History of Phosphating

Phosphating has a long history and is one of the earliest surface treatment techniques in modern metal processing. Its development has gone through several stages.

In 1869, the discovery of phosphate coatings in the UK showed that they could effectively protect metals from corrosion over extended periods. This led to the first patent for phosphating, laying the foundation for its technological advancement.

From the early 20th century, phosphating began to be applied to industrial products, driving further development and entering a phase of practical application.

Now, phosphating processes have evolved to meet diverse needs, focusing on low-temperature processing, reduced residue, and environmentally friendly, non-toxic formulations.

Types of Phosphating

Unlike most surface treatments that result in a single color, phosphating can produce various colors—gray, iridescent, or black—depending on the phosphating agent used.

Iron Phosphating

This process creates a rainbow-like or blue coating, often called color phosphating. The phosphating solution, primarily composed of molybdate, forms a rainbow-colored film on steel surfaces. It is mainly used as a base layer for coatings to enhance corrosion resistance and improve adhesion of the topcoat.

Zinc Phosphating

This produces a gray coating, known as gray film phosphating. The solution typically contains phosphoric acid, sodium fluoride, and emulsifiers, forming a gray phosphate film on the metal surface. It serves as a base for processes like powder coating, painting, or electrophoresis. The gray film also provides some corrosion resistance and can be used alone as a protective coating on surfaces like galvanized steel, cold-rolled steel, or aluminum.

Manganese Phosphating

This results in a black or dark gray coating, often called black phosphating. Using a manganese-ion-containing solution, it forms a black phosphate film with superior rust resistance, making it ideal for long-term corrosion protection. Its low friction coefficient makes it suitable for components subject to frequent friction, such as automotive parts and fasteners.

Principles of Phosphating

Phosphating works by triggering a chemical reaction between active sites on the metal surface and phosphate ions in the solution, forming a dense phosphate conversion coating. During this process, impurities like oil and rust are removed, exposing more active sites to facilitate the reaction.

Steps in the Phosphating Process

Phosphating typically involves the following steps:

Pre-treatment: Removes oil, rust, and oxide scales to provide a clean surface for the phosphating reaction.

Phosphating Reaction: The metal is immersed in a phosphating solution, where a chemical reaction forms a phosphate conversion coating. The solution’s formula and process parameters significantly affect the coating’s quality and performance.

Post-treatment: Includes rinsing, drying, and passivation to remove residual chemicals and enhance the coating’s corrosion resistance and durability. Each step is followed by rinsing to remove residual chemicals, ensuring the next step proceeds smoothly. After phosphating and rinsing, the workpiece is dried to complete the process, ready for further processing or use.

Phosphating is a simple and practical method for corrosion protection in modern metal surface treatments. It plays a critical role as a pre-treatment step and has significantly advanced the surface coating industry. However, challenges remain, driving improvements toward energy efficiency, environmental friendliness, non-toxicity, and higher efficiency.

Why Does Phosphating Produce Multiple Colors?

The ability of phosphating to produce various colors depends on factors like the coating formation mechanism, phosphating solution formula, process parameters, and post-treatment. Below, we explore these in detail.

Coating Formation Mechanism

The phosphate coating forms through a chemical reaction between active sites on the metal surface and phosphate ions in the solution. Different metals and phosphate ions produce distinct chemical combinations, resulting in coatings with varying colors and properties. For example, iron phosphate films typically appear gray-black, while zinc phosphate films may be light yellow or gray.

Phosphating Solution

The solution’s composition significantly influences the coating’s color and performance. Typically containing phosphates, additives, and auxiliaries, the solution’s phosphate type and concentration alter the coating’s composition and structure, affecting its color. Additives like organic dyes or inorganic pigments can also be included to produce specific colors.

Process Parameters

Parameters like temperature, time, and pH affect the reaction rate and extent, influencing the coating’s composition and structure. For instance, higher temperatures can accelerate the reaction, creating a denser, more uniform coating, while longer processing times result in thicker, more robust coatings. These changes impact the coating’s color and performance.

Post-Treatment

Post-treatments like rinsing, drying, and passivation can alter the coating’s surface state and chemical properties, affecting its color and performance. For example, different passivating agents can modify the coating’s color and corrosion resistance during passivation.

結(jié)論

With advancements in technology and industry, phosphating is increasingly vital in metal surface treatments. Future developments will focus on efficiency, environmental sustainability, and multifunctionality. Optimizing solution formulas and process parameters can produce more uniform and dense coatings, while eco-friendly phosphating agents and additives will reduce pollution and waste. Additionally, combining phosphating with other surface treatments, like spraying or electroplating, can further enhance metal surface performance and aesthetics.

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Surface Finish: What is Phosphating Coating?最先出現(xiàn)在SogaWorks。

酸性ステンレス鋼不動態(tài)化の原理

ステンレス鋼の耐食性は、主に10.5%以上のクロ ム(Cr)を添加することに起因する。 316Lステンレス鋼.クロムは容易に酸化し、鋼表面に緻密なCr?O?酸化皮膜を素早く形成する。この皮膜は、酸化環(huán)境における鋼の電極電位と耐食性を著しく向上させる。ステンレス鋼の耐食性は、この極薄 (約1 nm)で緻密な不動態(tài)化皮膜に依存 しており、この皮膜が腐食性媒體から母材を隔離 する第一のバリアとして機能する。不働態(tài)皮膜が不完全であったり損傷し ていても、ステンレス鋼は腐食する。

ステンレス鋼は空気に觸れると酸化皮膜を形成するが、この皮膜の保護特性は不十分である。酸洗いは、平均約10μmの表面層を除去し、酸の化學活 性により、欠陥部分が他の部分より早く溶解する。このプロセスにより、より均一でバランスのとれた表面となる。さらに重要なことは、酸洗と不動態(tài)化処理によって、クロムやその酸化物よりも鉄やその酸化物が優(yōu)先的に溶解され、クロム欠乏層がなくなり、表面がクロムで濃縮されることである。酸化剤の作用により、完全で安定した不動態(tài)化皮膜が形成される。このクロムリッチ不動態(tài)化皮膜は、貴金屬に近い+1.0V（SCE）の電位に達することができ、耐食性の安定性を著しく向上させる。

ステンレス鋼不動態(tài)化の意義

ステンレス鋼が広く使われている第一の理由は、耐食性に優(yōu)れているため、ステンレス鋼で作られた部品の壽命が延びることである。しかし、ステンレ ス鋼は錆びないわけではない。メッキやコーティングが施され ていない限り、ステンレス鋼は通常、前処理 (酸洗による黒色スケールの除去、研磨など) の後、不動態(tài)化処理が施され、完成品または組立品と して使用される。不動態(tài)化処理によってのみ、ステンレ ス鋼は長期的な不動態(tài)化安定性を維持でき、 耐食性が向上することが実証されている。

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不動態(tài)化の方法

ステンレス鋼の酸洗?不動態(tài)化処理には、作業(yè)に応じて、浸漬、ペースト、ブラッシング、スプレー、循環(huán)、電気化學の6つの方法がある。これらのうち、浸漬、ペースト、およびスプレーは、ステンレス鋼の酸洗および不動態(tài)化に特に適しています化學タンカーや機器。

浸漬法

浸漬法は、ステンレス鋼のパイプライン、エルボ、小型部品に最適で、最高の処理結(jié)果を提供します。部品は酸洗?不動態(tài)化溶液に完全に浸漬され るため、表面反応が完全に起こり、緻密で均一 な不動態(tài)化皮膜が形成される。この方法は、連続バッチ処理に適しているが、溶液の濃度が低下するため、定期的な溶液の補充が必要である。欠點としては、酸タンクの形狀や容量による制限があり、大型裝置や長すぎたり幅の広いパイプラインには適さない。長期間使用しないと、溶液の蒸発により効果が低下する可能性があり、専用の會場、酸タンク、加熱裝置が必要となる。

ペースト法

ステンレス鋼の酸洗および不動態(tài)化ペーストは広く使用されており、様々な市販品があります。一般的に、硝酸、フッ化水素酸、腐食防止剤、および増粘剤が特定の割合で配合されています。溶接継ぎ目、溶接変色、船舶甲板上面、コーナーデッドゾーン、エスカレーター背面、液體タンク內(nèi)の大面積不動態(tài)化処理など、現(xiàn)場での用途に適しています。

ペースト法の利點は、特殊な設備や會場が不要であること、加熱が不要であること、現(xiàn)場での操作が柔軟であること、酸洗と不動態(tài)化がワンステップで済むことなどである。ペーストは保存期間が長く、毎回新鮮なペーストを使用することができ、不動態(tài)化後は反応が停止するため、過剰腐食を避けることができる。その後の水洗時間の影響も受けにくく、溶接部のような弱い部分をさらに強化することができる。しかし、作業(yè)者の作業(yè)環(huán)境が悪く、労働集約度が高く、コストが高く、ステンレス?パイプラインの內(nèi)壁に対する処理効果が低く、他の方法との併用が必要である。

