規格書には、どれだけ黒いかが書かれていない

規格は ISO 11408:1999、化成被膜、鉄鋼の黒色酸化被膜、 仕様及び試験方法。全五ページで、いまも見直し中として登録されており、 無料プレビューがその全文にあたります。この五ページという長さがまず目を引きます。 ほぼ外観のために買われる表面処理の文書が五ページしかないのは、 人が言い争っている事柄の大半が、そもそもその中に無いからです。

規格が渡せと言う五つ、そして飛ばされるのはいつも五つ目

4.1 は、発注時に購入者が供給者へ渡さなければならない情報を挙げています。短いものです。

この最後の行が、黒染めがどれだけ黒くあるべきかについて ISO 11408 が述べている すべてです。外観は規定されているのではなく、手渡されています。 文書は定義する役割を購入者へ返し、それを物として出せと求めます。

これは、日常的に起きている言い争いの姿を変えます。部品が戻ってきて、 誰かが黒さが足りないと言う。次にやることはたいてい、決着させる条項を探すことです。 そんな条項はありません。本来そこには見本があるはずでした。 見本が無いとき、「これは頼んだものではない」という文は、 どちらの向きにも照合できません。供給者は適合を示せず、購入者は不適合を示せない。 争われているものを、誰も書き留めていなかったからです。

規格が返品を認めるのは何か。黒さではない

外観が要求になるのは 7.1 で、そこは全体が排除の形で書かれています。 被膜は赤錆の斑点が無いこと、そして全体として赤褐色であってはならないこと。 続くのは、誰でも一分でできる検査です。 補助的な防錆処理を施す前に、 清浄な Whatman 40 ろ紙（または同等品）で部品を拭き、 赤褐色または緑色の smut が出てはならない。

その二つは、錆と、転化しきらなかった工程残渣です。まとめて読むと、 この条項は「被膜は錆びていてはならず、手に付いてもならない」と言っています。 色の濃さについては一言もありません。

同じ条項の NOTE はさらに踏み込み、ばらつきを明示的に許します。 局部的に硬化した、溶接した、浸炭した、リベットを打った、 あるいはその他の機械的処理を受けた部位では、 色の不均一とかすみが許容される。 溶接ボスや硬化した摺動面のある部品は、そこがまだらで戻ってくることが前提であり、 それは処理業者の譲歩ではなく規格に書かれた事項です。

第 5 項は、もう一つのよくある苦情を名指しで外します。被膜の表面粗さは 素地のもとの粗さに依存するので、したがってこれを黒染め被膜の 返品理由としてはならない。黒染めは鋼から育つ化成被膜であって 上に載せる層ではないため、下にあるものを写します。 バレル研磨、ブラスト、スケール付きで入った部品は、その姿のまま黒くなって戻ります。 見た目の違う二つのロットが同時に適合しうるのであり、 その違いはまるごと入荷側にあることもあります。

実際にやれる試験と、その合否が写真であるということ

7.2 は、全文を引けるほど短く、卓上でできるほど安い手順を示します。 しゅう酸 50 g を蒸留水または脱イオン水 1 l に溶かす。 常温で、被膜の平らな場所に三滴、約 0,2 ml 置く。反応は 30 秒より後、8 分以内に起こるのが望ましい。8 分後に洗い流して乾かし、 Figure 1 から 3 と比較する。

ここには、見た目より重い細部が二つあります。一つは下限です。 すぐに反応が始まるのは、まったく反応しないのと同じく不合格です。 この試験が読んでいるのは、酸と鋼の間に転化した被膜がどれだけあるかだからです。 もう一つは、油やワックスを載せる前にやらなければならないことで、 理由はろ紙の項と同じです。防錆膜が載ってしまえば、測っているのはその膜です。

そして判定基準です。結果を突き合わせる三枚の図の表題は、 Poor quality coating、Borderline quality coating、Good quality coating です。それが合格線です。 時間でも、侵食径でも、評点でもありません。規格は自分の目視試験を、 外観を決めるのと同じやり方で決着させます。部品の横に持ち上げて比べる何かによって、です。 首尾一貫しており、少し立ち止まる価値があります。 写真で品質を収束させる仕様書は、これがどういう種類の性質なのかを告げているからです。

