表面処理：めっき
測定法-4（水素脆性）
水素脆性を測定する方法として、次のような方法もあります。 （5）製品を用いての遅れ破壊試験 めっきした製品が、めっき工程中で吸蔵した水素により水素脆性破壊を起すか否か、また、ベーキング処理によって水素脆性が除去されたか否かなど、これらのこと...
測定法-3（水素脆性）
水素脆性を測定する方法として、次のような方法もあります。 （4）ローレンス ゲージ（Lawrence Hydrogen Detection Gage） ボーイング社の技師であったローレンス氏と高田氏の共同により開発された試験法で、めっき浴の...
測定法-2（水素脆性）
水素脆性を測定する方法として、次のような方法もあります。 （2）ノッチドテンシルテスト（Notched Tensile Test） この試験法は、ストレスラプチャーテスト（Stress Rupture Test）またはサステインロードテスト...
測定法-1（水素脆性）
金属を酸洗いすると、酸によって金属が溶解して水素を発生します。また、電解脱脂や電解酸洗い、電気めっきでも水素が発生します。この発生した水素が素地金属、特に鉄鋼に吸収されて鋼を脆くします。この現象が水素脆性です。水素脆化した製品は、ある荷重が...
ベーキング処理-4（水素脆性）
（8）ベーキング処理に関する規格 （1）ISOの規格 ISOでは、鉄鋼上の電気亜鉛めっきの水素脆性除去の方法を、次のように規定しています。 発注者より要求があった場合、水素脆性による破損の危険を低減させるために、ある種の鋼に対しては、下記の...
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ベーキング処理-3（水素脆性）
（6）鋼の硬度とベーキングの効果 ベーキング処理の効果は、素材である鋼の硬度によっても異なります。硬度が高いほどベーキングの効果が悪く、硬度が低い場合には、良い結果が得られる傾向があります。 これは、ベーキングにより鋼中の水素が放出したので...
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ベーキング処理-2（水素脆性）
（2）めっき皮膜とベーキングの効果 ベーキングの効果は、めっき皮膜の水素透過性と密接な関係をもっています。めっき皮膜は、金属ですからいろいろな結晶構造をもっています。この結晶構造が、水素透過性と関係しています。 亜鉛やカドミウムの結晶構造は...
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ベーキング処理-1（水素脆性）
水素脆性の危険のある製品は、通常めっき後に、脱水素処理としてベーキング処理を行なっています。ベーキング処理は、一般に190～220℃の炉中で加熱して、水素を追い出します。加熱する時間は、めっきの種類や前処理、皮膜厚さ、鋼種、素地の表面状態な...
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めっきの脆性（水素脆性）
【図1】に各種めっきにおける水素脆化率を示しました。電気めっきにおいては、製品を陰極にして電解するため、水素脆化の可能性は容易に想像できますが、電気を使わない無電解ニッケルめっきでも中程度の水素脆化は発生します。これは直流電気の代わりに使わ...
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めっき前の脱水素（水素脆性）
酸洗などの前処理で鋼中に侵入した水素は、吸蔵した直後であれば鋼の表面に留まっていると考えられるので、めっきなどの皮膜が形成される前に水素を放出させた方がよいです。酸洗後放置するだけでも、【図1】に示すように、徐々に放出します。 水素の拡散移...
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インヒビター（水素脆性）
酸洗は、鉄鋼表面の錆やスケールを除去するために行いますが、鉄鋼の過剰溶解を防ぐ目的で、酸洗抑制剤としてインヒビターが使われてきました。実はこれらは、鉄の溶解を防止すると同時に、水素脆化防止の働きもしているのです。 インヒビターを添加しない塩...
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酸洗（水素脆性）
（3）その他の酸による酸洗 鋼材（SK5）の各種酸洗浴による水素脆化率について、次の【表】に示しました。 塩酸については前回紹介しましたが、他の酸による酸洗についても同様の結果を示しています。硫酸による酸洗は塩酸同様によく行われていますが、...
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発生源（水素脆性）
各種の表面処理を施すには、「前処理→表面処理→後処理」の処理工程が必要でありますが、それぞれの工程を、電気めっきを例に【表1】に示します。 【表1】めっき工程 前処理 電気めっき 後処理 浸漬脱脂 亜鉛めっき クロメート処理 電解脱脂 銅-...
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吸蔵した水素（水素脆性）
水素原子は、すべての原子のなかで最も小さい原子で、その大きさは（1.06オングストローム＝1.06×10 -10 ｍ）であると云われています。一方、金属の格子間隔は2～3オングストロームでありますから、水素原子は、容易に金属に侵入することが...