噴霧方法

スプレー方式は、シート生産ラインでのスプレー酸洗工程など、単一製品や內(nèi)部構(gòu)造が単純な設備で、固定された密閉環(huán)境に適している。その利點は、高速で連続運転が可能であること、操作が簡単であること、作業(yè)者への影響が最小限であること、パイプラインを移送中に再度酸洗できるため溶液の利用率が高いこと、などである。

不動態(tài)化の考察

酸洗および不動態(tài)化の前処理：ステンレス鋼の表面に油脂やその他の 汚染物質(zhì)が付著していると、酸洗や不動態(tài)化 の品質(zhì)に影響を及ぼす可能性がある。一般に、アルカリ性洗剤や洗浄液を使用し て、まずタンク內(nèi)壁を洗浄する。

酸洗液/ペーストおよび洗浄水中の塩化物イオン濃度の管理：過剰な塩化物イオンは、ステンレス鋼の不動態(tài)化皮膜を損傷する可能性がある。一部の酸洗液やペーストは、表面酸化被膜を 除去するために、塩酸や過塩素酸のような塩化物 を含む腐食性媒體を主剤または助剤として使用して いるが、これは腐食防止にとって有害である。ステンレス鋼の酸洗および不動態(tài)化ペーストに関するCB/T3595-94などの規(guī)格では、塩化物イオンの含有量を25ppm～100ppmに管理することが要求されている。洗浄水も塩化物イオンを25ppm未満に抑える必要があるが、これは、施工時に水道水に塩化物イオン腐食防止剤として硝酸ナトリウムを添加することで達成できる。

廃液の中和と環(huán)境排出：酸洗?不動態(tài)化廃液は、國の環(huán)境排出基準を満たさなければならない。例えば、フッ素含有廃液は石灰乳または塩化カルシウムで処理でき、クロム含有廃液は硫酸第一鉄で還元できる。

不動態(tài)化の品質(zhì)検査

ステンレス鋼の酸洗および不動態(tài)化の品質(zhì)は、ステンレス鋼の酸洗および不動態(tài)化ペーストについてはCB/T3595-94、電解研磨、研削、酸洗不動態(tài)化後の表面不動態(tài)化膜検査についてはISO 15730などの規(guī)格に従って検査することができます。一般的な検査方法は以下の通りです：

目視検査：酸洗および不動態(tài)化処理されたステンレス鋼の表面は、一様に銀白色で、滑らかで、美観に優(yōu)れ、腐食痕が目立たないこと。溶接継ぎ目や熱影響部には酸化変色 がなく、色むらがあってはならない。

殘留液の検査：フェノールフタレイン試験紙を使用して、ステンレス鋼表面の殘留液のすすぎ度をチェックする。

ブルードット試験：ブルー?ドット?テストは、不完全な不動態(tài)化膜や鉄イオンの混入によって遊離鉄イオンが生じ、それがフェロシアン化カリウム溶液と反応して反応に応じた青色の沈殿物を形成するという原理に基づいている：

K? + Fe2? + [Fe(CN)?]3- → KFe[Fe(CN)?]↓ となる。

試験方法フェロシアン化カリウム10gを蒸留水50mlに溶かし、濃硝酸30mlを加え、メスフラスコに蒸留水を入れて1000mlに希釈し、保存期間1週間の青點試験液を調(diào)製する。この試験液をステンレス鋼の表面に貼り付けた試験紙に滴下し、30秒後に試験紙に青い點が現(xiàn)れたら、その表面は不適格と判斷する。

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本稿では、チタン陽極酸化の実施方法、プロセスの形態(tài)、および陽極酸化後のチタンの色の変化パターンと工業(yè)製造への応用について掘り下げる。

チタン陽極酸化とは?

陽極酸化は電気化學的プロセスであり、電気的および化學的作用を利用してチタンの酸化皮膜を処理します。チタン部品は陽極（プラス電極）として機能し、リン酸三ナトリウム（TSP）や様々な塩のような電解質(zhì)水溶液に浸されます。通電すると、水分子は加水分解を起こし、水素と酸素に分解する。電位は、酸素をチタンの表面に上昇させ、酸化チタンの薄い層に堆積させます。チタンのような酸化した金屬部品は、電気回路の陽極として機能する。強靭で強固な酸化皮膜を形成することで、これらの金屬表面はイオンの浸透を効果的にブロックし、それ以上の腐食を防止または遅らせることができます。全體的に、チタン陽極酸化は、チタン（またはチタン合金）部品の表面の電解酸化であり、部品の使用目的に適した表面特性にします。

チタンの陽極酸化処理方法

チタン部品のアルマイト処理のプロセスをさらに理解するために、ここでは4つの主要なステップを紹介します：洗浄、アルマイト処理裝置とツールのセットアップ、電解、電圧、電流、溫度の制御、および後処理。

ステップ1: クリーニング

洗浄がプロセスの最初のステップです。チタンをアルマイト処理する前に、酸化皮膜の密著性と均一性に影響を與える可能性のある汚れが表面にないことを確認することが重要です。油脂はアルマイト処理の妨げとなり、色の均一性と一貫性に影響を與える可能性のある欠陥がアルマイト処理されたチタンに殘る可能性があります。

一般的に、チタン部品を効果的に洗浄するには、洗剤と水の組み合わせで表面の汚れを除去する必要があります。このステップでは通常、洗浄液にチタン部品を浸し、脫イオン水ですすいで殘留クリーナーを取り除きます。チタン表面が完全に清浄であることを確認することは、陽極酸化処理中の酸化皮膜の適切な形成を助けます。

ステップ 2: 陽極酸化処理裝置とツールのセットアップ

陽極酸化裝置のセットアップは、チタン陽極酸化プロセスの成功を確実にするための重要なステップです。必要な電圧を供給する電源、電解液の入った陽極酸化槽、そして通常アルミ箔やステンレスで作られた陰極を含む、特定の道具や材料が必要になります。陽極となるチタンシートは電源に接続され、陰極は電解液タンクに入れられます。

セットアップの際には、裝置を安全に操作し、汚染を避けるために、ゴム手袋を著用することが重要である。電解液は通常硫酸で構(gòu)成されており、電解液の濃度を適切な濃度に調(diào)整する必要があります。 陽極酸化処理.チタン表面に望ましい酸化皮膜を形成するには、電圧と電流を正確に制御する必要があります。安定した結(jié)果を確実にするために、アルマイト処理裝置が正しく機能するかチェックする必要があります。一度すべてがセットアップされると、チタン陽極酸化の心臓部である電解プロセスを進めることができます。

ステップ 3: 電解プロセス

電解プロセスは、チタン部品に強化された表面特性を與える陽極酸化変換プロセスです。この段階では、チタン部品は電解質(zhì)浴に浸漬され、電源を通して直流電流が印加されます。電流はチタンの表面を酸化させ、酸化皮膜を形成させます。酸化皮膜の厚さと性質(zhì)は、電解質(zhì)浴中でのチタンの電圧と滯留時間を調(diào)整することによって制御することができる。

ステップ 4: 電圧、電流、溫度の制御

陽極酸化処理において、電圧、電流、溫度の制御は、所望の酸化膜厚と表面特性を達成するために極めて重要である。供給電圧は通常、望ましい酸化皮膜の厚さと色に合わせて調(diào)整され、電流密度は注意深く調(diào)整されなければならない。典型的な電流密度は、チタン表面上の均一な酸化膜を確実にするために、15-30アンペア/平方フィートの範囲です。電解液の溫度は、陽極酸化反応を最適化し、過熱を防ぐために華氏60度から75度の間に維持されなければなりません。

ステップ 5: 治療後

後処理はチタン陽極酸化の最終ステップであり、新しく形成された酸化皮膜を密封し保護するために重要です。アルマイト処理が完了すると、チタン部品は電解質(zhì)溶液を全て除去するために徹底的に洗浄される必要があり、有害反応や腐食を防ぎます。次に、アルマイト処理されたチタン部品を高溫の脫イオン水または酢酸ニッケル溶液に浸し、酸化皮膜の孔を密閉します。

陽極酸化チタンの色彩効果

アルマイト処理された酸化チタンは、表面の酸化チタン層の厚さを変化させることにより、様々な鮮やかな色を発色します。一般的には、ブロンズ、パープル、ブルー、ライトブルー、ゴールド、ローズ、マゼンタ、シアン、グリーンなどがあります。しかし、酸化物層の干渉効果による物理的な制約のため、陽極酸化処理では特定の色（例えば赤色）を作り出すことはできません。色は陽極酸化処理中に印加される電圧に直接依存し、異なる色に必要な電圧はおおよそ0～100ボルトの範囲である。

チタンアルマイトの電圧別カラーチャートを以下に示します：

すべての色がチタンアルマイト処理で実現(xiàn)できるわけではないことに注意することが重要です。光干渉現(xiàn)象の物理學上、赤は従來のアルマイト処理では実現(xiàn)できません?，F(xiàn)在、赤に最も近い色はマゼンタ、ローズ（赤紫）、バイオレットです。

チタン陽極酸化の利點

1.耐食性の向上、適切なチタン陽極酸化処理は、チタンの耐食性を向上させ、摩耗や損傷を防ぐことができます。

2.審美的な多様性、明るい永久的な色を得るために染料の必要性なしで軽い干渉効果によって、色は衰退しない。

3.費用対効果が高く、環(huán)境に優(yōu)しい。このプロセスは、他のコーティングに比べて比較的安価であり、有害な化學物質(zhì)の使用を避けることができる。