言わなければ買っていない九つ

4.2 は、購入者が必要に応じて提供してよい追加情報の一覧です。 反対側から読むと、これは通常の黒染め注文には存在しない性質の一覧になります。

もっとも遠くまで届くのは摩擦係数の行です。締付けトルクの値は、 単位を着替えた摩擦の値だからです。その線は当サイトで既に引ききってあります。 被覆されたボルトが黒染めのナットに出会うと何が変わるか にあります。黒染めの防食の側も同じ規格を使って同じページで書き終えているので、 ここでは繰り返しません。

ただ一行だけ、出回っている数字を引き取っておきます。7.3 は ISO 11408 で唯一の 塩水噴霧要求で、こう読めます。オーステナイト系ステンレス鋼、significant surface、 補助的な防錆被膜を施さない状態で、ISO 9227 により 96 時間、 錆の痕跡を示さないこと。これはステンレス鋼についての条項です。 黒染めの炭素鋼ねじに 96 時間を持ち出すのは、別の材料のために書かれた要求を 引いていることになります。炭素鋼で時間数が欲しければ、4.2 に戻って求めることになります。 塩水噴霧の数字が一般に何を運び、何を運ばないかは、 それ自体が別の問題です。

第 6 項の、落とされる注意書き

高強度部品に黒染めが選ばれるとき、理由はしばしば、 電気めっきを通らないので鋼に水素が入らない、というものです。前半は正しい。 後半を、規格自身が立たせません。

6.1 には独立した CAUTION があります。引張強さ R_m ⋝ 1 000 MPa の高強度鋼は、 黒染め工程中にアルカリぜい化（caustic embrittlement）を受けることがあり、 内部応力または負荷応力のもとで自発的な割れに至りうる。浴は高温のアルカリであり、 規格はそれを、電気めっきの機構を借りずに、独立した機構として名指しします。

これは注意であって禁止ではなく、言い回しは「受けることがある」です。 後に続くのは手順です。前処理は ISO 9587 により、 しかも水溶液を用いる洗浄や前処理が始まる前に行うこと。 後処理は ISO 9588 により、表面硬化部品は 190 °C から 220 °C で 2 時間以上保持すること。 この温度域は、当サイトが電気めっき後のベーキングについて ISO 4042 から引いている ものと同じですが、そちらの条件は 8 時間から 10 時間です。 同じ炉、違う条項、違う時間であり、互いに置き換えられません。

実務上の読み方は狭いのですが、はっきり書いておきます。おおむね 10.9 以上では、 遅れ破壊という問題は、 表面処理が非電解になったからといって消えません。 変わるのは、注文書に書かなければならない条項のほうです。

そして見本の話に戻る

これは私たち自身が受けた話です。ある客先が来られたのは、 それまでの供給者が黒染めを十分に黒くできず、 返ってきた答えが「できるのはこの程度まで」だったからでした。 経営者の言い方では、こういう要望を聞いた時点で無理だと即答する営業もいる、と。 私たちは専門の薬品メーカーと組んで持ち込み、解決しました。

これは測定ではなく証言であり、このページはそこに数字を付けません。 付けられる数字が無いからです。この被膜の黒さは、浴の薬液、温度、 入る前に部品がどれだけ清浄だったか、そして出た後に何をしたかで決まります。 工程の結果です。だからこそ、合意された見本が場に無いとき、 「できるのはこの程度まで」という文は反証できません。 誰も間違っていると示されようがないのです。

見本があれば、それは普通の答えを持つ普通の問いに戻ります。 そしてそれこそ、4.1 が成り立たせようとした問いです。 ですから黒染めの注文で本当に効く一手は、より厳しい仕様書を探すことではありません。 仕様書がもともと求めていて、費用はクッション封筒ひとつで済むことをやることです。 印を付けた見本を合意し、こちら側に控えの見本を残し、 外観はそれに照らして判定すると注文書に書く。 このページの他のすべては、その一行があるかないかに従います。

ファスナーの一般要求事項の規格にも、かつて黒という既定が置かれていた。 焼入焼戻しをした鋼製品に対するものである。 2005 年版はそれを削除し、 代わりのものは置かなかった。

