亜鉛メッキとは何ですか？

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亜鉛めっきの基礎

表面処理の化成皮膜のサブカテゴリーである亜鉛メッキは、亜鉛の層を金属に結合させて耐食性を高めるプロセスです。これは、電気メッキとして知られる電気化学原理によって実現されます。この原理では、メッキされる金属を亜鉛イオンを含む溶液に浸し、電流を流します。亜鉛イオンは還元されて金属に付着し、保護層を形成します。わずか数秒で金属の表面が変換され、環境要因に対する新たな防御層が形成されます。

亜鉛めっきの目的

亜鉛めっきは、主に鋼や鉄などの母材の特性を強化し、特定の用途により適したものにすることを中心とした複数の目的を果たします。

耐腐食性： 亜鉛メッキの主な目的は、金属の耐腐食性を向上させることです。亜鉛は鋼よりもはるかにゆっくりと腐食し、重要なことに、均一な速度で腐食します。これにより、コーティングの一部が露出した場合でも、その下にある金属が保護されることが保証されます。
装飾的な魅力: 亜鉛メッキは、金属の美的価値を高めるきれいで光沢のある仕上げを提供します。さまざまな不動態化プロセスを適用できるため、亜鉛めっきは、透明な青明るい色から虹色の黄色のクロム酸塩まで、さまざまな外観を呈することができます。
耐摩耗性の向上: 亜鉛メッキは金属の耐摩耗性を高め、耐久性を向上させます。保護層は物理的衝撃に対するバリアとして機能し、傷や摩耗を軽減します。
塗料の密着性の向上: 塗料は、裸の金属よりも亜鉛メッキの表面によく付着します。したがって、亜鉛メッキは塗装に適した下塗り剤であり、塗料をしっかり保持し、寿命を延ばす表面を提供します。
電気伝導性： 亜鉛メッキは金属部品の導電性を高めることもできます。亜鉛コーティングされた部品は、地金ほど導電性はありませんが、他の非金属保護コーティングでコーティングされた部品よりも優れた導電性を示します。

亜鉛めっきのメリット

亜鉛めっきの目的は、それが実行される理由を概説していますが、その利点は、プロセスが提供する利点を反映しています。亜鉛めっきを他の表面処理方法と区別する主な利点は次のとおりです。

手頃な価格： 亜鉛メッキは、金属を腐食から保護する最もコスト効率の高い方法の XNUMX つです。比較的低コストで高性能の結果が得られるため、大規模プロジェクトにとって魅力的なオプションとなります。
汎用性： 亜鉛めっきは幅広い卑金属に適用でき、さまざまな産業・商業用途で効果を発揮します。これにより、多くのメーカーにとって多用途のソリューションになります。
温度の許容： 亜鉛コーティングは高温に耐える能力で知られており、厳しい熱条件下でも保護品質を維持します。そのため、高温環境で使用されるコンポーネントに適しています。
環境への影響： 亜鉛は、すべての生き物にとって不可欠な天然元素です。他の重金属とは異なり、人間や動物の体内に蓄積しないため、亜鉛めっきは環境に優しい選択肢となります。
適用の容易さ: 亜鉛めっきプロセスは比較的単純で、高度に専門的な設備や技術を必要としないため、メーカーは容易に採用できます。
結合強度: 電気めっきプロセスでは、亜鉛と卑金属の間に冶金学的結合が形成されます。この結合は、他のほとんどのタイプのコーティングによって形成される機械的結合よりも強力で耐久性があります。
コーティングの均一性： 亜鉛めっきは複雑な形状の部品でも均一性に優れています。他の方法ではカバーできない角、くぼみ、その他の届きにくい領域をカバーできます。