4.アルマイト表面は硬度が高く、機械部品の摩擦による材料の移動を低減します。

チタン陽極酸化の欠點

1.プロセスパラメーターの正確な制御は難しく、チタンの劣化酸化は電圧、電流、溫度、電解液組成などのパラメーターに非常に敏感であるため、フッ化物濃度と浸漬時間を常に監(jiān)視する必要がある。これに加えて、タンクの化學的性質(zhì)、溶液溫度、ランプ時間などのパラメーターを変更すると、わずかに異なる厚さの酸化物が生成される可能性がある。これらのパラメーターを正確に制御することは、実際には困難である。

2.材質(zhì)の制限と形狀の複雑さがプロセスの難易度を高め、チタン合金のグレードによってアルマイト処理に対する反応が異なり、すべてのチタン合金が効果的にアルマイト処理できるわけではないため、設計の柔軟性が制限される。

3.酸化皮膜性能の限界、チタン陽極酸化物はある程度の保護を提供するものの、その厚さには限界があり、高摩耗用途には十分な保護を提供できない可能性がある。また、酸化剤を含まない環(huán)境（例えばメタノール）でのチタン陽極酸化は、腐食を完全に防止できない可能性があり、高摩耗用途では応力腐食割れを引き起こす可能性さえある。 チタン合金.

チタン陽極酸化の用途

チタンとその合金は、その軽量性、高強度対重量比、耐高溫性により、航空宇宙分野の中核材料となっている。しかし、その腐食のしやすさ、高い酸素反応性、表面吸著の問題から、より広い用途への応用は制限されてきた。陽極酸化処理は、チタン材料の耐摩耗性、耐食性、光學的安定性を効果的に向上させることができ、宇宙機器のような精密分野で獨自の優(yōu)位性を発揮します。

陽極酸化によって強化されたチタン合金は、過酷な環(huán)境において優(yōu)れており、醫(yī)療用インプラント、化學裝置、食品加工システム、海洋工學などの要求の厳しい用途に拡大している。また、この技術(shù)は素材表面の精密な著色を可能にし、工具のサイズマーキング、寶飾品のデザイン、自転車やゴルフクラブなどの高級消費財の表面処理など、機能性と美観を兼ね備えた幅広い用途に使用されている。詳細は以下の通り。

• 航空宇宙ファスナーや構(gòu)造部品などの耐食性部品では、軽量化と耐久性が重要です。
• 醫(yī)療：インプラント（歯科用ネジ、人工関節(jié)など）は、生體適合性とオッセオインテグレーション（骨癒合）特性の恩恵を受ける。
• 機械部品：バルブ、ポンプ、機械部品は、摩擦の低減と耐摩耗性を利用している。
• 裝飾的：寶飾品、時計、建築要素には、鮮やかで色あせしにくい色が使われている。
• エレクトロニクス電気的に受動的な表面は、繊細な機器の部品の絶縁に理想的です。

結(jié)論

チタン陽極酸化酸素は、制御された電圧とプロセスにより、チタンを冷たい工業(yè)材料から蕓術(shù)品へと変えます。きらめくジュエリーを作ったり、航空宇宙部品の性能を高めたり、その可能性は無限です。今すぐチタンアルマイトをお試しいただき、機能性と美観の完璧なバランスをあなたのデザインで見つけてください！

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表面仕上げとは？

表面仕上げは、粗さ、レイ、うねりの3つの異なる要素から構(gòu)成されています。しかし、機械工場では、表面仕上げという用語が表面粗さだけを表すために使われることは珍しくありません。 粗さは、表面仕上げの最も一般的に指定される側(cè)面です。

レイ

レイとは、表面上の支配的なパターンとそのパターンの方向を表す用語である。 レイは一般に製造工程で生じるもので、平行、垂直、円形、十字形、放射狀、多方向、等方性（非方向性）などがある。 

レイ（Lay）とは、表面上の主な模様とその向きのこと。通常、製造工程の副産物である。レイの種類には、平行、垂直、円形、十字形、放射狀、多方向、または等方性（優(yōu)先方向なし）がある。 

うねり

うねりとは、最も間隔の広い表面仕上げのばらつきを指す。最も一般化された方法では、表面の周期的な凹凸は、粗さの測定に使用されるサンプリング長よりも大きい。それでも、平坦度の欠陥でないよりは小さく、短く、規(guī)則的である。表面のうねりは、加熱?冷卻時の反りや、加工誤差によって発生するのが一般的で、當該誤差はびびりやたわみの結(jié)果である。 

うねりの測定には評価長さが使用され、この長さでうねりプロファイルが生成される。ウェービネスプロファイルには、表面の粗さ、平坦さ、形狀のばらつきによる凹凸は含まれない。波のピーク間の距離はうねり間隔（Wsm）と呼ばれ、波の高さは平均うねり（Wa）や全ねじれ（Wt）などのパラメータによって設定されます。うねりの仕様は粗さの仕様よりも一般的ではありませんが、ベアリングレースやシール面では非常に重要です。 

表面粗さ

表面粗さは、表面上の間隔の狹い山と谷として見ることができ、使用される材料條件と製造工程の結(jié)果である。

表面粗さの評価基準

サンプリング長

サンプリング長さは、表面粗さを評価するために使用される所定の基準長さである。表面の実際の形成とテクスチャ特性に基づいて選択されるべきである。選択された長さは、表面の粗さの特徴を正確に表していなければならない。測定の際、サンプリング長さは表面の全體的な輪郭方向に従うべきである。サンプリング長を定義し選択する目的は、うねりや形狀誤差が粗さ測定結(jié)果に及ぼす影響を最小限に抑えることである。

評価期間

評価長さは、表面粗さの評価に使用される全長である。1つまたは複數(shù)のサンプリング長から構(gòu)成される。表面粗さは部品のさまざまな領域で変化する可能性があるため、1つのサンプリング長ではその粗さ特性を完全に表すことができない場合があります。より正確な評価を得るために、複數(shù)のサンプリング長を採取します。通常、評価長には5つのサンプリング長が含まれます。

リファレンス?ライン

基準線は、表面粗さパラメータを決定するために使用されるベースラインです。2つのタイプがある：

• 最小二乗平均線：サンプリング長內(nèi)のすべての點の二乗偏差の和を最小化する幾何學的な等高線。表面形狀の理想的な數(shù)學的表現(xiàn)を提供する。
• 算術(shù)平均線：この線は、プロファイルの上下の領域がサンプリング長內(nèi)で等しいことを保証する。

最小二乗平均線は理想的な基準線だが、実際には適用が難しい。そのため、代わりに算術(shù)平均線がよく使われる。測定中の近似線として、同じような位置の直線がよく使われる。

表面粗さの用語

Ra - 評価長にわたるすべての山と谷の數(shù)値平均。中心線平均（CLA）とも呼ばれる。

Rz - 連続する最高峰と最低谷の平均。最も高いピークと最も低い谷の間の垂直距離、2番目に高いピークと2番目に低い谷の間の距離など。これは通常5つの最も大きな偏差について行われ、その後平均が計算される。 Raはいくつかの極端な値に対して比較的鈍感なので、誤差をなくすのに役立つ。

Rmax - サンプリング長內(nèi)で計算された、最も高いピークと最も低い谷の間の垂直距離。

Rp - プロファイルの最も高いピークと評価長內(nèi)の平均線との計算距離。

Rv - プロファイルの最低谷と評価長內(nèi)の平均線との計算距離。

表面粗さ換算表

下の表は、表面粗さ測定のための業(yè)界標準単位間の変換を表しています。例えば、メートル法とインペリアル法の表面粗さRaなど、業(yè)界標準の単位をISOに変換する方法について知っておくと、表面仕上げをどのようにしたいかの參考になるかもしれません。 

表面粗さの測定方法

表面粗さを測定する方法はいくつかあるが、一般的には、接觸測定法、非接觸測定法、既知のサンプルとの比較法、工程內(nèi)測定法の4種類に分けられる。

接觸式スタイラスプロフィロメータ

接觸式測定は最も一般的な方法です。このダイヤモンドスタイラスは、山や谷にぶつかると上下に動き、その変位はデジタル値に変換され、プロファイルメーターの畫面に表示されます。この方法では、最大20mmまで測定できることが多い。接觸によって表面の凹凸が変化する可能性があるため、柔らかい表面や変形しやすい表面には使用しないでください。

非接觸方式

非接觸測定は、レーザー走査型共焦點顕微鏡やレーザー三角測量のように、直接接觸して表面粗さを測定するために光學的または光を使用する。ビームを表面に投影し、回折信號と反射信號を測定する。これらの方法は、表面に非接觸であるため、柔らかい素材や複雑な形狀に最適である。しかし、精度は表面の反射率や色に影響されやすい。 

比較方法

比較法では、特定のプロセスや裝置によって生成された表面粗さサンプルを使用する。メーカーは、觸覚や視覚によってサンプルと表面を比較することで、粗さパラメータを評価することができる。

