パッシベーション – 表面処理プロセス
最終更新 08/29、読み取り時間:5 分
不動態化処理後の部品
冶金学者にとって重要な課題の 1 つは、材料を腐食や、機械加工、製造、溶接などの製造プロセスのその他の汚染物質から保護することです。これにより、破片、介在物、金属酸化物、化学物質、グリース、オイルが生成されます。これらにより、空気や水にさらされると、多くの金属が腐食しやすくなります。これにより、金属部品に応力がかかり、製造中または製品の最終使用に破壊的な影響を与える可能性があります。したがって、これらの汚染や腐食から金属部品を保護する必要があります。そのようなプロセスの1つは金属パッシベーション, 薄くて均一な酸化物層を提供するプロセス耐腐食性を追加し、部品の寿命を延ばし、表面の汚染を取り除き、部品の汚染のリスクを減らし、システムのメンテナンス間隔を延ばします。
それはどのように機能しますか？
さまざまな金属合金を腐食から保護するために、パッシベーションとして知られる製造後のプロセスとして工業用化学仕上げが広く使用されています。このプロセスでは、一般に硝酸やクエン酸などの穏やかな酸化剤が使用されます。外因性遊離鉄、硫化物、および表面からの他の異物は、これらの酸によって取り除かれ、保護シールドとして機能する酸化物層またはフィルムを作成します。これにより、金属材料と空気との間で化学反応が起こる可能性が低くなり、外観を変えることなく表面を腐食から保護します。このプロセスの重要な部分は、酸が金属自体に影響を与えてはならないということです。
パッシベーション プロセスの手順
不動態化プロセスには主に 3 つのステップがあり、金属表面に完全に薄く均一な酸化物層を作成します。
ステップ 1: コンポーネントのクリーニング
金属部品の洗浄、つまり機械加工で残った表面の油分、化学薬品、破片を除去することは、パッシベーション プロセスの始まりです。コンポーネントのクリーニングは、このプロセスで重要な役割を果たします。このステップがないと、金属表面の異物によってパッシベーションの効果が制限されます。
ステップ2：酸浴浸漬
遊離鉄粒子を表面から除去するために、洗浄ステップの後にコンポーネントを酸浴に浸します。プロセスのこのステップで使用される 3 つの一般的なアプローチがあります。
ステップ 3:硝酸浴
不動態化への従来のアプローチは、金属表面の分子構造を最も効果的に再分配する硝酸です。ただし、有害物質として分類されているため、硝酸にはいくつかの欠点があります。環境に有害な有毒ガスを放出し、特別な取り扱いではより長い処理時間が必要になる場合があります。
ステップ 4:二クロム酸ナトリウム浴による硝酸
二クロム酸ナトリウムを硝酸に組み込むと、特定の合金で不動態化プロセスが強化されます。このアプローチは、二クロム酸ナトリウムが硝酸浴の危険性を増幅するため、あまり一般的ではありません.
クエン酸浴
クエン酸浴は、不動態化プロセスにおいて硝酸よりも安全な代替手段です。有毒ガスを排出せず、特別な取り扱いを必要とせず、環境に優しいアプローチでもあります。クエン酸不動態化の化合物は、有機的な成長とカビの危険を冒しており、受け入れられるのに苦労しています.近年、技術革新によりこれらの問題が解消され、費用対効果の高いアプローチになっています。
金属の耐食性を元の状態に戻すために、適用されるアプローチに関係なく、この浸漬プロセスはコンポーネントの表面で化学反応を引き起こします。これにより、鉄分子がほとんど存在しない酸化膜の薄く均一な層が追加されます。
パッシベーションの方法論
1. タンク浸漬:コンポーネントは、化学溶液を含むタンクに浸漬されます。これは、仕上げの均一性と最適な耐食性のために、すべての加工面を同時に処理するのに有利です。
2. 循環：化学溶液が配管システムを介して循環する、腐食性液体を運ぶ配管に最適です。
3. スプレーの塗布:部品表面に薬液を吹き付けます。このタイプの方法論には、適切な酸の廃棄と安全手順が不可欠であり、現場での処理に有利です。
4. ゲルの適用:コンポーネントの表面にペーストまたはゲルを刷毛塗りすることにより、手動処理を行うことができます。手動での詳細を必要とする溶接やその他の複雑な領域のスポット処理に有利です。
不動態化できる材料は何ですか?
· 陽極酸化アルミニウムとチタンの。
· スチールなどの鉄材料。
· クロム酸化物表面を持つことができるステンレス鋼。
· ニッケル、一部のアプリケーションにはフッ化ニッケルがあります。
· シリコーン、半導体産業で使用される二酸化ケイ素。
不動態化プロセスの応用
耐久性と寿命を向上させるために、さまざまな業界が、製造業者がパッシベーション プロセスで製造を終了したコンポーネントを活用しています。
医学：ヘルスケア部門では、医療機器の有害な相互汚染を減らすために、専門家はパッシベーション プロセスを使用します。受動的な表面の酸化物層は、微細な汚染物質から保護し、殺菌しやすい清潔で滑らかな表面に導きます。
食品および飲料：衛生要件は、多くの産業にとって不可欠な要素です. 腐食や錆による機器や最終製品の損傷のリスクを軽減するには、コンポーネントのパッシベーションが最も重要です。
航空宇宙産業:不動態化が必要なコンポーネントは、ステンレス鋼部品、アクチュエータ、油圧アクチュエータ、着陸装置コンポーネント、制御棒、ジェット エンジンの排気コンポーネント、およびコックピット ファスナーです。
重機:ボールベアリングとファスナー
軍隊：銃器および軍用機器
エネルギー部門:配電と送電
パッシベーションプロセスの長所と短所
長所
· 機械加工後の残留汚染物質の除去
· 耐食性を高める
· 製造工程中の汚染リスクを低減
· 強化されたコンポーネントのパフォーマンス
· 均一で滑らかな仕上がり・外観
· 光沢のある表面
· 表面の掃除が簡単
短所
· 不動態化は、溶接部品から汚染物質を除去するのに効果的ではありません。
· 指定された金属合金に従って、薬液槽の温度と種類を維持する必要があります。これにより、プロセスのコストと複雑さが増します。
· 酸浴は、クロムとニッケルの含有量が少ない一部の金属合金を損傷する可能性があります。したがって、それらをパッシベーションすることはできません。
パッシベーションに関するよくある質問
1. 不動態化は酸洗いと同じですか？
いいえ、酸洗プロセスでは、溶接部品の表面からすべての破片、フラックス、およびその他の汚染物質を除去し、パッシベーションの準備を整えます。酸洗は鋼を腐食から保護することはできません。不動態化のために表面をきれいにするだけです。
2. 不動態化はステンレス鋼の耐食性を高めますか?
いいえ、100% 防食というものはありません。ただし、ステンレス鋼の部品は不動態化プロセスにより非常に長い寿命を持っています。
3. ステンレス鋼のパッシベーションはオプションですか?
いいえ、パッシベーションはステンレス鋼部品にとって不可欠なプロセスです。コンポーネントは、不動態化処理を行わないと、非常に短期間で腐食の影響を受けやすくなります。
投稿時間: 2022 年 8 月 26 日