金属表面処理の重要性:
耐食性の向上: 金属の表面処理により、金属を環境から隔てる障壁が形成され、金属を腐食から保護できます。金属構造やコンポーネントの寿命が延びます。美観の向上 – メッキ、コーティング、研磨などの金属表面処理により、金属の視覚的魅力を向上させることができます。
美観が重要な役割を果たす建築製品や消費者向け製品では、これを考慮することが重要です。熱処理、窒化、硬化などの表面処理により、金属の硬度と耐摩耗性が向上し、摩擦、摩耗、または過酷な動作条件を伴う用途により適したものになります。
サンドブラストやエッチングなどの表面処理により、塗料、接着剤、コーティングへの密着性を向上させるテクスチャー仕上げを実現できます。これにより接着が向上し、剥がれや層間剥離の可能性が減少します。結合の改善: プライマーや接着促進剤の塗布などの金属の表面処理は、金属と複合材料やプラスチックなどの他の材料との間の強力な結合を促進するのに役立ちます。自動車や航空宇宙などの業界では、ハイブリッド構造が非常に一般的です。掃除が簡単: 指紋防止仕上げや掃除が簡単な仕上げなどの表面処理により、金属表面をよりきれいにし、メンテナンスを容易にすることができます。これにより、メンテナンスに必要な労力とリソースの量が削減されます。
電気メッキと陽極酸化は、金属の導電性を高める表面処理です。これにより、電子部品などの良好な導電性が必要な用途でより効果的になります。ろう付けおよび溶接の接着力の向上は、洗浄、酸化層の除去、またはその他の表面処理などの特定の表面処理によって達成できます。これにより、より強力で信頼性の高い金属構造またはコンポーネントが得られます。
金属表面処理は、生体適合性を高めるために医療およびヘルスケア産業で使用されています。金属表面が接触したときに身体からの有害反応や拒絶反応が起こる可能性を軽減します。カスタマイズとブランディングが可能: 金属仕上げでは、エンボス加工、彫刻、ブランディングなどのカスタマイズ オプションが提供されます。これらのカスタマイズは、差別化、パーソナライゼーション、またはブランディングにとって重要です。
1. 陽極酸化処理
電気化学原理を使用したアルミニウムの陽極酸化は、主に表面に Al2O3 膜 (二酸化アルミニウム) を生成するプロセスです。この酸化皮膜は、絶縁性、保護性、装飾性、耐摩耗性などの特殊な特性を備えています。
プロセスフロー
単色、グラデーションカラー：研磨・サンドブラスト・絞り加工 – 脱脂 – アルマイト – 中和 – 染色 – 封止 – 乾燥
2色:
1 研磨・サンドブラスト・絞り加工 – 脱脂 – マスキング – アルマイト処理 1 – アルマイト処理 2 – 封止 – 乾燥
2 研磨/サンドブラスト/絞り – 脱油 – アルマイト処理 1 – レーザー彫刻 – アルマイト処理 2 – 封止 – 乾燥
特徴：
1. 筋肉を強化する
2. 白を除く任意の色
3. ヨーロッパ、米国、その他の国ではニッケルフリーのシールが義務付けられています。
技術的な問題と改善の余地:
陽極酸化のコストはプロセスの歩留まりによって異なります。陽極酸化の歩留まりを向上させるために、メーカーは最適な添加量、温度、電流密度を常に模索する必要があります。私たちは常に突破口を探しています。業界の実践的な知識や情報を得るために、「Mechanical Engineer's」公式Twitterアカウントを早めにフォローすることをお勧めします。
推奨製品: E+G カーブハンドルは、環境に優しく耐久性のある陽極酸化材料で作られています。
2. 電気泳動
アルミニウム合金やステンレス鋼に使用すると、製品の色を変えたり、金属光沢を維持したり、表面特性を改善したりすることができます。
処理の流れ：前処理～電気泳動・乾燥
アドバンテージ：
1.豊富なカラー
2. 金属の質感がない。サンドブラストや研磨に使用できます。;
3. 液中での処理により表面処理が可能です。
4. 技術は成熟し、量産されています。
電気泳動が必要なのは、ダイカスト部品、これには高度な処理要件が必要です。
3. マイクロアーク酸化
弱酸性電解液に高電圧をかけてセラミックの表面層を形成する工程です。このプロセスは、電気化学的酸化と物理的放電の相乗効果の結果です。
プロセスフロー： 前処理 – 熱水洗浄 – MAO – 乾燥
アドバンテージ：
1. 光沢のない鈍い仕上げのセラミックテクスチャーで、繊細なタッチと指紋防止を備えています。
2. Al、Ti、およびZn、Zr、Mg、Nbなどの他のベース材料;
3. 製品の前処理が容易です。耐食性、耐候性に優れています。
利用可能な色は現在、黒、グレー、その他の中間色に限定されています。技術が比較的成熟しているため、現時点では明るい色を実現するのは困難です。コストは主に消費電力の高さによって影響を受け、最も高価な表面処理の 1 つです。
4.PVD真空メッキ
物理蒸着は、主に物理的プロセスを使用して薄膜を蒸着する工業的製造方法の正式名です。
プロセスフロー: PVD前洗浄 – 炉内真空引き – ターゲット洗浄とイオンクリーニング – コーティング – コーティング終了、冷却、排出 – 後処理、(研磨、AAFP) 最新情報は「Mechanical Engineer's」公式アカウントをフォローすることをお勧めします業界の知識と情報。
特徴：PVD を使用すると、金属表面を耐久性の高い硬いサーメット装飾コーティングでコーティングできます。
5. 電気メッキ
金属の表面に金属の薄い膜を貼り付け、耐食性、耐摩耗性、導電性、反射率などを向上させる技術です。美観性も向上します。
プロセスフロー: 前処理 – シアン化物フリーのアルカリ銅 – シアン化物フリーの白銅錫 – クロムメッキ