インプロセス方式

インダクタンスのようなインプロセス法では、磁性材料と電磁エネルギーを使用して表面粗さを測定します。そして、測定されたパラメトリック値は、比較粗さパラメータを見つけるのに役立ちます。 

適切な表面粗さを選ぶには？

用途によっては、表面粗さはあまり重要ではないかもしれない。しかし、他のいくつかの場面では重要な意味を持ちます。重要な用途では、表面粗さは部品の機能性、性能、耐久性、外観に影響を與えます。また、加工時間やコストにも影響します。

CNC加工における表面粗さレベルの要件は、用途によって異なります。本質(zhì)的に良い表面粗さレベル、悪い表面粗さレベルというものは存在せず、特定の要件を満たすかどうかということに集約されます。したがって、部品に適したCNC加工の表面粗さを決定することは、非常に重要な意味を持ちます。選択プロセスでは、以下の要素を考慮する必要があります。

機能と目的

適切なCNC機械加工の表面粗さを選択する場合、部品の使用目的が最も重要な考慮事項です。表面粗さは、部品の特性、他の部品や作業(yè)環(huán)境との相互作用に影響を與えます。摩擦係數(shù)、騒音レベル、耐摩耗性、吸収能力、光學特性、耐荷重性、耐久性、導電性、潤滑性、その他多くの機能や特性に影響を與えます。下表は、CNC加工部品のさまざまな機能、表面粗さがこれらの機能に與える影響、およびそれに対応する推奨表面粗さレベルの詳細を示しています。

下の表は、さまざまな製造工程における一般的な粗さを示しています。

コストと生産時間

CNC加工でより滑らかな表面粗さを?qū)g現(xiàn)するには、より多くの加工作業(yè)が必要となる。低い粗さ値を得るためには、機械速度を遅くし、送りを細かくし、切込みを淺くする必要がある。Raレベルが0.4以下の場合、追加の研磨が必要になることもある。精密な製造工程とこれらの余分な工程は、より多くの時間と労力を要し、ひいては製造コストを押し上げる。

ソガワークスについて

SogaWorksは、カスタムメカニカルパーツのためのオールインワンオンラインプラットフォームです。CNC機械加工、3Dプリント、板金加工、ウレタン鋳造、射出成形などのサービスで、ラピッドプロトタイピング、少量テスト、大規(guī)模生産のための柔軟な製造ソリューションを提供します。AIを活用した見積もりエンジンにより、SogaWorksは5秒で見積もりを提出し、最適なキャパシティをマッチングさせ、すべてのステップを追跡することができます。これにより、納期が短縮され、製品の品質(zhì)が向上します。

Surface Roughness: Ra Standard, Measure Methods最先出現(xiàn)在SogaWorks。

サンドブラストの概要

サンドブラスト は、圧縮空気を使用して部品の表面に微粒子を高速で吹き付けます。部品表面の洗浄、粗面化、錆の除去、塗裝の剝離などに使用されます。研磨剤の力は物理的特性を変化させます。サンドブラストは多くの分野で非常に重要であり、機械的作用によって表面仕上げを制御する役割を果たします。

サンドブラスト工程は1870年代に始まる。ベンジャミン?チュー?ティルグマン將軍が、砂漠で窓に使われていたガラスを砂で研磨できることに著目し、特許を取得した。1904年、トーマス?ウェスリー?パングボーンによって改良が加えられ、彼はプロセスに圧縮空気を加えた。この変更により、このプロセスは適応性が高く効率的になり、さまざまな産業(yè)で広く使用されるようになった。

サンドブラストのステップ

1. 準備だ： 部品の材質(zhì)、形狀、サイズに応じて、適切なサンドブラスト裝置と研磨剤を選択するようにします。コンプレッサーの圧力やガンノズルなど、すべての設備が作動狀態(tài)であることを確認する。安全眼鏡、マスク、保護服の著用など、安全な環(huán)境を確保すること。
2. ワークを固定する： ブラスト中にワークピースが動かないように、ワークピースが作業(yè)臺に固定されていることを確認します。これにより、工程が均一かつ正確に保たれます。大きなワークピースや異形のワークピースを所定の位置に固定するには、特殊な固定具が必要です。
3. 機材をセットする： ワークピースと目標に応じて設定を調(diào)整します。これには、エア圧の調(diào)整、ガンとワークの距離設定、ガンの角度、研磨剤の流量などが含まれます。薄いワークピースには、損傷を避けるために低圧に設定し、粗い表面には研磨剤の流量を増やします。
4. 発破をかける： すべての準備が整うと、ワークピースがガンに保持され、事前に設定された経路と速度で移動します。オーバーブラストやアンダーブラストを避けるため、スムーズな動きを心がけてください。
5. 品質(zhì)チェック： ブラスト後、ワークピースが清浄かどうかを検査し 凹凸.処理が不十分な部分があれば、その部分にさらにブラスト処理を行う。
6. 掃除： すべてが完了したら、エリアを清掃し、未使用の研磨剤を回収し、裝置を保管する。

サンドブラスト裝置

研磨剤の供給方法によって、サンドブラスト裝置は3つのタイプに分けられる：

吸引サンドブラスター

吸引式サンドブラスターは圧縮空気で作動する。スプレーガンの気流が高速であるため、ガン內(nèi)の圧力が低くなり、研磨剤がパイプを通して吸い込まれる。研磨材は加圧された空気ビームを受け、処理すべき表面に向かって押し出されます。

圧力サンドブラスター

圧送式サンドブラスターも圧縮空気で作動する。このシステムでは、圧縮空気が研磨剤を混合するタンクを加圧します。タンク內(nèi)で空気と混合された研掃材は、圧縮空気で加圧され、バルブで搬送パイプに押し込まれ、表面に吹き付けられる。

ウェットサンドブラスター

濕式サンドブラスターは、研磨液ポンプを使用して研磨剤と水の混合液をスプレーガンに供給します。その後、圧縮空気がガン內(nèi)に入った研削液を加速し、表面に吹き付けます。この方法では、研磨剤と水を組み合わせて表面の洗浄と処理を行います。

濕式サンドブラスターは、ポンプを使用して水性研磨剤の混合物をブラストガンに運びます。空気によって液體が圧縮されてガンに入り、その後、処理が必要な表面に噴射されます。

サンドブラスト媒體

酸化アルミニウム

サンドブラスト用の最も一般的な研磨材。酸化アルミニウムは鋭利で耐久性があり、何度も再利用できます。さまざまな硬度等級と粒子徑があり、幅広いプロジェクトに適しています。

ガラスビーズ

ガラスビーズは重金屬やシリカを含まず、安全で無害です。球狀のため、磨きやすく、明るく滑らかな仕上がりになります。何度も再利用できる。

プラスチックブラストメディア

プラスチックメディアは、積極的な剝離に適しており、安定した結(jié)果が得られます。金屬、プラスチック、複合材から塗料を剝離できます。

炭化ケイ素

炭化ケイ素は最も硬い研磨材で、素早く切斷します。小さな破片から始まり、ブラスト中に壊れます。このメディアは再利用が可能で、ガラスや石のエッチングやひどい錆の除去によく使用されます。

ガーネット

この研磨材は複雑なケイ酸塩鉱物のガーネットをベースにしており、切削力が高く、粒度が均一で、粉塵公害が少ない。

スチールショット

スチール?ショットは、金屬表面の洗浄と研磨に使用される小さな鋼球から成る。いくつかの材料を剝がし、光沢のある滑らかな表面を作ります。

スチールグリット

スチールグリットは積極的なブラストに使用され、素早く作用し、さまざまな汚れを除去できます。表面が耐えられる限り、金屬のエッチングに効果的です。

有機化合物

コーンコブやクルミ殻のような有機研磨剤は緑色です。コーンコブは木材の繊細なブラスト作業(yè)に使用され、クルミの殻はより研磨剝離作用がある。

サンドブラスト媒體比較表

清潔さ

清浄度は、サンドブラスト後にワークピースから不純物がどの程度除去されるかを測定します。清浄度には主に2つの國際規(guī)格があります。1985年の米國の「SSPC-」規(guī)格と1976年のスウェーデンの「Sa-」規(guī)格です。Sa-規(guī)格には4つの等級があります：Sa-規(guī)格にはSa1、Sa2、Sa2.5、Sa3の4つの等級があり、世界中で一般的に使用されています。

Sa1グレード - これは米國のSSPC-SP7等級と同様、最も低いレベルである。簡単な手作業(yè)によるブラッシングとサンドペーパーによる研磨が含まれる。コーティングの保護は、無処理よりもわずかに優(yōu)れている程度です。Sa1では、表面に目に見える油脂、錆、塗料がないことが望ましいが、軽微な汚染は殘っている可能性がある。

Sa2グレード - 米國のSSPC-SP6等級に相當。このレベルでは、基本的な洗浄方法であるサンドブラストを使用します。ワークピースの表面には、目に見える油脂、汚れ、さび、塗料がないことが望ましいが、欠陥は表面の33%まで覆うことができる。わずかな錆やへこみ內(nèi)の塗料は許容される。

Sa2.5グレード - これは業(yè)界ではニアホワイト?クリーニングと呼ばれる中古基準である。合格基準としてよく使われる。表面には、小さな影やわずかな変色、錆、塗裝の欠陥など、5%以上の欠陥がないことが望ましい。

