普段の日常生活で使っている鍋や刃物が美しいのは、特定の処理を施しているためです。様々な表面を綺麗にする技術があり、錆びを防ぐのみでなく、外観を美しく長く保ち続けられます。どのような金属または目的で金属加工の表面処理が使用しているかを紹介していきたいと思います。
Contents
金属加工で行われる表面処理とは？
金属加工の表面処理とは、金属を錆びから防ぐ、表面の摩耗を抑制し、美しさを長く保ち続けられる技術です。例えば、乗用車のボディに塗装を処理したり、ステンレス品にメッキを処理されます。金属加工の表面処理には以下のようなメリットがあります。
表面処理のメリット
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耐食性がUP: 錆びにくく、金属品の寿命を延ばすことができます。
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耐摩耗性がUP: 傷つきにくく、摩耗の抑制に繋がります。
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外観のUP: 美しさがUPし、金属品の魅力を高めます。
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導電性機能のUP：絶縁、潤滑面が良くなります。
例えば、乗用車のボディに塗装を施し、外からの衝撃または傷からボディを守り、美しい外観を保ち続けます。また、ステンレス鍋に表面処理を施し、錆びにくく、清潔な状態を長く保ち続けることができます。
金属加工における表面処理の目的は何か？
金属は、空気または水に触れると酸化し、錆びてしまいます。錆びは、金属の品質を低下させ、金属品の寿命を縮めてしまう原因になります。表面に処理されることで、金属の酸化を抑制し、守る役割を果たしています。
金属加工における表面処理の種類と特徴とは？
表面処理は、金属加工品の寿命を延ばすために不可欠な技術です。様々な方法があり、それぞれ特徴や目的が異なります。
金属は、そのままの状態では錆びやすく、傷つきやすく、見た目が悪いなどの問題があります。表面処理を施すことで、錆などのトラブルを防ぐことで、金属加工品の品質を良くする働きがあります。表面処理には、大きく分けて以下の種類があります。
メッキ
出典：清川メッキ工業㈱
メッキは、金属の表面に別の金属を薄く被膜し、耐食や耐摩耗をUPし、金属加工品に美しい見た目を与えるための表面処理技術です。乗用車または電子機器は、私たちの身の回りにある多くの金属加工品に利用されています。
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金属の表面に別の金属を薄く被覆する処理です。
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腐食を防ぎ、摩耗に強く、電気を流しやすくします。
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種類: 電気メッキ、無電解メッキ、溶融メッキなどがあります。
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例: クロームメッキ、ニッケルメッキ、亜鉛メッキ
塗装
出典：岡部工業㈱
塗装は、金属や木材など様々な素材の表面に塗料を塗布し、美しさを良くし、腐食や摩耗から守ったりする表面処理技術です。乗用車または建物の外壁に、私たちの身の回りにある多くの製品に塗装が利用されています。耐久性や光沢、環境への配慮や、様々な性質を持った塗料を開発されており、製品の用途や使用環境に合わせて最適な塗装が選択されます。
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液状の塗料を金属の表面に塗布し、乾燥させる処理です。
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耐食、耐摩耗、外観を綺麗に保ち続けることができます。
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種類: 油性塗料、水性塗料、粉体塗料などがあります。
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例: 乗用車塗装、家電製品塗装
熱処理
出典：NC旋盤のバイブル
熱処理は、金属を高温に加熱・冷却することで、硬度や強度、靭性といった性質を変化させる技術です。刃物または機械部品など、高い強度や耐久性が求められる製品に広く利用されています。焼入れ、焼きなましなど、様々な処理があり、目的に合わせた熱処理が選択されます。
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金属を加熱・冷却することで、硬度や状態を変化させる処理です。
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耐摩耗、硬度を良くすることができます。
化成処理
出典：㈱三和鍍金
化成処理は、金属の表面に化学薬品を作用させ、金属の表面に特殊な処理を行い、錆びにくく、塗装が剥がれにくいようにする技術です。アルマイト処理が代表的で、アルミニウム製品の耐久性と美観を向上させます。リン酸皮膜処理は、鉄製品の防錆に効果的です。製品の用途や素材に合わせて様々な化成処理が選択され、金属に新たな価値を与えます。