亜鉛めっきの種類

亜鉛めっきにはいくつかの種類があり、それぞれに独自の特性と用途があります。亜鉛めっきの主な種類は次のとおりです。

酸性亜鉛メッキ: 酸性亜鉛めっきは、シアン化物やアルカリ性の対応物よりもめっき速度が速く、より明るく、より均一なコーティングを提供します。また、制御が容易で均一電着性にも優れているため、複雑な形状や高電流密度の領域に最適です。
アルカリ亜鉛メッキ: アルカリ亜鉛めっきは通常、シアン化物を含まず、優れたつきまわり性を持っています。酸性亜鉛メッキよりも攻撃性が低く、析出速度が遅くなります。この方法はより環境に優しく、繊細な部品やより滑らかな仕上がりに好まれています。
シアン化亜鉛メッキ: シアン化亜鉛めっきは、かつて最も一般的に使用されていた種類の亜鉛めっきです。優れた均一均一印刷能力と明るく均一な結果にもかかわらず、シアン化物に関連した環境と健康への懸念により、その使用は大幅に減少しました。
亜鉛ニッケルメッキ: 亜鉛ニッケルめっきは、通常の亜鉛めっきよりもさらに耐食性に優れた合金めっきです。特に、コンポーネントに極度の保護が必要な自動車業界で使用されています。
亜鉛コバルトメッキ: 亜鉛コバルトめっきは、亜鉛ニッケルめっきと同様に耐食性に優れた合金めっきです。また、曲げに耐える、より薄く延性の高いコーティングも提供するため、エレクトロニクス業界でよく使用されます。
亜鉛鉄メッキ: 亜鉛鉄めっきも合金めっき法です。黒色で見た目にも美しい仕上げが得られ、他のタイプの亜鉛めっきよりも耐熱性が高いため、高温環境にさらされる部品に適しています。

亜鉛めっきに適した材質

亜鉛めっきは、幅広い材料に適用できる汎用性の高いプロセスです。ただし、特定の材料は、めっきプロセスに適した特性があるため、より一般的に使用されます。亜鉛めっきで一般的に使用される材料のいくつかを以下に示します。

鋼: 鋼、特に低炭素鋼は、亜鉛めっきの最も一般的な材料です。本来の強度と耐久性が高いため、さまざまな用途に最適です。亜鉛メッキは鋼の耐食性を高め、さらに耐久性と耐久性を高めます。
鉄：鉄もよく使用される材料です。鋼と同様に、鉄も亜鉛メッキによる耐食性の向上の恩恵を受け、寿命と耐久性が向上します。
アルミニウム： アルミニウムへの亜鉛メッキは、アルミニウムの表面に自然酸化層が形成されるため、扱いが難しい場合があります。ただし、適切な準備を行えば、アルミニウムに効果的に亜鉛めっきを施すことができ、耐食性が向上します。

亜鉛めっき設備

亜鉛メッキで使用される装置は、コーティングを均一かつ効果的に塗布するため、このプロセスにとって非常に重要です。このプロセスに必要な主要な機器は次のとおりです。

洗浄および準備タンク: めっき工程前のワークの洗浄に使用するタンクです。アルカリ性洗剤、酸性活性剤、すすぎ水などのさまざまな溶液が含まれる場合があります。
電気めっき浴: 亜鉛めっきの中心となる装置です。浴には亜鉛溶液が含まれており、通常は亜鉛塩、酸、その他の化学物質で構成されています。ワークピースと亜鉛陽極を浴に浸し、電流を流します。
整流器： 整流器は、電源からの交流 (AC) を電気めっきプロセスで使用される直流 (DC) に変換するために使用されます。
アノード: 亜鉛陽極は、電気めっきプロセスに亜鉛イオンを供給するために使用されます。これらは電源のプラス端子に接続されています。
ラックまたはバレル: ラックは、めっき工程中にワークを保持するために使用されます。これらにより、電流の均一な分配が可能になり、各部品が均一にメッキされることが保証されます。バレルは小さな部品に使用され、一度に多くの部品を保持できます。
乾燥設備: めっき処理後は、ワークを乾燥させる必要があります。これは、遠心乾燥機や熱風送風機などの乾燥装置を使用して行うことができます。
検査および測定ツール: 完成したワークピースを検査し、コーティングの厚さを測定するには、さまざまなツールが使用されます。これらには、膜厚計、顕微鏡、さまざまな外観検査ツールが含まれます。
不動態化タンク: 多くの場合、メッキ後、ワークピースは不動態化されます。これには、ワークピースを不動態化溶液に浸すことが含まれ、亜鉛層の耐食性を高めるのに役立ちます。

亜鉛めっきの工程

亜鉛メッキプロセスにはいくつかの段階が含まれており、各段階は高品質で耐久性があり、耐食性のある仕上げを実現するために重要です。一般的な段階的なプロセスを次に示します。