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水素過電圧（水素脆性）
前処理も含めた湿式表面処理において、水素の発生は、次のようなときに起きます。 例えば酸洗工程では、次のような反応が起きます。 FeO + 2HCl → H 2 O + FeCl 2 （酸化物だけの溶解） Fe + 2HCl → 2H + +...
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水素脆性
鉄鋼製品に電気めっきなど表面処理を施すと、水素脆性を起すので、使用中に破断する危険性があるなどとよくいわれます。それでは、水素脆性とはどんなものでしょうか。 JISにも、幾つかの定義があります。「前処理およびめっき操作の過程で、被めっき物が...
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めっき膜厚のバラツキ要因-2
（2）めっきの電流密度 めっき槽内で、陽極から陰極に向かって流れる電流の強さは一様ではありません。両極の形状や表面積、1本の引っ掛けでは、懸垂されている上下の位置、両極の相対する距離、めっき液の流動状態や温度分布などによって異なります。 そ...
タグ：品質管理
めっき膜厚のバラツキ要因-1
（1）引っ掛けの電気抵抗 電気めっきの方法を大別すると、引っ掛け（ラック）めっきとバレル（回転）めっきにわけられます。引っ掛けめっきの場合を例に、バラツキの発生する要因を説明します。 通常、電気めっきは、【図1】に示すように、めっき浴を満た...
タグ：品質管理
めっき条件を求める
所望のめっき厚を得るための、めっき条件を考えてみましょう。 （4）陰極電流密度の設定 めっきする製品に適用する陰極電流（A/dm 2 ）をどの位にするかは、実験結果によります。通常電気めっき関係では、ハルセル試験という試験によって、光沢・平...
タグ：技術計算・早見表
めっきの理論析出量
（3）電気めっきの理論析出量 陰極電流効率100%の場合のめっき析出量とめっき皮膜厚さを【表1】に示します。陰極電流効率は、めっき浴の種類やめっき条件によって、大きく変わります。 【表1】各種金属めっき用諸係数 元素 英名 元素記号 原子量...
タグ：技術計算・早見表
ファラデーの法則
（2）ファラデーの法則 電気めっきにおいて、ファラデーの法則ほど重要で、計算の基礎に用いられているものはありません。この法則は、次の2項からできています。 （1）電極で生成する物質の量は、溶液を通る電気量に比例する。 （2）同一の電気量で生...
タグ：技術計算・早見表
めっき皮膜の膜厚管理-めっきの原理
めっき皮膜の膜厚管理 めっき皮膜の品質管理のなかで、最も重視されるのは、皮膜厚さの管理です。10μｍの亜鉛めっきを発注したのに、納入された製品の膜厚は8μｍくらいしかなかったなど、昔から今日に至るまで、この種のトラブルはなくなってはいません...
タグ：品質管理
自然冷気の活用（省熱対策）
（1）自然冷気の活用 アルミニウムの陽極酸化処理工場など、電解浴の冷却装置と「冷水貯槽」を有する工場では、冬季の外気温度を利用して冷水をつくることができます。 冬季の外気温度は、地域によって異なりますから、この方法が採用できない地域もありま...
ヒートポンプの活用-2（省熱対策）
（2）ヒートポンプの活用例 陰極（または陽極）電流効率の低いクロムめっき、亜鉛めっきやアルミニウムの陽極酸化処理のように、ジュール熱によって発熱し、浴温維持のために冷却を必要とする表面処理工程では、一方において脱脂、エッチング、湯洗、封孔、...
ヒートポンプの活用-1（省熱対策）
（1）ヒートポンプの原理 クロムめっきやアルミニウムの陽極酸化処理のように、溶液の電気分解を伴う表面処理工程では、電流効率が低いため、皮膜生成を伴わない電力は、ジュール熱となって発熱し、浴温を上昇させます。 従って、浴温を一定に保つためには...
溶液の熱収支（省熱対策）
（1）金属の比熱 水を使う湿式の表面処理工程での熱収支を考えてみましょう。いま、次に示すようなめっき工程について、複雑なことを除いて単純に考えてみます。 めっき処理の条件は、室温20℃、アルカリ脱脂浴温55℃、電解脱脂浴温55℃、ニッケルめ...
液面の保温-3（省熱対策）
（3）フロート材による省熱対策 前回、常に開放されている液面であり、且つ、強制蒸発の効果の高い局所排気装置の設置された浴槽での熱損失防止対策の、ミスト防止剤の使用による省熱対策を紹介しましたが、今回は、液面にフロート材（浮き）を浮かべること...