アドバンテージ：
1. コーティングは反射率が高く、金属的な外観です。
2. 基材はSUS、Al Zn Mg等です。PVDはSUSに比べてコストが安くなります。
環境保護が不十分であり、汚染のリスクが増加します。
6. 粉体噴霧
粉体塗装は静電塗装機でワークの表面に吹き付けられます。粉末は表面に均一に吸着してコーティングを形成します。フラットは硬化して、さまざまな効果（さまざまなタイプの粉体塗装効果）を備えた最終コートになります。
プロセスフロー：投入→静電除塵→スプレー→低温レベリング→ベーキング
アドバンテージ：
1. 高光沢またはマット仕上げ;
2. 低コストで家具やラジエーターシェルに最適です。;
3.環境に優しく、高い利用率と100％の利用率。
4.欠陥をうまく隠すことができます。5. 木目調効果を模倣できます。
現在、電子製品に使用されることはほとんどありません。
7. 金属線の伸線
研削材を用いてワークの表面に線を入れ、装飾的な外観を与える表面処理方法です。絞りの質感により柾目（ランダム目とも呼ばれる）、波目、螺旋目の4種類に分類されます。
特徴：ブラッシング処理により、反射しない金属光沢を生み出すことができます。ブラッシングは、金属表面の微妙な欠陥を取り除くためにも使用できます。
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8. サンドブラスト
このプロセスでは、圧縮空気を使用してスプレー材料の高速ビームを生成し、ワークピースの表面に高速でスプレーします。これにより、外面の形状や外観、および清浄度が変化します。。
特徴：
1. さまざまなマットや反射を実現できます。
2. 表面のバリを取り除き、表面を滑らかにし、バリによる損傷を軽減します。
3. ワークピースは色が均一で表面が滑らかになるため、より美しくなります。業界に関する実践的な知識や情報を得るために、できるだけ早く「Mechanical Engineer's」公式アカウントをフォローすることをお勧めします。
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9. 研磨
柔軟な研磨ツールと研磨剤またはその他の研磨媒体を使用してワークピースの表面を修正すること。粗研磨または基本研磨、中研磨または仕上げプロセス、精密研磨/グレージングなどのさまざまな研磨プロセスに適切な研磨ホイールを選択することで、研磨効率が向上し、最高の結果が得られます。
プロセスフロー：
特徴：ワークピースの寸法や形状をより正確にすることも、鏡面のような表面にすることもできます。光沢を消すことも可能です。
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10. エッチング
光化学エッチングとも呼ばれます。これには、露光プレートと現像プロセスを使用して、エッチングされる領域から保護層を除去し、その後、腐食を溶解するために化学溶液と接触させることが含まれます。
プロセスフロー
露光方法：プロジェクトは図面に従って材料を準備します – 材料準備 – 材料洗浄 – 乾燥 – フィルムまたはコーティング乾燥 – 露光現像乾燥 – エッチング_剥離 – OK
スクリーン印刷：切断、プレート（ステンレスおよびその他の金属）の洗浄、スクリーン印刷、エッチング、剥離。
アドバンテージ：
1. 金属表面の微細加工が可能です。
2. 金属表面に特殊効果を与える
エッチングに使用される液体 (酸、アルカリなど) のほとんどは環境に有害です。エッチング用の化学薬品は環境に有害です。
金属焼入れの重要性:
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焼き入れは、金属を急速に冷却して、所望のレベルの硬度に達するために使用できます。金属の機械的特性は、冷却速度を制御することによって正確に調整できます。焼き入れにより金属の硬度と耐久性を高めることができるため、高い強度と耐久性が要求される用途に最適です。
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強化: 焼入れにより微細構造が変化し、金属の強度が向上します。たとえば、マルテンサイトは鋼中に形成されます。これにより、金属の耐荷重能力と機械的性能が向上します。
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靭性の向上。焼き入れと焼き戻しにより内部応力が軽減され、靭性が向上します。これは、金属が突然の荷重や衝撃にさらされる用途では特に重要です。
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粒度の制御。焼き入れには、金属の粒子のサイズと構造に影響を与える能力があります。急速冷却により細粒構造の形成が促進され、強度や耐疲労性の向上など、金属の機械的特性が向上します。
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クエンチングは相変態を制御する方法です。これは、不要な析出物の抑制や特定の用途に必要な微細構造の実現など、特定の冶金段階を実現するために使用できます。
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焼入れにより、熱処理時の歪みや反りを最小限に抑えます。均一な冷却と制御を適用することで、寸法歪みや形状変化のリスクを最小限に抑えることができます。これにより、次の完全性と正確性が保証されます。精密金属部品.