Sa3グレード - 米國のSSPC-SP5等級に相當する最高レベルで、ホワイト?クリーニングとも呼ばれる。表面は完全に清浄でなければならず、欠陥、錆、塗料は許されない。影や変色は一切許されない。

サンドブラスト粗さ

サンドブラスト粒は衝撃を受け、外側(cè)に跳ね返る。この衝撃により、表面に數(shù)千分の1インチのくぼみができ、これを基本パターンと呼びます。その跳ね返りによって、表面の一部が1000分の數(shù)インチ外側(cè)に突出する。低い部分を「谷」、高い部分を「山」と呼ぶ。砂粒が表面に衝突するたびに「谷」と「山」ができ、これが粗さを形成する理由である。単位はMILL（ミル）で、1ミルは1/1000秒。

サンドブラストが必要な理由

サンドブラストは、高速の砂流を使用して部品表面を処理するため、ワークピースの表面はある程度の清浄度と粗さを得ることができ、このプロセスはワークピースの機械的特性と美的外観を向上させます。

コーティングまたはめっき層の前処理

サンドブラストは、表面の汚れ、グリース、酸化物などの不純物を除去します。均一でざらざらした質(zhì)感を殘すことで、部品とコーティング、または部品とコーティングの間の結(jié)合を向上させます。 電気めっき.異なる研磨材は、異なるニーズに合わせて様々なレベルの粗さを作り出します。

粗面の洗浄と研磨

サンドブラストは、鋳物、鍛造品、熱処理部品に付著した油や錆などの汚れを洗浄します。また、表面を研磨して滑らかにし、見た目をよくします。この工程により、一貫した金屬色が現(xiàn)れ、加工物の外観が向上します。

バリ取りと表面の美観

サンドブラストは、ワークピースの小さなバリを除去し、表面を平坦で安全な狀態(tài)にします。また、表面が接するエッジに丸みを持たせ、ワークピース全體の外観を向上させます。

機械的特性の向上

サンドブラストにより、部品に均一できめ細かいテクスチャが形成され、潤滑油が表面に蓄積されます。これにより、潤滑が改善され、騒音が減少し、機械の壽命が延びます。

ストレス解消

サンドブラストは、研磨ペレットを當てることでワークピースの表面の応力を低減します。これにより表面が強化され、バネ、工具、航空機のブレードなどの部品によく使用されます。

Sand Blasting Explained: Process, Media and Functions最先出現(xiàn)在SogaWorks。

アロジンコーティングとは？

アロジンコーティングでは、アルミニウム合金の表面にクロム酸塩を含む化學溶液を塗布します。この表面仕上げプロセスは、金屬部品の表面に付著する薄い保護化成皮膜を形成し、耐食性を向上させ、塗裝や陽極酸化などのさらなる仕上げに備えます。陽極酸化処理と比較すると、アロジンコーティングはより速く、電流を必要としないため、価格に敏感な多くのお客様にとって、より手頃で効率的な選択肢となります。

アロジンコーティングのソリューション

使用するアロジン溶液の種類は、材料の種類、プライマー、特定の色の要件によって異なります。一般的な溶液は以下の通り：

• Alodine 600：アルミニウムの表面に黃色い皮膜を作る。
• アロジン1200、1200S、1201：薄い金色から茶色がかった黃色の仕上がりになる。
• アロジン1000と1500：アルミニウムの表面を自然な金屬色に保ちます。

これらの溶液の典型的な配合は下表に詳述されている：

アロジンコーティングの種類

アロジンコーティングにはさまざまな種類があり、それぞれ特定の要件に合わせて調(diào)整されています。最も一般的な分類はMIL-DTL-5541規(guī)格に基づくもので、主に2つのタイプが規(guī)定されています：

タイプ1（六価クロムコーティング）： これらのコーティングは六価クロムを含み、耐食性に高い効果を発揮する。しかし、環(huán)境や健康への懸念から、その使用はますます規(guī)制されている。

タイプ2（三価クロムコーティング）： タイプ1の代替として、タイプ2コーティングは三価クロムを使用し、環(huán)境への影響を抑えながら同様の性能を発揮する。これらのコーティングは透明であることが多く、多くの産業(yè)で好まれている。

アロジン加工

アロジンコーティングの実施には、浸漬、スプレー、ブラッシングの3つの主な方法がある。ブラッシングは、航空機の構(gòu)造補修で最も一般的に使用される方法である。アロジン処理の具體的な手順は以下の通りである：

1.表面クリーニング

溶液を塗布する前に、塗膜が最適に接著するよう、アルミニウムの表面を十分にクリーニングする必要があります。

オイルが殘留している部分（航空用油圧オイルなど）については、MEK、アセトン、MIBKなどの溶剤に浸したきれいな布やスポンジを使って表面を拭いてください。油分がない場合は、脫イオン水で不純物を取り除くことができる。ショットピーニングされた表面のような特殊な用途には、BAC 5748規(guī)格に従って、脫イオン水に浸したスコッチ?ブライト?パッドを使用して表面をクリーニングする。この場合、新しいパッドを使用して複數(shù)回洗浄し、その後脫イオン水ですすぎ、きれいな布で乾燥させます。

洗浄後、表面は明るく、汚染物質(zhì)がないはずである。次に進む前に、少なくとも15分間、表面が完全に乾くまで待ってください。

2.ソリューションの適用

作業(yè)エリアが複合ハニカムコア、ワイヤー、隙間などの敏感な部品の近くにある場合は、アロジン溶液に誤ってさらされないように、適切なマスキングを行ってください。

アロジン600/1200シリーズ:空圧式スプレーガンまたはナイロンブラシを使用して、作業(yè)面にアロジン液を均一に塗布する。表面を2～3分間濡らしたままにする。黃金色または黃褐色が現(xiàn)れ、保護層が形成されたことを示します。清潔な布やスポンジで余分な溶液を拭き取る。色ムラや殘留物が見られる場合は、600番のサンドペーパーで軽く研磨し、脫イオン水ですすいでから、再度溶液を塗布する。

アロジン1000シリーズ:600/1200シリーズと同様に、溶液を均一に塗布し、3～5分間表面を濡らしたままにする。塗布中は直射日光を避けてください。溶液が溜まったり、粉が殘ったりした場合は、軽くサンディングし、すすぎ、再塗布する。

3.洗浄と乾燥

水を含ませた布やスポンジで処理面の汚れを落とし、余分な薬剤を取り除く。塗膜は柔らかく、傷つきやすいので、丁寧に扱ってください。清潔な乾いた布で表面を拭き、54℃（130°F）までの溫度で乾燥させる。または、44～54℃（110～130°F）で20～35分間乾燥させ、耐食性を高める。乾燥後は、塗膜の保護を最大限に高めるため、速やかに、理想的には16時間以內(nèi)に下塗り塗料を塗布する。

アロジンコーティングの利點

アロジンコーティングにはいくつかの利點があり、アルミニウムの表面仕上げによく使われる：

薄くて多孔質(zhì)の酸化物層： アロジン化成皮膜は一般的に薄く、0.5～4 μm程度である。柔らかく多孔質(zhì)であるため、被塗物の機械的特性や寸法を変化させることなく、塗料や塗裝の密著性に優(yōu)れています。そのため、さらなる表面処理のための理想的な下塗り層となります。

費用対効果のプロセス： アロジン製法は、迅速で、電力を必要とせず、設備もシンプルである。これらの要因により、製造コストが低く抑えられると同時に、強靭で耐食性に優(yōu)れた仕上がりが得られます。

導電性コーティング： 他の表面処理とは異なり、アロジンは導電性皮膜を形成します。この特性は、接觸抵抗を安定させ、電子機器や航空宇宙産業(yè)での用途に不可欠な効果的な導電性を確保するのに役立ちます。

低溫條件： ほとんどのアロジン処理工程は室溫で行われるが、アルカリ洗浄工程は通常60℃前後で行われる。これにより、エネルギー消費量を削減し、生産環(huán)境における環(huán)境汚染を最小限に抑えることができる。

耐久性のあるソリューション： アロジン溶液は安定しており、使用壽命が長く、メンテナンスが容易である。これらの特徴により、中斷を最小限に抑えた大規(guī)模な連続生産に適している。

耐食性の向上： アロジンコーティングは、腐食に対する卓越した保護を提供し、過酷な環(huán)境下でもアルミニウム部品の壽命を大幅に延ばします。

疲労性能の向上： アロジンは、さまざまな応力條件下におけるアルミニウム合金の疲労壽命を予測し、改善するのに役立つことが研究で示されています。腐食ピットを等価な楕円形の表面クラックとして定量化することで、この処理は材料の実際の性能をより正確に反映するのに役立ちます。

アロジンコーティングの用途

アロジンコーティングは、さまざまな業(yè)界で広く使用されている：

• 航空宇宙 アルミニウムの機體部品を腐食から守る。
• 自動車： 過酷な環(huán)境にさらされるアルミニウム部品の耐久性を高める。
• エレクトロニクス： エンクロージャーとヒートシンクの性能と壽命を向上させます。
• マリン 海岸や水中で使用されるアルミニウム部品に耐食性を提供。

