表面処理プロセス
治具用位置決めピン 形状選択/表面処理の特性
治具用位置決めピンの種類 ディコート®処理とは ディコート®処理の特長と効果 TiCN処理とは TiCN処理の特長 治具用位置決めピンの種類 基本形状 商品名 頭部形状 止め部形状 特長 検知用ピン 【ワーク検知 ユニット用】 丸 めねじ ...
熱処理とは？/表面処理とは？（工業材料と表面処理の基礎）
材料の選定で、迷わない！基本的な材料や表面処理の特性・選び方をひとまとめ 工業材料とは？／金属材料の基本 よく使われる金属材料 熱処理とは？／表面処理とは？ 熱処理とは？ 固体の鉄鋼製品が、全体又は部分的に熱サイクルにさらされ、その性質及び...
キャビティの表面処理
プラスチック射出成形金型のキャビティ表面は、樹脂から発生するガスや腐食成分、大気中の水分などで鋼材の表面が酸化して腐食します。一度キャビティの表面が錆びてしまうと、錆を取り除くためには時間と費用がかかってしまいます。キャビティの表面を腐食か...
材料置換の軽量化技術-5（軽量化技術-6）
薄膜の製造技術は従来のめっき成膜法（湿式プロセス）から真空成膜法（真空蒸着法、スパッタリング法などの乾式プロセス）の採用が多くなっています。薄膜材料の制御性に優れることや多層膜構造に適するなどの理由があります。乾式プロセスの場合、使用する治...
電鋳の応用
電鋳は、機械加工できないものや、加工の困難な複雑な形状のものの表面状態、寸法精度について、細部にわたる正確な金属の複製を得るのに用いられてきましたが、最近は広範囲の分野への応用が開発されてきました。しかし、前述したように、電鋳には多くの短所...
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電鋳の特徴
昔は電鋳浴として安定した銅が主力でありましたが、電鋳の普及とともに電鋳金属の物性には多くの機能的要求が高まってきました。 ニッケルは物理的機械的強度が大きく、腐食、磨耗に対して優れており、電鋳ニッケルの硬度、電着応力、柔軟性などの物理的機械...
電鋳とは
電気めっきの応用に電鋳（でんちゅう）という表面処理技術があります。JISの用語解説によりますと「電鋳とは、電気めっき法による金属製品の製造・補修または複製法である」と規定されています。電鋳とは、電気鋳造を略したもので、英語ではElectro...
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炭素鋼の焼き入れ方法
炭素鋼の焼き入れをする方法には何種類かあり、部品の用途や機能によって選択されています。 （1） 通常の焼き入れ 加熱された炭素鋼を水や油で急冷する方法で、最も一般的に行われている方法です。 （2） 恒温焼き入れ ソルトバスを用いて、加熱され...
アルミニウム合金の表面硬化
アルミニウム合金は、アルミニウムを主要な素材とし、亜鉛、銅、珪素等の元素とによって組成されている軽合金です。プラスチック射出成形金型では、簡易金型、ハイサイクル成形金型、ブロー成形用金型、真空成形用金型、鋳造模型などに利用されています。 ア...
CVDの特徴と注意点
CVD（Chemical Vapor Deposition）法による表面皮膜合成は、つぎのような特徴をもっています。 1. 材料の融点より、はるかに低い温度で材料の合成ができる。たとえば、タングステンを600℃位の温度で析出することができる...
イオンプレーティングの特徴と注意点
イオンプレーティングは、真空蒸着装置の基板と蒸発源との間に、蒸発材料をイオン化する装置を付加したものです。真空槽に、アルゴンなどの不活性ガスを導入し、10 -1 ～10 -2 Paの雰囲気で、蒸発した蒸発材料の原子をグロー放電のプラズマ中で...
CVD法による皮膜合成の例
化学気相成長法（CVD）は、基材（ワーク）の表面に、炭化物、酸化物、窒化物、合金、単体元素などを合成して、表面改質するものですが、その皮膜や合成原料の種類、合成温度、応用面などについての一例を【表1】に示します。 【表1】CVD法による皮膜...
ダイヤモンド膜
ダイヤモンドは、宝飾品としての希少価値の他に、現存する物質中で最も硬いことで知られていますが、機械的、電気的、化学的、光学的、熱的特性など、ほかの物質では得ることのできない優れた特性をもっています。 その特性と期待されている応用分野を【表1...