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表面仕上げの保持: 焼き入れは、望ましい仕上げや外観を保持するのに役立ちます。高温への長時間の曝露を最小限に抑えることで、表面の変色、酸化、スケールのリスクを軽減できます。
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焼入れにより金属の硬度と強度が増し、耐摩耗性が向上します。金属は摩耗や損傷、腐食、接触疲労に対する耐性が高まります。
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焼き入れとは何ですか?
焼き入れと呼ばれる熱処理では、鋼を臨界温度以上に一定期間加熱し、臨界冷却よりも速く冷却して、マルテンサイトが優勢な不均衡な組織を生成します（必要に応じてベイナイトまたは単相オースチナイトも生成できます）。鋼の熱処理で最も一般的なプロセスは焼き入れです。
鋼の熱処理は、焼きならし、焼きなまし、焼き入れという 4 つの主要なプロセスに基づいています。
クエンチングは動物の喉の渇きを癒すために使用されます。
次に、鋼は過冷却オーステナイトからマルテンサイトまたはベイナイトに変態し、マルテンサイトまたはベイナイト構造を生成します。これにさまざまな温度での焼き戻しを組み合わせて、剛性、硬度、耐摩耗性を向上させます。さまざまな機械部品や工具の要件を満たすには、強度と靭性が必要です。焼入れは、特殊鋼の耐食性や強磁性などの物理的および化学的特性を向上させるためにも使用されます。
金属を熱処理するプロセス。ワークピースを特定の温度まで加熱し、一定時間維持した後、急冷するために急冷媒体に浸漬します。一般的に使用される急冷媒体には、鉱油、水、塩水、空気などがあります。焼入れにより金属部品の硬度と耐摩耗性が向上します。そのため、各種工具、金型、測定工具などに幅広く使用されています。CNC機械加工部品表面抵抗が必要な部品（ギヤ、ロール、浸炭部品など）。焼入れと焼き戻しを組み合わせると、金属の靭性、耐疲労性、強度を向上させることができます。
焼入れにより、鋼は特定の化学的および物理的特性を得ることができます。たとえば、焼入れによりステンレス鋼の耐食性と強磁性を向上させることができます。焼き入れは主に鋼部品に使用されます。一般に使用される鋼は臨界点を超える温度に加熱されるとオーステナイトに変化します。鋼を油または水に浸した後、急冷します。その後、オーステナイトはマルテンサイトに変態します。マルテンサイトは鋼の中で最も硬い構造です。焼入れによる急冷により、ワークに内部応力が発生します。ある一定以上になると、ワークが変形したり、割れたり、歪んだりすることがあります。これには、適切な冷却方法を選択する必要があります。焼入れプロセスは、冷却方法に基づいて 4 つの異なるカテゴリに分類できます。一液焼入れ、二元媒体焼入れ、マルテンサイト傾斜焼入れ、およびベイナイト熱焼入れです。
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焼入れ方法
単一中焼入れ
ワークピースは水や油などの液体中で冷却されます。シンプルな操作、機械化の容易さ、幅広い用途が利点です。焼入れの欠点は、ワークピースを水中で焼入れすると応力が高く、変形や割れが発生しやすいことです。油焼き入れの場合、冷却が遅く、焼き入れサイズが小さくなります。大きなワークピースは焼き入れが難しい場合があります。
デュアル中焼入れ
冷却能力の高い媒体で300℃まで冷却することで、複雑な形状や異形断面の焼入れが可能です。その後、ワークピースを冷却能力の低い媒体で再度冷却することができます。二液焼入れは制御が難しいという欠点があります。液の交換が早すぎると焼き入れはそれほど硬くなりませんが、交換が遅すぎると金属が割れやすくなり、焼き入れが行われます。この弱点を克服するために、段階焼入れ法が開発されました。
徐冷
ワークピースは塩浴またはアルカリ浴を使用して低温で焼き入れされます。アルカリまたは塩浴内の温度は、Ms 点に近くなります。2 ～ 5 分後、ワークピースを取り出し、空冷します。この冷却技術は段階的焼入れとして知られています。ワークを徐々に冷却することで内外の温度を均一化します。これにより、焼入れ応力が軽減され、割れが防止され、さらに均一になります。
