんど変わりません。
が、脱脂・酸洗からめっきまでの間の一時防錆処理として
フラックス処理(加熱した塩化亜鉛アンモニウム複塩水溶液などに
浸漬させて、フラックス皮膜で覆う)を行います。

そしてめっき処理に移行し、一定時間後製品をめっき層から
引き上げて冷却(通常は水冷)いたします。
急に冷やすと製品がゆがむ恐れがあるため70℃前後の水温で
冷却します。

最後に仕上げ工程です。これは止まり穴や、角にたれて溜まった
亜鉛をグラインダー等で除去しますが、必要な箇所を
傷つけないよう注意が必要です。

JISでは
「めっきしようとする物を溶融金属中に浸漬させて
表面に金属皮膜を形成する方法」

【参考文献】　防錆・防食技術総覧…㈱産業技術サービスセンター発行

電気亜鉛めっき

【電気亜鉛めっき ｅｌｅｃｔｒｏｐｌａｔｅｄ　ｃｏａｔｉｎｇｓ　ｏｆ　ｚｉｎｃ】

　亜鉛めっきは、鉄鋼の防錆に優れ
一般的に安価であるため、世の中で広く用いられてます。
ひとくちに亜鉛めっきと申しましてもその方法は数多く、まずは

●電気亜鉛めっき…電気を使用して製品に金属亜鉛を析出させる

シアン浴・(中)低シアン浴・ジンケート浴などがあります。

シアン浴…前処理も容易で密着性が良く、
　　　　　　　耐食性も良好です。
　　　　　　　しかし、水素脆性を起こしやすいことと
　　　　　　　シアンを使用するために排水には
　　　　　　　特に注意が必要で排水費用が高価なことが欠点です。

低シアン浴…上記シアン浴が低濃度になったものです。
　　　　　　　　排水費用も抑えられますが、耐食性もやや劣ります。

ジンケート浴…シアンを使用しない浴組成で害も少なく
　　　　　　　　　排水費用も安価ですが耐食性がシアン浴に劣り、
　　　　　　　　　皮膜の均一電着性に欠けます。
　　　　　　　　　　しかし、昨今のシアン化合物への規制から
　　　　　　　　　ノーシアンのジンケート浴への切り替えが
　　　　　　　　　年々増加しています。
ＪＩＳでは
「亜鉛イオンや亜鉛錯イオンを含む電解質に直流、または
パルス電流を流して、陰極上に金属亜鉛を析出させる処理」

【参考文献】
「防錆・防食技術総覧…㈱産業技術サービスセンター発行」
「図解　めっき用語辞典…日刊工業新聞社発行」

混酸皮膜

【混酸　mixed acid】

各種アルマイト法で、書き忘れていたのがコレ。

アルマイトにおける混酸皮膜とは、
2種類以上の酸を混合した電解液で
処理をした際に生まれる皮膜のことです。

主な目的としましてはですね、

・処理温度の範囲を拡大させる
・処理液の電導性をあげる
・硬質の皮膜になる
・耐食性、耐摩耗性をあげる

などなどですが、良い面があれば
注意点もあるわけでございますよ。

・各成分をどうやって分析するのか
・各成分の濃度の管理
・古くなってへばった処理液の再生方法

などなど。

JISでは
　　「記載なし」

…というのも、配合するという性格上、
　各処理業者様により独自のノウハウがあるため、
　ガイドライン的なものが少ないことに由来するみたいです。

陽極酸化皮膜の封孔処理

【陽極酸化皮膜の封孔処理 sealing of anodic oxide coating】

アルマイトの皮膜には、無数の微細な穴(孔)が開いております。
それにより吸着性があり、汚染されやすく腐食が発生しやすいです。
ですので、アルマイト処理後に、文字通りこの孔を
ふさいでしまうという処理を封孔処理といいます。

　封孔処理の方法としては、

１．熱純水中で処理

２．過熱水蒸気中で処理

などが主です。

上記のいずれも、酸化物層が封孔処理によって
ベーマイト層(水和酸化物結晶)で覆われて
酸化物層の容積が増えることにより、孔をふさぐものです。

　また、アルマイト処理後、何もしなくても
経時的に自然封孔致します。

ＪＩＳでは
　　「陽極酸化によって精製した多孔性皮膜の
　　　あな（孔）を封じ、対汚染性、耐食性などの
　　　物理的化学的性質を改善する処理の総称」