クリーニング： 亜鉛めっきプロセスの最初のステップは、ワークピースを徹底的に洗浄することです。これは通常、脱脂剤を使用して金属の表面から油や汚染物質を除去します。脱脂後、酸洗浄（酸洗い）を行い、サビやスケールを除去します。
すすぎ： 洗浄後、部品は水で徹底的に洗い流され、めっきプロセスを妨げる可能性のある残留洗浄液が除去されます。
活性化 (または酸浸漬): 次に、部品を酸タンクに浸して表面を活性化します。このステップでは、めっきの付着を促進する表面を作成することにより、亜鉛めっき用の金属を準備します。
メッキ： 実際のめっきプロセスは亜鉛浴内で行われます。ワークピースを亜鉛めっき液に浸し、電流を流します。これにより、溶液中の亜鉛イオンが還元され、部品上に堆積し、亜鉛コーティングが形成されます。
すすぎと乾燥: 亜鉛メッキ部品は再びすすがれ、残っているメッキ液が除去され、乾燥されます。
パッシベーション: 亜鉛層の耐食性を高めるために、部品は多くの場合不動態化されます。これには、不動態化溶液に浸漬して、亜鉛コーティング上に保護層を作成することが含まれます。
検査： 最後に、完成した部品はコーティングの厚さ、密着性、外観が検査され、必要な基準を満たしているかどうかが確認されます。

亜鉛めっきの用途

亜鉛メッキの保護特性と美観特性の組み合わせにより、幅広い用途に適しています。亜鉛めっきが使用される主な分野は次のとおりです。

自動車産業： 亜鉛めっきは自動車産業で広く使用されています。ブレーキパイプ、パワーステアリング部品、エンジン部品などのさまざまな部品に耐食性を与えます。また、これらの部品の美的外観の向上にも役立ちます。
建設業： 建設分野では、釘、ネジ、その他の留め具に亜鉛メッキが施され、耐久性と寿命が向上します。また、梁や梁などのより大きな要素を環境による損傷から保護するために使用されます。
エレクトロニクス産業: コネクタ、スプリング、スイッチなどの小さなコンポーネントは、耐食性を高めて寿命を保証するために亜鉛メッキされていることがよくあります。
航空宇宙産業： 信頼性と重量が重要な航空宇宙産業では、重量を大幅に増加させることなく腐食から保護するために、さまざまな部品に亜鉛めっきが使用されています。
海洋産業: 塩水腐食が重大な懸念となる海洋用途では、亜鉛めっきは、造船ハードウェアから水中留め具に至るまで、幅広いコンポーネントに優れた保護を提供します。
農業産業: 過酷な環境にさらされることが多い農業機械や設備は、亜鉛メッキの恩恵を受けて耐久性が向上し、動作寿命が延長されます。

ジュエリーやアクセサリーの亜鉛メッキ

亜鉛メッキは多くの利点を持つ多用途のプロセスですが、ジュエリーおよびアクセサリー業界における亜鉛メッキの位置付けに注意することが重要です。主に、亜鉛めっきは、その費用対効果と効率的な生産プロセスにより、より経済的な製品や大量生産品の製造に使用されます。それがどのように貢献するかは次のとおりです。

経済的な製品: 亜鉛メッキは、銅、鉄、真鍮などの卑金属の外観と耐久性を向上させる手頃な方法を提供します。明るく光沢のある仕上げと、変色や腐食に対する保護層を追加します。これにより、ローエンド製品や量販店向けアクセサリの場合、美観、耐久性、費用対効果のバランスが確保されます。
均一性と一貫性: 大量生産では、何千もの部品にわたって均一性を維持することが重要です。亜鉛メッキは一貫した均一な仕上げを提供し、製品ライン全体の美しさを高めます。
色の多様性: 亜鉛はさまざまな色に染色できるため、より経済的なジュエリーやアクセサリーのラインに取り組むデザイナーに幅広い創造的な可能性をもたらします。
アレルギー予防： 亜鉛メッキは皮膚と卑金属の間のバリアとして機能し、アレルギー反応のリスクを軽減します。これは、手頃な価格のジュエリーの製造において特に有益であり、より幅広い消費者の安全を確保します。

ただし、ハイエンドのカスタム製品の場合は、次のような他の方法も使用できます。物理蒸着 (PVD) コーティング（クリックして詳細をご覧ください）は、より高い耐久性、優れた仕上げ、そしてより幅広い色や仕上げを使用できるため、使用される可能性があります。

亜鉛めっき、電気めっき、PVDの比較

亜鉛メッキ、電気メッキ、物理蒸着 (PVD) は XNUMX つの一般的な表面処理技術であり、それぞれに独自の利点と用途があります。以下は、耐傷性、色のオプション、表面仕上げへの影響に焦点を当てた比較です。