アロジン vs アルマイト

アロジンは耐食性を與え、コーティングの密著性を高める。通常、厚さ0.5～4μmの薄く柔らかい層を形成する。このプロセスはエネルギー効率がよく、少ない電力で完了し、室溫で作動する。しかし、アロジンの色の選択肢は限られており、通常、黃色、茶黃色、または自然な色調(diào)であるため、美的魅力が制限されることがある。

一方、陽極酸化はより複雑な電気化學的プロセスであり、通常5～25μmと、より厚く硬い皮膜を形成する。 アルマイト処理 が塗布されている。このコーティングは、アロジンよりも耐久性があり、表面硬度が高く、耐摩耗性や耐傷性に優(yōu)れている。陽極酸化処理は非導電性であるため、電気絶縁が必要な部品には有利である。しかし、電気化學プロセスのため、より多くのエネルギーを必要とし、高溫で動作します。アルマイトの最大の強みは、透明なものから鮮やかな色合いのものまで、幅広い色の選択が可能なことです。

結(jié)論

アロジン表面仕上げは、アルミニウムとその合金の特性を向上させるための汎用的で効果的な方法です。優(yōu)れた耐食性、塗料密著性の向上、業(yè)界標準への準拠を?qū)g現(xiàn)することで、耐久性に優(yōu)れた高性能部品の製造において重要な役割を果たしています。アロジンコーティングの種類、利點、および用途を理解することは、製造業(yè)者が表面仕上げのニーズについて十分な情報を得た上で意思決定するのに役立ちます。

Alodine Coating 101: A Comprehensive Guide最先出現(xiàn)在SogaWorks。

クロームとアルミニウムの概要

クロムは銀白色の金屬で、強い不動態(tài)化特性を持つ。大気中で速やかに保護酸化膜を形成し、長期にわたって輝きを保つことができる。クロムは、アルカリ、硝酸、硫化物、炭酸塩、有機酸などの腐食性媒體に対して非常に安定している。クロムは、高硬度（800HV）、優(yōu)れた耐食性、優(yōu)れた耐熱性などのユニークな特性を持っており、保護?裝飾塗料として広く使用されている。

アルミニュームの利點m およびその合金は、高強度、低比重、軽量、加工のしやすさなどが特徴である。高い強度対重量比を必要とする部品や、機械加工が難しい複雑な鋳造部品にすることができる。しかし、アルミニウムとその合金には、粒界腐食、表面硬度の低さ、耐摩耗性の低さといった欠點がある。これらの弱點を克服し、アルミニウム部品の壽命を延ばすために、電気めっきを使用して表面にクロム皮膜を析出させることができる。

アルミクロムメッキ加工

アルミニウムにクロームメッキはできるのか？答えはもちろんイエスである。アルミニウムの電気めっきが厄介であることはよく知られていますが、この問題の根本的な原因は、この金屬の非常に活性な化學的挙動にあります。アルミニウムは電気化學的に非常にマイナスの電位（-1.67V）を持ち、酸素との親和性が強く、酸化しやすいため、この金屬を扱うのは厄介なのです。また、ほとんどの金屬に比べてアルミニウムの膨張係數(shù)が高いことも、めっき層の內(nèi)部応力の一因となっている。アルミニウムは両性金屬であるため、酸性とアルカリ性のどちらの環(huán)境でも不安定です。その上、アルミニウム部品の表面には、一般的に亀裂や微細孔からの殘留電解質(zhì)が含まれており、めっき層の密著性に悪影響を及ぼす可能性がある。したがって、アルミニウムの電気めっきを成功させる鍵は、密著性の問題を解決することにあります。

アルミニウムとその合金の前処理は、高品質(zhì)の被膜を作るために必要である。表面が遵守すべき條件は以下の通りである：

• 酸化や油汚れのない、完全にクリーンな表面。
• アルミニウムに直接接觸する金屬は、アルミニウムの格子定數(shù)に非常に近く、原子半徑が比較的小さいものでなければならない。

クロムメッキ?アルミニウム?オペレーション

のためのステップバイステップガイド クロムメッキ アルミニウムは以下の通り：

1. 有機溶剤による脫脂

一般的に使用される有機溶剤には、ガソリン、四塩化炭素、トリクロロエチレンなどがある。表面の油汚れは、浸漬、手作業(yè)によるブラッシング、超音波洗浄などで除去できる。

ここでは、ガーゼとガソリンを使って部品表面の油汚れを拭き取る。

2. アルカリ洗浄による脫脂

アルミニウム部品表面の油汚れを除去し、表面の酸化皮膜を溶解し、マトリックスの結(jié)晶化を露出させ、部品をメッキ前の理想的な表面狀態(tài)にする。

3. 酸洗いと光沢加工

この作業(yè)の目的は、アルカリ腐食による殘留物やその他の表面汚染物質(zhì)を除去し、基材の結(jié)晶構(gòu)造が完全に露出するようにすることである?；膜摔瑜盲?、異なる溶液調(diào)製法を選択する必要がある。

4. ジン?ニッケル浸漬フィルム

私たちは亜鉛-ニッケル合金の一次浸漬法を採用しています。化學亜鉛-ニッケル合金プロセスは亜鉛塩浸漬法から発展したもので、化學亜鉛塩浸漬法の欠點の多くを克服しています。様々なアルミニウムやアルミニウム合金部品の前処理に適しています。化學亜鉛-ニッケル処理後、得られる合金変位層は緻密で明るい結(jié)晶構(gòu)造、良好な密著性を持ち、有毒なシアン化銅の前めっき工程が不要になります。さらに、この方法は、処理中の溶液廃棄物が少なく、洗浄が容易で、操作がよりユーザーフレンドリーです。

溶液の調(diào)製法は以下の通り：

塩化第二鉄を含む亜鉛-ニッケル合金溶液を使用すると、密著性と耐食性を向上させることができる。溶液を調(diào)製する際には、塩化第二鉄と酒石酸ナトリウムカリウムを別々に溶解してから混合し、塩化第二鉄の加水分解と沈殿を防ぐ。

5. HEDP銅めっき

亜鉛-ニッケル浸漬によって得られる化學変位層は非常に薄い。電気めっき液が亜鉛層に浸透してアルミニウム基材を腐食させると、質(zhì)の悪いめっき皮膜になる。また、電気めっき層自體にもある程度の靭性が求められます。

きめ細かく、光沢のある、緻密な結(jié)晶組織と良好な密著性を?qū)g現(xiàn)するには、部品にHEDP銅めっき処理を施す必要がある。この工程は、亜鉛-ニッケル合金層上に強固な密著性を持つ銅層を析出させ、クロムめっきと下地との強固な結(jié)合を確保するのに役立つ。

溶液の調(diào)製方法と條件は以下の通り：

部品基材の表面品質(zhì)が高い場合、またはコーティング品質(zhì)に対する要求が特に厳しくない場合は、HEDP銅めっき工程を省略し、光沢銅を直接めっきすることができます。

6. 光沢銅メッキ

このプロセスの陽極はリン銅板であり、硫酸銅めっきプロセスは、ワークの輝度を向上させ、ニッケルめっき時間を短縮するために使用される。

7. ニッケルめっき

ニッケルめっき液は、不純物、特に有機汚染物質(zhì)が多すぎないように注意深く管理する必要がある。さもなければ、めっきに気泡が発生したり、剝離したりする可能性があり、めっき皮膜のもろさを増大させる可能性がある。

ニッケルめっき浴中の一次光沢剤と二次光沢剤は、めっきの硬度と張力を低下させるため、適切にバランスさせる必要があります。これにより、めっきの內(nèi)部応力を最小限に抑え、延性を向上させることができます。

8. クロムメッキ

クロムめっきの配合は、使用する前めっき工程によって適切な調(diào)整が必要である。さらに、プロセスで使用される添加剤の違いにより、めっきの外観が大きく変化することがあります。

メッキ後、水素除去処理が必要。焼き付け溫度は160℃、焼き付け時間は1時間とする。この水素除去処理により、めっき層と基板との間に形成される內(nèi)部応力を除去し、両者の密著強度を向上させることができる。

クロムめっき性能試験

クロムめっき層は、優(yōu)れた耐食性と滑らかで光沢のある外観を提供するだけでなく、強力な密著性、高い硬度、優(yōu)れた耐摩耗性を提供する。

クロムめっきの密著性試験には、加熱、曲げ、衝撃などの方法がある。試験後、剝離や層間剝離は観察されず、良好な接著性を示した。

硬さ試験は、部品のサイズ、基材の材質(zhì)、めっきの厚さ、圧痕の直徑、加えられる荷重などの要因を考慮する必要がある。めっき層の硬度測定には、ビッカース硬度計が一般的に使用される。厚さにもよるが、圧痕の深さがめっき厚さの1/7～1/10になるように、5g～200gの荷重をかける。100μmより厚いクロムめっき層には、ロックウェル硬度計を使用することができる。

耐摩耗性は通常、厚み減少、質(zhì)量減少、體積摩耗、研磨媒體消費、切削厚み時間、放射性同位體法などを用いて評価される。

ビッカース硬度7355MPaから7845MPaのクロムめっきは、顕著な耐摩耗性を示すことが実験で示されている。また、クロムめっきの厚さも耐摩耗性と直接的な関係があり、皮膜の耐用年數(shù)に影響する。

