「とても良い」と「良い」：表面処理の比較が何も言っていない理由

並べて比べるのは、誰もがするやり方です

亜鉛めっき、亜鉛ニッケル、りん酸塩、黒染め。表に入れて、塩水噴霧の時間と価格と見た目を添えて、選ぶ。 どの供給者もそう見せますし、どの比較表もそう作られています。 そしてその表は、行の大半について有効です。

⚠️⚠️ けれどもそのうちの一つは、油か封孔剤と組んではじめて防食になります。 ですからその「裸の」塩水噴霧の数字は、誰も実際には出荷しない状態を記述しています。 その数字を「弱いほうの版」として読めば、決定の向きがまるごと逆になります。

では表面処理を並べて比べる。そしてそのうちの一つは、そもそも出場していない

二つの表面処理が形容詞で順位づけられるとき、 結果を実際に動かす変数はすべて飛ばされています。動かすのはこれらです。

これらを書き出した二つの仕様は、正直に比べられます。二つの形容詞は比べられません。 そしてどれだけ調べても補えません。その情報はもともとその二語のなかに無いからです。

りん酸塩は結局何のためのものか

ISO 9717:2024 はりん酸塩化成被膜の用途をこう挙げています。 防食、塗料の密着の改善、冷間成形の補助、そしてしゅう動摩擦の調整。

ファスナでは、実務上おもに三つです。塗装の下地、油やワックスを保持する担体、そしてかじりの低減。

• 鉄系りん酸塩。おもに塗装の前処理として
• 亜鉛系りん酸塩。塗装の下地であり、同時に塗膜下で腐食が広がるのを遅らせる
• マンガン系りん酸塩。耐摩耗とかじり防止のために指定されるもの。だから歯車やしゅう動面に現れます

この膜は結晶質で多孔質で、その孔こそ要点です。油、封孔剤、塗料を保持します。

電気亜鉛めっき：障壁と犠牲、二者択一ではありません

繰り返し出てくる問いはこうです。亜鉛は水を遮って効いているのか、それとも何か電気化学の仕組みで効いているのか。 ⚠️ 両方です。そして二つは代わりの関係ではありません。

被膜そのものが物理的な障壁です。そして亜鉛は鋼に対して陽極なので、 傷、切削されたねじ山、せん断された縁のように被膜が破れたところでは、 露出した亜鉛が先に腐食し、まわりの亜鉛が電気化学的な保護を与えられるあいだ、 鋼の腐食を抑えるか遅らせます。

これが「亜鉛めっきを貫く傷」と「塗装を貫く傷」でふるまいが違う理由であり、 亜鉛が消耗品で、ステンレスがそうでない理由でもあります。

亜鉛フレークの系：高強度の部品がよく行き着く先

ISO 10683:2018 《Fasteners — non-electrolytically applied zinc flake coating systems》が規定しているのがその族です。 ふだん商品名で語られているものです。

その析出の過程は電解ではないので、それ自体は水素を生みません。 高強度のファスナがこの系をよく指定するのは、まさにそのためです。 なぜそれが効くかは水素脆化にあります。

そして時間でも片づきません

次にふつう出てくる動作は塩水噴霧の時間を比べることです。⚠️ それはこの比較を救いませんし、規格が直接そう言っています。

• ISO 9227:2022 は、この方法を 異なる材料の実際の耐食性の順位づけに使うべきではなく、長期の耐食性の予測に使うべきでもないと明記しています
• ISO 10683 §5.1 はさらに、 加速試験の結果は特定の使用環境での性能に直接対応しないと明記しています

その数字が本当に何を語れるのか、そして何を隣に書けば意味を持つのかは 塩水噴霧 500 時間が保証しているものにあります。

訊くべきこと

「どちらが良いか」を、答えのある問いに置き換えてください。

• この部品は実際に何に出会うのか。屋内で乾燥、屋外、飛沫、塩害？ ある表面処理が「良い」のは、つねにある環境に対してです
• 積層の全体は何か。りん酸塩の種類、皮膜重量、その上に何を足したか。「りん酸塩」だけでは足りません。厚さ、不動態化、上塗り。「亜鉛めっき」だけでは足りません
• 強度区分はいくつか。それがどの工程をそもそも許さないかを決めます。上の前処理の警告を見てください
• ねじにどれだけ余裕が残っているか。小径のねじでは、使える公差が防食の要求より先に厚さを決めることがあります
• ⚠️ 合否の基準は何か。書かれておらず、引用した規格もそれを持ち込んでいないなら、何も規定していないのと同じです。そして白さびと赤さびは二つの違う終点です（亜鉛めっきかステンレスか）

