表面処理とは、基材とは異なる機械的、物理的、化学的特性を持つ表面層を作り出す技術である。

表面処理の目的は、耐食性、耐摩耗性、装飾性など、製品固有の機能要件を満たすことです。機械研削、化学処理、表面熱処理、表面スプレー塗装は、当社でよく用いられる表面処理技術です。表面処理の目的は、ワークピースの表面を洗浄、清掃、バリ取り、脱脂、スケール除去することです。本日は、表面処理の手順について学習します。

真空めっき、電気めっき、陽極酸化処理、電解研磨、パッド印刷、亜鉛めっき、粉体塗装、水転写印刷、スクリーン印刷、電気泳動、その他様々な表面処理技術が頻繁に用いられている。

1. 真空電気めっき

真空めっきは、物理的な蒸着現象の一つです。真空状態でアルゴンガスを導入し、対象材料に照射すると、対象材料は分子レベルに分解され、導電性材料に吸収されます。これにより、均一で滑らかな模造金属表面層が形成されます。

該当する材料：

1. 金属、軟質および硬質ポリマー、複合材料、セラミック、ガラスなど、多種多様な材料に真空めっきを施すことができます。最も頻繁に電気めっきされる材料はアルミニウムで、次いで銀、銅が続きます。

2. 天然素材に含まれる水分は真空環境に影響を与えるため、天然素材は真空めっきには適していません。

工程コスト：真空めっきの作業コストは、ワークピースへのスプレー塗布、装填、取り出し、再スプレーといった工程が必要となるため、かなり高額になります。ただし、ワークピースの複雑さや数量も作業コストに影響します。

環境への影響：真空電気めっきは、スプレーめっきとほぼ同程度の環境負荷しか与えません。

2. 電解研磨

電気めっきと呼ばれる電気化学プロセスでは、電解液に浸された加工物の原子が電流の力によってイオン化され、表面から除去されます。これにより、微細なバリが除去され、加工物の表面が光沢を帯びます。

該当する材料：

1. ほとんどの金属は電解研磨が可能であり、ステンレス鋼の表面研磨が最も一般的な用途である（特にオーステナイト系原子力グレードステンレス鋼の場合）。

2. 多くの材料を同時に、あるいは同じ電解液中で電解研磨することは不可能です。

運転コスト：電解研磨は基本的に完全自動化された作業であるため、人件費は比較的低く抑えられます。環境への影響：電解研磨は有害な化学物質の使用量が少なく、操作も簡単で、作業に必要な水もごく少量です。さらに、ステンレス鋼の腐食を防ぎ、ステンレス鋼の寿命を延ばすことができます。

3. パッド印刷技術

今日、最も重要な特殊印刷技術の一つは、不規則な形状の物体の表面に文字、図、画像を印刷する能力である。

シリコンパッドよりも柔らかい材料（PTFEなど）を除き、ほぼすべての材料をパッド印刷に使用できます。

このプロセスは、人件費と金型費用が低いという特徴があります。
環境への影響：この方法は、有害な化学物質から作られた水溶性インクしか使用できないため、環境への影響が大きい。

4. 亜鉛めっき工程

表面改質法の一つで、鋼合金材料を亜鉛層でコーティングすることで、美観と防錆性を向上させる。電気化学的な保護層である亜鉛層は、金属の腐食を防ぐことができる。亜鉛めっきと溶融亜鉛めっきは、最も一般的に用いられる2つの技術である。

適用可能な材料：亜鉛めっき処理は冶金結合技術に依存するため、鋼鉄と鉄の表面処理にのみ使用できます。

工程コスト：短サイクル／中程度の労働コスト、金型コストなし。これは、加工物の表面品質が、亜鉛めっき前に実施される物理的な表面処理に大きく依存するためです。

環境への影響：亜鉛めっき処理は、鋼製部品の耐用年数を40～100年延長し、ワークピースの錆や腐食を防ぐことで、環境に良い影響を与えます。さらに、溶融亜鉛を繰り返し使用しても化学的または物理的な廃棄物は発生せず、亜鉛めっきされたワークピースは耐用年数が過ぎた後も亜鉛めっき槽に戻すことができます。

5. メッキ手順

電気めっきとは、部品表面に金属膜をコーティングする電解プロセスであり、耐摩耗性、導電性、光反射率、耐腐食性、および美観を向上させる。多くの硬貨も表面に電気めっきが施されている。

該当する材料：

1. ほとんどの金属は電気めっきが可能ですが、めっきの純度や効果は金属の種類によって異なります。中でも、錫、クロム、ニッケル、銀、金、ロジウムが最も一般的です。

2. ABSは最も頻繁に電気めっきされる材料です。

3. ニッケルは皮膚に有害で刺激性があるため、皮膚に接触するものの電気めっきには使用できません。

工程コスト：金型コストはかかりませんが、部品を固定するための治具が必要です。時間コストは温度と金属の種類によって異なります。人件費（中～高）：個々のめっき品の種類によって異なり、例えば、カトラリーやジュエリーのめっきには非常に高い人件費がかかります。耐久性と美しさに関する厳しい基準のため、高度な資格を持つ人材によって管理されています。

環境への影響：電気めっき工程では多くの有害物質が使用されるため、環境への被害を最小限に抑えるには、専門家による有害物質の転用と除去が不可欠である。