ダイヤモンド状カーボン
ダイヤモンド状カーボンとは、Diamond Like Carbon （DLC）のことで、ダイヤモンドとよく似た特性をもつ炭素膜であります。成膜法は、【表1】に示すとおり多くの成膜法がありますが、これらの特徴は、様々な方法で生成した炭素イオン...
イオンプレーティング実施例-2
（1）主に装飾を目的とした成膜 （2）機能向上を目的とした成膜 一般金型、プラスチック金型、工具、産業機器部品などへ適用。
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イオンプレーティング実施例-1
イオンプレーティング（IPと略称することもある）は、【表1】に示しますように、湿式プロセスの電気めっきなどの及ばない高い硬度を活かして、多方面に活用されています。 【表1】イオンプレーティング実施例 製品名 素材 蒸発物質 反応ガス 膜厚 ...
ドライプロセスによる硬質皮膜
PVDやCVDによって成膜される硬質皮膜の特徴について、【表1】に示します。最初に開発されたのはTiNであり、これが硬質でありながら金色をしているため、傷がつかない金色めっきとして装飾品、時計のバンド、めがねフレームなどに盛んに用いられまし...
化学気相成長法（CVD）-2
（2）プラズマCVD 熱CVDの成膜温度を低温化するためにプラズマCVDが開発されました。 直流（Direct Current）プラズマCVDは、【図1】に示すように、ベースと処理物間に直流のグロー放電を起すことによって、ガス反応を促進させ...
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化学気相成長法（CVD）-1
化学気相成長法（Chemical Vapor Deposition）はCVDと呼ばれ、多くの分野で活用されています。この方法の成膜の原理は、真空容器内で成膜材料を蒸発するのではなく、外部から成膜材料のガスを導入して、高温の容器内で基板との化...
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各種PVDの比較
真空蒸着、イオンプレーティング、スパッタリングなどのドライプロセスをPVD（Physical Vapor Deposition）と呼んでいます。これらの皮膜と皮膜形成時の特徴を比較すると、【表1】に示すとおりです。 【表1】各種PVDの比較...
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イオンスパッタリング
真空容器内に、基板とターゲットとなる金属を対峙させ、真空にしてから、少量のアルゴンガスを導入し、基板（＋）と金属（－）間に直流電圧を印加すると放電が起こります。この放電によってアルゴンはイオン化して金属に衝突します。すると金属から金属原子や...
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イオンプレーティング
イオンプレーティングは、真空蒸着と同様な真空容器内で蒸発した薄膜材料の蒸気をイオン化して、負の電圧を印加した基材にたたき付けて皮膜を形成するものです。真空蒸着はどちらかといえば密着性が劣りますが、本法はこれを改善したもので、チタン系やクロム...
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真空蒸着
真空蒸着は、ドライプロセスとしては基本的なもので、眼鏡やカメラのレンズなどの反射防止のために古くから行われてきました。 蒸着の原理は、真空容器中に蒸発源と基板を置き、真空にして、作ろうとする薄膜材料を前回述べたように抵抗加熱、イオンビームな...
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気化源（ソース・蒸発源）
ドライプロセスにおいて、薄膜をつくるための材料を蒸発させる装置を気化源、蒸発源、ソースなどといいますが、次のような方法があります。 （1）抵抗加熱気化源 高融点のタングステンの線状のフィラメントやボート状の電熱ヒーター上に蒸発材料を載せて電...
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薄膜をどのようにしてつくるか
ドライプロセスでは、金属の薄い膜をつくるのに幾つかの方法があります。通常この膜を「薄膜（はくまく）」といっています。はっきりとした定義がある訳ではないのですが、膜の厚さは、大体1μm以下のもので、ナノメータ単位の薄膜の作製も可能であります。...
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ドライプロセス
今まで、めっき、アルマイト、化学皮膜、塗装、溶射などについて、ご紹介をしてきましたが、これから、真空または、大気圧より低い圧力の気体で満たされている空間で金属、無機化合物、有機化合物などの薄膜を形成する表面処理方法、ドライプロセス（乾式処理...
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アルミニウムと使用のポイント（LCA：ローコストオートメーションを支える機素材料の基本-19）
アルミニウムは防食性を有す軽金属材料の代表です（比重は2.7で鉄材の約1／3と軽い）。また、延性が大きい特徴から引抜き工法でアルミフレームを製作したり、合金として強度向上させ構造材にも使用されます。 LCA（ローコストオートメーション） に...
