亜鉛アルミ被膜のボルトに黒染めのナット：それは一つの問題ではなく三つです

問い一：互いを侵すのか

おおむね、みんなが恐れている形では起きません。そして理由は理解する値打ちがあり、暗記する値打ちはありません。

黒染めは化成被膜です——鋼そのものから育つ酸化物で、主成分は四酸化三鉄。 別の金属を上に重ねたものではありません。とても薄く、ふつう浸透性があるので、あとから油かワックスを塗ります。

そして亜鉛は鋼に対して陽極です。湿っていて電気的につながっている場所では、 亜鉛が先に自分を差し出して、鋼を無傷に保ちます。 それが「亜鉛をねじに被せる値打ちがある」のと同じ仕組みです。

ですから正直な版は、よくある版より狭いのです。ボルトがナットに食われることはありません。 そしてボルトの亜鉛の一部が、自分ではなくナットを守るために使われることがあります—— ⚠️ それは代価であって、おまけではありません。 どれだけ使われるかは面積比によります。それは 異種金属腐食の頁の主題です。

問い二：寿命を決めているのはどの部品か

これこそみんなが本当に訊きたい問いで、答えはまっすぐです。 一つの組立ての守られ具合は、いちばん守られていない部品の守られ具合に等しい。

⚠️ 二つの平均ではありません。腐食に平均はありません—— さびは守りが先に尽きたところから始まりますし、赤さびの出た継手は赤さびの出た継手です。 どちらの半分から始まったかは関係ありません。

ですから本当の問いはこうです。黒染めのナットは、いったい何に守られているのか。 それはこの被膜を定義している規格を見ることになります。

それで決まりです。黒染めのナットを被膜のあるボルトに締めれば、ナットが主導します。 ボルトに払ったお金が、いま継手のなかでいちばん安い部品に枠を嵌められています。 これは形容詞で表面処理を比べるのと同じ種類の誤りです—— 名前が教えるのは色であって守りではない。

問い三：あなたのトルク値に何が起きたか

⚠️⚠️ これがいちばん先に事故になる項目です。組み付けたその日に起きるからで、三年目ではありません—— そして誰も訊かない項目でもあります。

トルクは締付け力になりません。その大半はねじ面と頭部下の摩擦に食べられ、残りが継手を引き締めます。 どちらかの接触面の被膜を変えれば、その配分を変えたことになります。

組合せが揃っているときに正しい初期締付け力を生んだトルク値は、混ぜた組合せでは同じ初期締付け力を生みません。 しかもその過程で継手はまったくふつうに見えます。 仕組みはトルクと締付け力の頁にあり、 その頁の中心の論点がここにそのまま当てはまります。 摩擦係数はねじの性質ではなく、「この一対」の性質です。被膜を混ぜることは、一対を取り替えることです。

ではどうするか

• 揃えられるなら揃える。いちばん安い直し方はたいていナットも指定することで、箱にたまたま入っていたものを受け入れることではありません。ナットの金額は、それが起こす問題よりずっと小さい。
• どうしても揃えられないなら、どの部品が主導するかを決めて、書き残す。記録のない混在の継手はあとで争いになり、記録のあるものはあなたが守れる決定になります。
• 実際の組合せでトルク値を立て直す。別の組合せの数字を流用しないこと。「どの一対で測ったか」を述べていないカタログの数字も受け入れないこと。
• ⚠️ 被膜の寿命の見積りは、犠牲層がどれだけの露出面積を覆うよう求められているかが分かるまで、楽観に偏っていると扱う。
• 見積りの段階で、この継手が何をするのかを述べる。被膜が混ざる問題の大半は、ナットとボルトが別々に買われていて、ナットを買った人がボルトの被膜を知らされていないことから起きます——それは化学の問題より先に、仕様の問題です（見積りに何を書くか）。

そしてその一般化された版が、この連載全体の要点です。 表面処理は一連の決定のなかの一つであって、 最後に足す欄ではありません。 「それが何に締まるのか」を参照せずに選ばれた被膜は、半分しか選ばれていません （表面処理の選び方）。

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

亜鉛めっきのボルトに黒染めのナットを使えますか。

機械的には使えますし、互いを食い合うこともありません。けれども一度に三つのことを変えています。亜鉛は黒染めの下の鋼に対して陽極なので、ナットまで一緒に守り、そのぶん速く消耗します。ナットがいちばん守られていない部品なので、継手の寿命はナットが主導します。そして摩擦が変わったので、あなたのトルク値はもとの初期締付け力を生みません。

黒染めは防食の被膜に数えられますか。

ISO 11408 では数えられません。同規格は黒染めの用途を摩擦の低減、装飾、反射の低減として挙げ、続けて、防錆の後処理を行った場合でも軽度の腐食条件下で非常に限られた防食しか得られないと明記しています。使用寿命という観点では、黒染めの部品は裸の鋼に近いものとして扱ってください。⚠️ ただし「非常に限られた」は「無い」ではなく、酸化膜自体になお一定の抵抗はあります。

亜鉛がナットも守るなら、それは良いことではないのですか。

仕組みが働いてはいますが、それでも費用です。犠牲防食は消耗だからです。ナットに使われた亜鉛は、ボルトに使われなかった亜鉛です。そして消耗の速さは面積比が決めます——小さい陽極と大きい陰極なら、速い。

被膜を混ぜるとトルクの規定は変わりますか。

変わりますし、たいていいちばん先に変わります。摩擦は「この一対」に属していてねじに属していないので、どちらか半分を変えれば、あなたのトルクのどれだけが締付け力になるかが変わります。そして ISO 11408 は摩擦係数を任意の購買要求として挙げているので、ふつうの注文書の上にその数字は存在しません。

亜鉛アルミ被膜のボルトにユニクロのナットでも問題ですか。

別の、そしてずっと小さい問題です。どちらも本物の防食の被膜なので、問いは「守られているか」ではなく「同じ水準まで守られているか」になります。厚さと不動態化を比べてください。摩擦の問いはやはり当てはまります。