参考資料

• ISO 9717:2024：Metallic and other inorganic coatings: phosphate conversion coating of metals、第 4 版。りん酸塩の用途を列挙；§6.3 が、後処理をしていない化成被膜は腐食保護を与えないと明記
• ISO 10683:2018：Fasteners: non-electrolytically applied zinc flake coating systems。§4.4 が水素と前処理、§5.1 が加速腐食試験
• ISO 9227:2022：Corrosion tests in artificial atmospheres: salt spray tests
• ドイツの現行版は DIN EN ISO 9717:2024-10。 ⚠️ DIN 50942 はかつて DIN EN 12476 に置き換えられ、その後者自体もいまは廃止されています。 ですから仕様書がそのどちらかをまだ引用しているなら、引用しているのは廃止された規格です。

この記事は手順 5、表面処理を扱います。全体の順序は相手材、ねじ、頭部、駆動部、表面処理、書類で、これを崩すと微調整ではなく手直しになる理由はねじの決め方にあります。

よくある質問

防食には亜鉛めっきと黒りん酸塩のどちらが良いのですか。

その形のままでは答えられません。ただし二つが比べられないからではありません。同じ試験に入れれば比べられます。答えられないのは、その二つの名前がどちらも結果を決めるものを言っていないからです。りん酸塩の側では、どの種類のりん酸塩か、皮膜重量はいくつか、そしていちばん効くこと——そのあとに油を含ませたか、封孔したか、塗装したか。ISO 9717:2024 は後処理をしていないりん酸塩化成被膜が腐食保護を与えないと明記しているので、「裸のりん酸塩」と「油を含んだりん酸塩」は同じ製品ですらありません。亜鉛めっきの側では、厚さ、不動態化の種類、上塗りの有無。これらを書き出した二つの仕様は比べられます。二つの形容詞は比べられません。

りん酸塩は結局何のためのものですか。

ISO 9717:2024 が挙げている用途は、防食、塗料の密着の改善、冷間成形の補助、しゅう動摩擦の調整です。ファスナでは実務上おもに三つ。塗装の下地、油やワックスを保持する担体、かじりの低減。鉄系はおもに塗装の前処理、亜鉛系は塗装の下地であり同時に塗膜下の広がりを遅らせるもの、マンガン系は耐摩耗とかじり防止のために指定されるものです。

亜鉛めっきは水を遮っているだけですか。

違います。両方です。被膜そのものが物理的な障壁であり、しかも亜鉛は鋼に対して陽極なので、傷、切削面、せん断された縁のように被膜が破れたところでは亜鉛が先に腐食し、まわりの亜鉛が電気化学的な保護を与えられるあいだ、鋼の腐食を抑えるか遅らせます。二つの仕組みはどちらも成り立ちます。犠牲陽極だとだけ言えば障壁の働きを過小に見ますし、障壁だとだけ言えば要点を外します。

亜鉛フレーク被膜とは何で、水素脆化の危険はないのですか。

ISO 10683:2018 がファスナ用の非電解の亜鉛フレーク被膜系を規定しています。析出の過程が電解ではないので、それ自体は水素を生みません。高強度の部品がこの系をよく指定する理由がそれです。⚠️ けれどもその一文が語っているのは「析出」であって工程の全体ではありません。同規格は酸洗やりん酸塩処理などの前処理が水素を導入しうると警告し、硬さ 390 HV を超えるファスナと 12.9 以上への酸洗を禁じています。ですから「亜鉛フレークだから水素脆化の危険はない」は安全な結論ではありません。訊くべきは前処理が何かです。

Dacromet や Geomet と書けば ISO 10683 に適合しますか。

それ自体では適合しません。それらは亜鉛フレーク系の商品名です。ある製品が ISO 10683 に適合するのは、指定された系がその規格の要求を満たすからであって、その名前だからではありません。もう一つ注意を。ISO 10683 は機械亜鉛めっきを覆っていません。それは別の工程です。