How to Chrome Plate Aluminum and its Alloys最先出現(xiàn)在SogaWorks。

パウダーコーティングとは？

パウダーコーティング は、靜電噴霧裝置を用いて乾燥粉末を部品表面に塗布する仕上げ工程である。パウダーは靜電気を帯び、部品表面に均一に吸著?保持される。パウダーが塗布された後、パウダーコーティングされた部品は高溫にさらされる。

コーティングは特殊な樹脂、顔料、充填剤、硬化剤、その他の添加剤から作られ、一定の割合で混合された後、熱間押出、粉砕、選別によって調(diào)製されます。室溫で保存しても安定で、靜電スプレー、加熱、固化の後、滑らかで明るい永久皮膜が形成され、裝飾と防食の目的を達成する。

パウダーコーティングの利點

効率の向上。 フィルムは1回の塗布で形成されるため、生産性は従來の方法に比べて30～40%向上する。

省エネルギー。粉體塗裝はエネルギー消費量を約30%削減し、従來の塗裝技術(shù)よりもエネルギー効率が高くなっています。

汚染の軽減。 このプロセスは、塗料によく含まれるトルエンやキシレンといった有害な有機溶剤を排出しないため、環(huán)境汚染が少ない。

高いコーティング利用率。 粉體塗裝プロセスは、95%以上の優(yōu)れた材料利用率を誇り、余分な粉體は回収して再利用できるため、廃棄物を最小限に抑えることができる。

優(yōu)れたコーティング性能。 塗膜の厚さは1回の塗裝で50～80μmに達する。粉體塗料の密著性、耐食性、その他の性能指標は、一般的に従來の塗裝工程を凌ぐ。

高い利回り。 硬化する前に、コーティングされた製品を再スプレーすることで、最終製品の歩留まりと品質(zhì)を向上させることができる。

アルマイト処理とは？

陽極酸化処理 は、金屬（アルミニウム）を酸溶液に浸漬することによって保護酸化物を生成する電気化學的プロセスである。酸化皮膜の厚さは8～120μmで、アルミニウム部品に耐食性と美観を與える。

特に指定がない限り、陽極酸化の陽極は通常アルミニウムまたはその合金から作られ、陰極は鉛板である。アルミニウムと鉛板は硫酸、シュウ酸、クロム酸などを含む酸溶液に浸され、電気分解によってアルミニウムの表面に酸化皮膜が形成される。

アルマイト処理は3つのタイプに分けられる：クリアアルマイト 陽極酸化タイプIIと陽極酸化タイプIII.

陽極酸化処理の利點

耐食性を向上させた。 タイプII陽極酸化は、アルミニウム表面に保護酸化皮膜を形成し、濕気、化學薬品、海水などの過酷な環(huán)境からアルミニウムを保護します。この耐食性の向上により、陽極酸化アルミニウムは、穏やかな、または厳しい環(huán)境條件にさらされる部品に理想的な選択肢となります。

並外れた硬度。 タイプIIIのアルマイト処理で形成される酸化皮膜は、タイプIIで形成される酸化皮膜よりもはるかに硬い。硬度は60-70HRC（ロックウェル硬度スケール）に達することができ、耐摩耗性、耐磨耗性、耐スクラッチ性に優(yōu)れています。

耐久性の向上。 酸化皮膜は化學反応によって生成されるため、塗料やコーティングとは異なり、アルミニウム表面に正確に結(jié)合し、剝がれ落ちにくい。

美的魅力。 タイプIIアルマイト処理は、多孔質(zhì)の酸化皮膜を生成し、この構(gòu)造が様々な色を吸収することを可能にします。アルマイトの表面は、時間が経ってもその色を維持することができます。このような美しい仕上げは、デザイナーに美観の自由度をもたらします。

陽極酸化と粉體塗裝：その違いとは？

プロセス 陽極酸化は、電流を利用して酸化皮膜を形成する電気化學プロセスである。一方、パウダーコーティングは靜電スプレー技術(shù)で、乾燥粉末を靜電気で表面に吸著させ、加熱して硬化させることで皮膜を形成する。これらのコーティングは有機系で、樹脂、顔料、硬化剤から構(gòu)成されている。

基質(zhì)。 陽極酸化処理は通常、次のような特定の金屬に使用される。 アルミニウムとチタン粉體塗裝は、ステンレス、アルミニウムなどの金屬、プラスチック、木材、ガラスなど、より幅広い素材に適用できる。

色と外観。 色と外観粉體塗裝は、顔料と硬化剤を混合することにより、幅広い色のオプションを提供します。陽極酸化処理では、硬化前にアルミニウム部品を著色溶液に浸漬することで、著色された外観を得ることができます。一般的に、粉體塗裝はアルマイト処理よりも幅広い色の選択肢があります。

耐久性がある。 アルマイト処理は、金屬表面に硬い酸化皮膜を形成し、基材と強固に結(jié)合させます。皮膜の硬度は300HVに達することもあり（アルマイトの種類による）、皮膜が摩耗したり剝がれたりしにくい。粉體塗裝は、高溫で部品の表面を硬化させるため、酸化皮膜ほど硬くはない。摩擦やキズによるダメージを受けやすく、皮膜の剝離やクラック、摩耗が発生することがある。

耐食性。 耐食性は、アルマイト処理と粉體塗裝の主な違いのひとつです。アルマイト処理によって形成される酸化皮膜は硬いだけでなく、外部環(huán)境から基材を効果的に隔離することによって優(yōu)れた耐食性を提供します。陽極酸化処理されたアルミニウム部品は、海洋性気候、高濕度環(huán)境、工業(yè)用化學薬品などにさらされた場合、優(yōu)れた耐食性を発揮します。粉體塗裝もある程度の耐食性を備えていますが、極端な環(huán)境にさらされた場合、一般的にアルマイト処理ほどの性能を発揮しません。例えば、雨や塩水噴霧の環(huán)境にさらされると、コーティングにひび割れが生じ、金屬表面が腐食する可能性があります。

コストだ。 一般的に、陽極酸化処理は粉體塗裝よりもコストがかかる。これは、陽極酸化処理には特殊な電気化學裝置が必要でエネルギー消費量も多いのに対し、粉體塗裝は裝置がシンプルで材料費も安いためです。大量生産の場合は、通常、粉體塗裝の方がコスト効率の良い選択肢となります。しかし、アルマイトの追加コストは、特に高い耐久性と特別な保護が必要な特定の用途では、その価値があるかもしれません。

修理とメンテナンス アルマイト皮膜は一度損傷すると修復が困難です。酸化皮膜は下地と密著しているため、表面についた傷や損傷は簡単に修復できず、通常は交換や再表面処理が必要になる。一方、粉體塗裝は補修能力が高く、特に皮膜が損傷した場合、再吹き付けによって元の狀態(tài)に戻すことができる。

どのように選択するか？

陽極酸化処理または粉體塗裝を選択する際、お客様の用途に最適で最も費用対効果の高い方法を選択するために考慮すべき重要な要素がいくつかあります。以下に、考慮すべき重要な要素をいくつか挙げます：

コスト

粉體塗裝は、特に大量生産の場合、アルマイト処理よりも一般的に安価です。全體的なコストは、部品のサイズや使用するパウダーの種類などの要因によって若干異なる場合があります。陽極酸化処理には特殊な設備が必要で、処理中の電力消費量も多いため、コストは高くなります。しかし、アルマイト処理は、より高いコストにもかかわらず、特定のアプリケーションのためのより強化された耐久性と耐食性を提供することができます。

ヒントお客様のニーズを評価し、用途に合ったコストと性能のバランスがとれたプロセスをお選びください。

カラー

粉體塗裝は、カラーバリエーションに大きな制限はない。粉體塗料は、さまざまな著色剤と混ぜることで色を加えることができるため、非常に正確に色を合わせることができます。陽極酸化処理では、色の選択肢がより限られている。アルマイト処理で使用される染料は多孔質(zhì)の酸化皮膜に吸収されるため、鮮やかさが少なく、淡い色になります。

ヒント特定の色や鮮やかな色を必要とする用途には、粉體塗裝が適しています。メタリックな色でもよい場合は、陽極酸化処理で十分です。

耐久性と耐性

陽極酸化処理は、母材と結(jié)合した酸化皮膜を形成するため、耐摩耗性や過酷な條件下での耐性を得ることができます。パウダーコーティングは、基材に保護膜を形成するため、ある程度の耐食性があります。しかし、結(jié)合が緩く、傷がつきやすく、剝がれやすい。

ヒント激しい引き裂きや過酷な環(huán)境條件にさらされる用途では、陽極酸化処理により、より優(yōu)れた耐久性と保護が得られます。

表面処理

アルマイト処理では、一般的にサンドブラストで表面を洗浄し、不純物を除去して良好な密著性を確保します。同様に、陽極酸化処理では、不完全性を避けるために、処理前に徹底的な洗浄が必要です。粉體塗裝は、原材料の表面品質(zhì)に対する要求が低い。粉體塗裝は、プロファイル表面の押し出しラインをカバーし、アルミニウムプロファイル表面のいくつかの欠陥を隠し、完成したアルミニウムプロファイルの表面品質(zhì)を向上させることができます。