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金属表面を化学的に処理し、酸化膜や皮膜を形成する処理です。
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腐食を防ぎ、摩耗に強く、接着力を高めます。
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種類: アルマイト処理、リン酸皮膜処理などがあります。
溶射
出典：トーカロ㈱
溶射は、金属やセラミックス、サーメットといった多様な材料を高温で溶かし、高速で基材に吹き付けて皮膜を形成する表面処理技術です。この皮膜は、優れた耐摩耗性と耐熱性を有し、耐食性が非常に高く、航空機エンジンまたは乗車部品など、過酷な環境で使用される部品の寿命を大幅に延ばします。溶射は、材料の特性を最大限に引き出し、製品の性能を向上させる上で不可欠な技術です。
ショットピーニング
出典：㈱不二製作所
ショットピーニングは、金属の表面に小さい弾丸を高速で打ち込むことで、表面を硬くし、疲労強度を向上させる表面処理技術です。乗用車や航空機などの部品に用いられ、製品の寿命を延ばし、安全性を高めます。ショットピーニングは、金属疲労を防ぎ、製品の信頼性を高める上で重要な役割を果たしています。
金属加工における表面処理の利点とは？
表面処理を施すことで、腐食に強く、摩耗に対し耐性を向上させる技術です。メッキや塗装など、多様な技術が活用されており、乗用車やスマートフォンなど、身の回りの製品に広く利用されています。これらの処理は、製品の寿命を延ばし、付加価値を高めます。
耐食性の向上とは
耐食性とは、金属が空気や水などの環境によって腐食するのを防ぐ性質です。表面処理で、金属の表面に保護膜を形成することで、耐食性を向上させることができます。メッキや塗装などが代表的な例です。耐食性の高い製品は、寿命が長く、メンテナンスコストを低減できるため、乗用車や建築材料など、様々な分野で活用されています。
耐摩耗性の向上とは
耐摩耗性とは、金属やプラスチックなどの表面が、摩擦や擦り減ることに対してどれだけ強く抵抗できるかを示す性質です。表面処理によって、硬度を高めたり、摩擦係数を低くしたりすることで、耐摩耗性を付与することができます。メッキや熱処理などが代表的な例です。耐摩耗性の高い製品は、寿命が長く、機械の精度を維持できるため、乗用車部品や工具など、様々な分野で活用されています。
金属加工の表面処理の選び方はどんなものがあるの？
表面処理は、金属やプラスチックなどの素材に様々な処理を施し、製品の機能や外観を向上させる技術です。メッキ、塗装、熱処理など、その方法は多岐にわたります。目的や素材、環境など、製品によって最適な処理が異なります。耐食性を高めたいのか、耐摩耗性を高めたいのか、見た目を良くしたいのかなど、製品の要求に合わせて適切な処理を選ぶことが重要です。乗用車やスマートフォンなど、私たちの身の回りの製品には、様々な表面処理が施されています。表面処理の選定は、製品の性能・耐久性に直接影響すると言えます。
目的と用途に合わせた表面処理の選び方
製品の寿命や性能を左右する表面処理は、耐食性、耐摩耗性など、目的を達成するために、最適な処理方法を選定することが重要です。メッキ、塗装、熱処理など、様々な方法があり、素材や環境によっても適した処理は異なります。乗用車やスマートフォンなど、日常的に使われる製品にも、表面処理が利用されています。製品の価値を向上させるために、目的や用途に応じた表面処理を選びましょう。
素材の種類と表面処理の関係
素材の種類によって、最適な表面処理は異なります。金属の場合はメッキや酸化処理が行われ、プラスチックの場合は塗装やメッキなど、素材の特性や目的に合わせて処理方法を選びます。耐食性や耐摩耗性、外観など、求められる性能も素材によって異なるため、素材の種類と表面処理は密接な関係にあります。乗用車やスマートフォンなど、様々な製品で素材と処理の組み合わせが工夫されています。
| 素材 | 代表的な表面処理 | 目的 |
| 金属 | メッキ、アルマイト、ショットピーニング、溶射、塗装、コーティング | 耐食性向上、耐摩耗性向上、外観改善、導電性付与、絶縁性付与など |
| プラスチック | メッキ、塗装、蒸着、UV硬化コーティング | 外観改善、耐薬品性向上、導電性付与、耐摩耗性向上など |
| セラミックス | メッキ、ガラスコーティング、CVD（化学蒸着） | 耐熱性向上、耐摩耗性向上、電気絶縁性付与など |
| ガラス | メッキ、コーティング、強化処理 | 反射防止、導電性付与、強度向上、耐摩耗性向上など |
金属加工における表面処理のまとめ
金属製品は、そのままの状態では傷つきやすく、寿命が短いという課題があります。そこで、表面処理という技術を用いて、製品表面に処理を施し、耐久性や機能性を向上させています。表面処理の目的は様々です。耐食性を高めて錆びにくくしたり、摩耗に強くし、傷がつきにくい状態にしたり、傷つきにくくしたり、見た目を良くしたり、導電性や絶縁性などを付与したりと、製品の用途に合わせて様々な効果が得られます。
表面処理の方法としては、メッキや塗装などが一般的で、熱処理など、多種多様です。それぞれの方法によって、得られる効果が異なります。最適な表面処理を選ぶためには、素材の種類、求められる性能、使用環境、コストなどを総合的に考慮する必要があります。
表面処理のメリットは、製品の寿命が延びる、性能が向上する、製品価値が上がるなどが挙げられます