表面処理（プラスチック成形品の二次加工）
金型から生み出されたプラスチック成形品は、その表面に着色したり、文字を印刷したりして、機能を向上させる二次加工がなされる場合があります。 プラスチック成形品に施される表面処理には、以下のような種類があります。 （1）塗装 有機系の塗料（いわ...
その他の機能性アルマイト
機能性アルマイトは、以上述べたほかに、次のようなものがあります。 （1）熱吸収アルマイト 電気炊飯器の内釜は、内面をフッ素樹脂コーティング、外面をアルマイト処理されていますが、外面を、錫やニッケルの2次電解により黒色化すると、銀白色アルマイ...
磁性アルマイト
非磁性体であるアルミニウム素材上に生成したアルマイト皮膜の微細孔（ポアー）の中に、鉄、ニッケル、コバルトあるいは、それらの合金の磁性材料が充填できれば、その製品は磁性を持つことができます。 一般に、情報の記録材料としてはフロピーディスクのよ...
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潤滑アルマイト
摺動部などに使われる機械部品には、潤滑油が使われていますが、潤滑油が使用できない環境では、潤滑油に代わる固体潤滑剤が必要になります。 昔から固体潤滑剤として、グラファイトや二硫化モリブデン、ふっ素樹脂などが知られていますが、これらを皮膜の微...
硬質アルマイト-2
硬質アルマイトの特徴について述べましょう。 （1）浴温と皮膜の硬さ 各種電解浴の各浴温において得られる皮膜の硬度の一例を【図1】に示します。 図からわかるように、皮膜の硬度は、電解浴の温度と電解浴の種類によって、大幅に異なることが明らかです...
機能性アルマイト、硬質アルマイト-1
機能性アルマイト 陽極酸化皮膜は、アルミニウム製品に装飾性と耐食性と耐磨耗性を付与するために利用されてきましたが、近年、皮膜の微細孔を利用して、耐磨耗性、潤滑性、磁性、導電性など各種の機能を付与することが行なわれ新しい機能材料として脚光を浴...
電解着色処理
さきに「 陽極酸化皮膜の自然発色 」で、アルミニウム合金、電解浴、電源波形などの組み合わせによって、それぞれ異なった色彩を発色することをお話しました。 ここでは最初に陽極酸化処理を行なった後、もう一度電解して着色する方法を説明しましょう。こ...
陽極酸化染色処理
装飾品には広く染色アルマイト製品が使われています。 多彩な色彩をだすために、有機染料が使われています。 通常は、有機染料の水溶液を作製し、その中に未封孔のアルマイト皮膜を浸漬することによって染料が微細孔に侵入し、染色します。 従って、染料濃...
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陽極酸化処理工程
（1）陽極酸化処理の基本工程 陽極酸化処理の基本工程は次のようなものです。 予備処理 → 前処理 → 陽極酸化処理 → 後処理 1. 予備処理 一般的にはアルマイトライン外で行なわれる処理で、バフ研磨・ヘアーライン・梨地・模様付けなど、皮膜...
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陽極酸化皮膜の自然発色
陽極酸化皮膜は、アルミニウム合金・電解浴・電源波形等電解条件によって、皮膜そのものが独特の色調に発色します。【表1】【表2】は直流波形による電解発色ですが、これらの色調は皮膜厚さによって、更に変化します。皮膜が厚くなれば通常色は濃くなります...
陽極酸化皮膜の構造
アルマイト皮膜の断面の模式図を【図1】に示します。 （1）バリアー層 電解初期にできる導電性の皮膜で、その上に成長する多孔質皮膜の成長を支えます。すなわち、バリアー層底部のアルミニウムが電解によって溶解し発生した酸素との反応で多孔質皮膜が生...
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陽極酸化処理とは
陽極酸化処理は、通常アルマイト処理ともいわれていますが、これは昔、日本の理化学研究所の登録商標であったからです。この処理を施したものをアルマイト製品といっています。アルマイトの処理方法と皮膜の構造について考えてみます。 （1）処理方法 アル...
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陽極酸化皮膜の種類と特徴
アルミニウムやアルミニウム合金に対する陽極酸化皮膜の種類は、非常に多く、その特徴も多岐に亘っています。 皮膜の特性を支配する大きな要因は、素材にあります。それは、皮膜生成の原理が電気めっきと異なり、素材のアルミニウムが電解により溶解して酸化...