表面品質(zhì)

粉體塗裝は、滑らかで光沢のある仕上がりになる。この仕上げは、視覚的に非常に均一に見え、洗練された外観を與えます。陽極酸化処理では、多孔質(zhì)の酸化皮膜を形成するため、つや消しまたはサテン仕上げになります。この仕上げは、一般的に、より頑丈です。

結(jié)論

粉體塗裝と陽極酸化処理にはそれぞれ特有の利點があり、プロジェクトにとってどの要素が最も重要かによって選択が決まります。粉體塗裝は、色の幅が広く、鮮明な発色が可能ですが、耐食性や耐久性には限界があります。一方、アルマイト処理は、特に激しい摩耗に耐えることが重要な要素である場合、硬度と耐性を提供します。アルマイト処理は高価ですが、耐食性と耐久性に優(yōu)れています。価格、必要な色、耐久性など、いくつかの要素を考慮した上で選ぶのがよい。

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陽極酸化とは、アルミニウムを陽極として電解質(zhì)溶液に入れ、電解反応によって表面に酸化アルミニウム皮膜を形成させる処理である。アルミニウムの陽極酸化皮膜の厚さは數(shù)十ミクロンから數(shù)百ミクロンに達する。機械的性質(zhì)がよく、耐食性、耐摩耗性、耐候性に優(yōu)れています。

陽極酸化の原理

陰極で化學反応が起こる：

陽極で化學反応が起こる：

酸はアルミニウムと形成された酸化皮膜を化學的に溶解し、反応は次のようになる：

酸化膜の形成と溶解は同時に起こる。當初、膜の成長は溶解よりも速く、膜厚が増加する。膜厚が厚くなるにつれて電気抵抗が増加し、溶解速度が成長速度と等しくなるまで膜の成長速度が遅くなり、その時點で膜厚が安定する。このプロセスは、陽極酸化中の電圧-時間曲線によっても説明できる。

陽極酸化電圧-時間曲線は3段階に分けられる：

第1段階非多孔質(zhì)層の形成 - 點abからの區(qū)間では、電圧はゼロから最大値まで數(shù)秒以內(nèi)に急激に上昇する。この電圧は臨界電圧と呼ばれ、陽極酸化表面に連続した非多孔質(zhì)薄膜が形成されたことを示す。この非多孔質(zhì)層の厚さは、形成電圧に比例し、電解液中の酸化皮膜の溶解速度に反比例する。

第2段階：多孔質(zhì)層の形成 - bc點から10%-15%の區(qū)間で、電圧は最大値に達した後、わずかに低下する。これは、非多孔質(zhì)層が電解液に溶解し始め、多孔質(zhì)層が形成されることを示している。

ステージ3：多孔質(zhì)層の肥厚 - cd點からの區(qū)間では、酸化開始から約20秒後、電圧は徐々に安定して上昇している。これは、非多孔質(zhì)層が溶解を続けて多孔質(zhì)層を形成するにつれて、新たな非多孔質(zhì)層も形成されていることを示している。つまり、多孔質(zhì)層は厚くなり続け、膜の形成と溶解の両方が各フィルムセルの底部で起こっているのである。膜の形成と溶解の速度が動的平衡に達すると、それ以上酸化しても酸化膜の厚さは増えない。

タイプIIアルマイトとは？

硫酸アルマイト処理としても知られるII型アルマイト処理は、特定の種類のアルマイト処理である。 陽極酸化処理 これは、アルミニウム表面に0.00010インチと0.0005インチの厚さの酸化皮膜を形成するものである。このプロセスでは、アルミニウムを硫酸電解液に浸す。電解液に直流電流を流すと、酸素原子が部品表面のアルミニウム原子と結(jié)合して酸化皮膜を形成する。

タイプII陽極酸化の利點

タイプIIアルマイト処理は、性能、耐久性、見た目の美しさの向上など、多くの利點をもたらします。

耐食性の向上。 タイプII陽極酸化は、アルミニウム表面に保護酸化皮膜を形成し、濕気、化學薬品、海水などの過酷な環(huán)境からアルミニウムを保護します。この耐食性の向上により、陽極酸化アルミニウムは、溫和な環(huán)境條件や厳しい環(huán)境條件にさらされる部品に理想的な選択肢となります。

耐久性の向上。 酸化皮膜は化學反応によって生成されるため、塗料やコーティングとは異なり、アルミニウム表面に正確に結(jié)合し、剝がれ落ちにくい。

美的アピール.II型アルマイト処理では、多孔質(zhì)の酸化皮膜が形成されるため、さまざまな色を吸収することが可能です。アルマイトの表面は、時間が経ってもその色を維持することができます。このような美観に優(yōu)れた仕上げは、デザイナーに美観の自由度を與えます。

タイプIIIアルマイトとは？

ハードコート?アルマイトとしても知られるIII型アルマイト処理は、II型アルマイト処理に似ているが、より厚い酸化皮膜を形成する。より低い溫度と高い電圧で行われる。

タイプIII陽極酸化の利點

タイプIII陽極酸化は、特定の條件下で機能しなければならない重要な部品に有利である。

並外れた硬度。 タイプIIIのアルマイト処理で形成される酸化皮膜は、タイプIIよりもはるかに硬い。硬度は300-500HVに達し、耐摩耗性、耐磨耗性、耐スクラッチ性に優(yōu)れています。

より優(yōu)れた耐熱衝撃性。 酸化皮膜を厚くすることで、溫度変化による熱膨張や熱収縮を効果的に緩衝することができます。溫度変化による熱膨張?熱収縮を効果的に緩衝し、熱応力によるクラックの発生を抑えます。

良好な電気抵抗。 アルミニウムは電解液中の酸と反応し、陽極酸化処理中に酸化アルミニウム（Al2O3）を生成します。酸化アルミニウムは硬く、電気抵抗のある材料である。一方、タイプIIIによって生成される酸化アルミニウムは、タイプIIよりもはるかに厚く緻密です。そのため、アルマイト加工されたアルミニウム部品は、より優(yōu)れた電気抵抗を持っています。

タイプIIとタイプIIIのアルマイト処理の違い

タイプIIとタイプIIIのアルマイト処理にはいくつかの違いがある：

プロセスパラメーター。 どちらの陽極酸化法も、陽極となるアルミニウムを硫酸溶液に浸漬する。その違いは、II型はより高い溫度と低い電圧を使用するのに対し、III型はより低い溫度と高い電圧を使用し、より厚い酸化皮膜を生成することである。

酸化物の厚さ。 II型アルマイト処理では、耐食性に優(yōu)れた薄い酸化皮膜が形成され、III型アルマイト処理では、硬度、耐摩耗性、電気絶縁性を向上させる厚く緻密な酸化皮膜が形成される。

耐食性。 タイプIIIアルマイト処理は、タイプIIよりもはるかに厚く緻密な酸化皮膜を形成し、耐食性を大幅に向上させます。より厚い酸化物は、攻撃的な化學薬品、高濕度、および研磨要素に対する障壁のようなもので、タイプIIIアルマイトの耐食性がより優(yōu)れていることを意味します。

硬度。 タイプIIIアルマイト処理は、より硬い層を形成し、アルミニウム表面の硬度を大幅に向上させます。この層の硬度は350～550HVに達します。

寸法と公差。 タイプⅡのアルマイト加工は、通常、薄い皮膜厚を加えるだけで、寸法変化は最小限ですが、タイプⅢのアルマイト加工は、厚い皮膜を加えるため、寸法変化が大きくなり、設計や公差の調(diào)整が必要になる場合があります。

価格だ。 タイプIIIアルマイト処理は、より低い溫度と高い電圧を必要とするため、一般的にタイプIIよりも高価である。その結(jié)果、酸化皮膜の形成が厚くなり、時間がかかる。

以下は、タイプIIとタイプIIIのアルマイト処理の主な違いを示した表である。

結(jié)論

タイプIIとタイプIIIの両方のアルマイト処理には明確な利點がある。タイプIIアルマイト処理は、十分な耐食性を必要とする用途に特別な適性を示し、一般的にそれほど厳しい環(huán)境ではありません。一方、タイプIIIアルマイト処理は、耐食性の向上と硬度の増加を提供し、より厳しい狀況に最適です。これら2種類のアルマイト処理の違いは、アルミニウム部品の性能を向上させ、壽命を延ばすために適切な処理を選択する上で極めて重要です。

Sogaworksは、高品質(zhì)で精密な製品をお屆けすることを?qū)熼Tとしています。 中國からのCNC加工サービス およびアルマイト処理サービスは、お客様のニーズを満たすように調(diào)整されます。當社は、タイプIIおよびタイプIIIのアルマイト処理を含む、包括的な表面仕上げサービスを提供しています。高度な設備と専門技術(shù)者により、様々な業(yè)界のお客様に耐久性、信頼性、費用対効果の高いソリューションをお屆けします。

Anodizing Class Comparison: Type II vs Type III最先出現(xiàn)在SogaWorks。