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以前は、分級温度は Ms よりわずかに高く設定されていました。ワークピースと周囲の空気の温度が均一なときにマルテンサイト領域に達します。品位は、Ms 温度よりわずかに低い温度で向上します。実際には、Ms 温度のすぐ下の温度でグレーディングすると、より良い結果が得られることがわかっています。高炭素鋼の金型を 160 ℃のアルカリ溶液中でグレーディングするのが一般的です。これにより、最小限の変形で変形して硬化することができます。
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等温焼入れ
塩浴はワークピースを急冷するために使用されます。塩浴の温度はMsよりわずかに高い（下部ベイナイトゾーン）。ワークピースはベイナイトが完成するまで等温に保たれ、その後空冷のために取り出されます。中炭素以上の鋼の場合、等温焼入れを使用してベイナイトを低減し、強度、硬度、靭性、耐摩耗性を向上させることができます。オーステンパリングは低炭素鋼には使用されません。
表面硬化
部分焼入れとも呼ばれる表面焼入れは、鋼部品の表面層のみを焼入れする焼入れ方法です。核心部分は手付かずのままです。表面焼入れには、剛性部品の表面温度を急速に焼入れ温度まで上げるための急速加熱が含まれます。熱がワークピースの中心部に浸透するのを防ぐために、表面はすぐに冷却されます。
高周波焼入れ
誘導加熱とは、電磁誘導を利用した加熱方法です。
ハン・クイ
冷却媒体として氷水を使用してください。
部分焼入れ
ワークの硬化部分のみを焼入れします。
空冷焼入れ
特に、高速循環ガス中の負圧、常圧、または高圧下における中性および不活性ガスの加熱および急冷を指します。
表面硬化
ワークの表面のみに施す焼き入れ。これには、高周波焼入れ（接触抵抗加熱）、火炎焼入れ（レーザー焼入れ）、電子ビーム焼入れ（レーザー焼入れ）などが含まれます。
空冷焼入れ
急冷は、冷却媒体として圧縮空気または強制流動空気を使用することによって実現されます。
塩水焼入れ
冷却媒体として使用される塩水溶液。
有機溶液焼入れ
冷却媒体はポリマー水溶液です。
スプレー焼入れ
冷却媒体としてジェット液流冷却を採用。
スプレー冷却
空気と水の混合物を噴霧するミストは、ワークの急冷と冷却に使用されます。
温浴冷却
ワークピースは、溶融油、金属、またはアルカリなどの熱浴で急冷されます。
二液焼入れ
ワークピースを加熱してオーステナイト化した後、まずワークピースを強力な冷却能力を持つ媒体に浸漬します。構造がマルテンサイト変化を受ける準備が整うと、すぐに冷却能力の弱い媒体に移されます。
加圧焼入れ
ワークピースは、特別な治具の下で加熱され、オーステナイト化され、その後焼入れされます。冷却および焼入れ時の歪みを軽減することを目的としています。
焼入れにより
焼き入れは、ワークの表面から中心まで完全に硬化させるプロセスです。
等温焼入れ
ワークピースはベイナイト温度範囲まで急速に冷却され、その後その温度で等温に保持される必要があります。
徐冷
ワークピースを加熱してオーステナイト化した後、M1 よりわずかに高いか低い温度のアルカリまたは塩浴に適切な時間浸漬します。ワークピースが中温に達したら、マルテンサイト焼入れを行うために空冷のために取り出されます。
低温焼入れ
亜共析ワークピースは、Ac1 と Ac3 温度の間で焼鈍され、その後焼入れされてマルテンサイトまたはフェライト構造が生成されます。
直接焼入れ
ワークピースは炭素が浸透した直後に急冷されます。
二重焼入れ
ワークピースを浸炭した後、オーステナイト化してから、Ac3 よりも高い温度で冷却して、コア組織を微細化する必要があります。次に、Ac3 よりわずかに上で焼き入れされ、浸炭層が微細化されます。
自冷焼入れ
加熱された部分からの熱は自動的に非加熱部分に伝達され、オーステナイト化された表面が急速に冷えて焼き入れされます。
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投稿日時: 2023 年 9 月 20 日