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

黒染めはどれだけ黒くあるべきですか。

規格は述べていません。ISO 11408 には色番も光沢値も等級もありません。購入者が供給者へ渡す情報の条項で、被膜の外観は、適切に印を付けた見本を提供することによって示すよう求めています。外観は文書で規定されているのではなく、購入者へ返されています。ですから黒さをめぐる争いは、事前に見本を合意していなければ、訴えるべきものを何も持ちません。

黒染めのロットは、どういう理由で返品できますか。

規格が名指ししている理由でです。被膜は赤錆の斑点が無く、全体として赤褐色であってはならず、油やワックスを施す前に清浄な Whatman 40 ろ紙で拭いたとき、赤褐色または緑色の smut が出てはなりません。それ以外では、局部硬化、溶接、浸炭、リベット打ちを受けた部位で色の不均一とかすみは許容されており、素地から受け継いだ表面粗さは返品理由としてはならないと明記されています。

同じ部品なのに、ロットで色の濃さが違うのはなぜですか。

入っていった部品自体が違っていることが多いからです。黒染めは上に載せる層ではなく鋼から育つ化成被膜なので、仕上がりの粗さは届いた品物の粗さに従います。規格はそう書き、それを返品理由から外しています。浴の薬液、温度、前洗浄も結果を動かします。規格が外観を数字ではなく見本との比較で決着させているのは、そのためです。

黒染めがきちんとできているか、手早く調べる方法はありますか。

あります。規格の中にあります。しゅう酸 50 g を蒸留水または脱イオン水 1 l に溶かし、常温で平らな面に三滴、約 0,2 ml 置いて見ます。反応は 30 秒より後、8 分以内に起こるのが望ましいので、即座の反応も無反応も不合格です。8 分後に洗って乾かし、規格の三枚の図と比べます。表題はそれぞれ不良、境界、良好です。防錆の油やワックスを載せる前に行う必要があります。

黒染めには 96 時間の塩水噴霧性能がありますか。

その数字が属する条項は、多くの人が思っているものとは別です。ISO 11408 で唯一の塩水噴霧要求は、オーステナイト系ステンレス鋼に適用され、significant surface について、しかも補助的な防錆被膜を施さない状態で、ISO 9227 により 96 時間、錆の痕跡が出ないことを求めます。黒染めの炭素鋼についての数字ではありません。炭素鋼での塩水噴霧性能は購入者が求めるべき任意項目なので、通常の注文では、その部品に時間数は付いていません。

黒染めは電気めっきではないので、高強度ねじに使っても安全ですか。

電気めっきという水素ぜい化への経路は避けられますが、規格は別の経路を挙げています。熱処理の条項に注意書きがあり、引張強さ 1 000 MPa 以上の高強度鋼は黒染め工程中にアルカリぜい化を受けて自発的な割れに至ることがあるとし、前処理を ISO 9587、後処理を ISO 9588 により行い、表面硬化部品は 190 °C から 220 °C で 2 時間以上保持するよう求めています。

参考資料

• ISO 11408:1999 —— 化成被膜、鉄鋼の黒色酸化被膜、仕様及び試験方法。上で引いたのは 4.1、4.2、5、6、7.1、7.2、7.3 の各項
• r/Machinists —— 見た目で黒染めを選び、防食の文献に突き当たったスレッド
• r/Machinists —— 黒染めのロットに出たまだら模様。投稿者が原因を一つずつ当たっている

ISO 11408:1999 は公開プレビューから読んだ。この規格ではプレビューが全五ページであり、上の条番号はすべてその原文から取ったもので、二次的な説明からではない。カタログ番号は ISO のサイトで別途確認しており、当該項目は 90.60、見直し中として登録されている。このページに黒さ、光沢、色の数値が一つも出てこないのは、規格のどこにも出てこないからである。96 時間という塩水噴霧要求は、それが結び付いている材料と条件とともに引いており、炭素鋼へ持ち越してはならない。他所で十分に黒くできず当社に来られた客先の経緯は、商取引についての経営者の証言であって測定ではなく、本文もそこに数値化された成果を主張していない。浴の薬液、温度、工程条件はここには書かない。プレビューに無く、工程の詳細は処理業者のものだからである。