液面の保温-2（省熱対策）
（2）ミスト防止剤による省熱対策 常に開放されている液面であり、且つ、強制蒸発の効果の高い局所排気装置の設置された浴槽での熱損失防止対策には、次の二つが行われています。 1. 耐食性に優れた材質のフロート材を、液面に浮かべて、液面と空気が接...
液面の保温-1（省熱対策）
（1）液面からの熱損失 表面処理工程の特徴は、各種処理浴の液面を、製品の処理のために、常に開放しておく必要があることです。保温や保冷のために、頑丈なフタをしてしまえば熱損失は防止できますが、仕事はできません。 前回、処理槽の槽璧や槽底部の保...
良質の蒸気（省熱対策）
（1）乾き度の高い蒸気を ボイラーで発生した蒸気には、乾き飽和蒸気、湿り蒸気、過熱蒸気などがあることは先に述べました。このうち、表面処理工程で必要とされる蒸気は、蒸気表に示した乾き度100％の乾き飽和蒸気です。 しかし、通常、ボイラーの出口...
蒸気の節約（省熱対策）
（3）蒸気の減圧による省エネルギー 前回蒸気表で、各蒸気圧力における蒸気のもつ潜熱･顕熱の重量当りの熱量を示しましたが、この【表】を使って蒸気節約の例を示します。 通常、小型ボイラーでは、蒸気圧力0.9～1.0Mpa・Gの蒸気が発生するよう...
蒸気の性質-2（省熱対策）
（2）蒸気の持つ熱量 それでは、蒸気は具体的にどのくらいの熱量をもっているのでしょうか。これを示したものに「蒸気表」があります。 蒸気表は、圧力を基準にしたものと温度を基準にしたものがあり、それも絶対圧力（Mpa）で表示されています。 本表...
蒸気の性質-1（省熱対策）
（1）蒸気の性質 常温の水が、蒸気になる様子を【図1】に示します。まず、密閉容器に15℃の水を入れ、加熱します。水の温度は次第に上昇して100℃に達し、沸騰し始めます。更に加熱を続けると温度は変わりませんが、水は蒸発して蒸気になり、水が全部...
ボイラーの燃焼管理（省熱対策）
（5）燃焼の空気比管理 ボイラーの熱効率を向上させるためには、燃焼の効率を高めなければなりません。通常、燃料には液体燃料や気体燃料が使われますが、これらのもつ炭素（C）や水素（H）などのエネルギー性物質が、熱を必要とする場所で、すべて熱エネ...
ボイラー管理-4（省熱対策）
（4）ボイラー効率の向上 パージ時間をどの位にするかなど、ボイラー燃焼サイクルの動作機構は、タイマー式や機械式など、ボイラーメーカーによって異なりますが、大幅な変更はほとんど不可能です。それは安全に関する機構であるからです。 前回ご紹介した...
ボイラー管理-3（省熱対策）
（3）ボイラーの燃焼管理 前回ご説明したように、ボイラーの燃焼では、着火の前後にプレパージとポストパージがあり、安全のために炉内の未燃ガスの追い出しを行います。このことは赤熱した炉内の耐火材に送風するわけですから、冷却され大変な熱損失になり...
ボイラー管理-2（省熱対策）
（2）ボイラーの燃焼サイクル ボイラーの燃料には、プロパンガスや都市ガスなどの気体燃料、灯油、A重油などの液体燃料が使われています。これらはいずれも、着火温度の比較的低い可燃性の危険物ですから、燃料に際しては、最優先に安全な燃焼方式が求めら...
ボイラー管理-1（省熱対策）
（1）ボイラーの負荷率と熱効率 ボイラーの熱効率とは、燃料のもっている熱エネルギーが、どの位の割合で蒸気になったかということです。 各種燃料の保有する熱エネルギーは、その化学成分から計算できますし、実際に測定した値を仕入れ先から簡単に入手で...
ボイラー（省熱対策）
ボイラーにはいろいろな種類がありますが、表面処理関係で使われているボイラーは、貫流ボイラーか水管式ボイラーの小型のものが多いようです。 ボイラーの機能を簡単にいえば、水を燃料によって加熱して蒸気をつくり、それを加熱対象に輸送して、相手を加熱...
表面処理での熱需要
表面処理工程では、次のような分野に熱需要があります。 （1）加熱 （1）溶液の加熱 電気めっきなど湿式処理（水溶液による表面処理や水洗工程を伴う処理）では、化学反応を促進するために溶液の加熱を行い、適切な温度に維持します。例えばめっき浴、脱...