自動車サプライチェーンの洞察：ファスナー表面処理とコーティングプロセス選択ガイド-Zhejiang Zhongrui Auto Parts Co., Ltd.

この記事では、ファスナーの表面処理とコーティングプロセスに焦点を当て、機能的要件の詳細な分析を提供し、エンジニアと調達の専門家がより多くの情報に基づいた決定を下すための特定の選択ガイダンスを提供します。

ファスナー表面処理の機能分析

ファスナーの表面処理は、美学だけのものではありません。さらに重要なことは、多様なアプリケーション環境とパフォーマンス要件を満たすために、特定の機能特性を伝えます。重要な関数は次のとおりです。

腐食保護：これが主な目的です。金属ファスナー（特に炭素鋼）は、湿気、塩スプレー、化学物質、またはその他の腐食性環境で錆びやすく、強度の低下、外観の妥協、さらには機能的な故障に至ります。表面処理層は、物理的な障壁として機能するか、腐食性媒体を分離するための電気化学的（犠牲的なアノード）保護を提供し、ファスナーの寿命を大幅に拡張します。

摩擦制御：引き締め中に加えられたトルクと結果として得られるクランプ力（プリロード）の関係は、摩擦係数の影響を大きく受けます。特定のコーティング（例えば、リン酸油、統合潤滑剤を備えた亜鉛フレークコーティング）は、安定した予測可能な摩擦係数を提供し、同じ適用トルクの一貫したプリロードを確保します。これは、重要な関節の信頼性に重要です。

耐摩耗性：頻繁なアセンブリ/分解または相対的な動きを含むアプリケーションでは、ファスナースレッドとヘッドが摩耗する可能性があります。特定のハードコーティング（例：浸炭、ニトルディング、または特定の合金プラットなど）は、表面の硬さを高め、耐摩耗性を高めることができます。

水素抱負の緩和：高強度ファスナー（通常、プロパティクラス≥10.9またはUSグレード8以降）は、酸性酸酸塩および電気栄養プロセス中の水素吸収の影響を受け、骨折の遅延（水素embritlement）につながります。水素包囲のリスクなしのプロセス（たとえば、機械的めっき、亜鉛フレークコーティング）またはめっき後の適切な水素緩和ベーキングの確保は、高強度ボルトの安全性に重要です。

外観と識別：表面処理は、製品の美的要件を満たすために、さまざまな色と光沢レベルを提供できます。特定の色（特定の不動態化の色、有機コーティングの色など）は、さまざまな仕様、材料、または目的のファスナーを区別するために使用されることがあります。

導電率/絶縁：ほとんどの金属コーティングは、電気接続を必要とするアプリケーションに適した良好な電気伝導率を維持しています（例：接地）。逆に、いくつかのオーガニックコーティングまたは厚い汚染フィルムは、いくつかの絶縁特性を提供する可能性があります。

接着改善：特定の処理（リン酸塩など）は、その後の塗料または接着剤の接着を促進する粗くて多孔質の表面を提供する可能性があります。

一般的なファスナー表面処理/コーティングプロセスの詳細な見方

主流のファスナー表面処理プロセスとその特性は次のとおりです。

電気ガルバン化 /亜鉛メッキ：プロセス：電気化学的手法を介した亜鉛層のファスナー表面への堆積。通常、腐食抵抗と外観を改善するためのパッシネーション（クロム酸塩または非染色）が続きます（一般的な仕上げには、透明/青、黄色の虹色、黒、オリーブドラブが含まれます）。特性：比較的低コスト、均一なコーティング、良好な外観は、基本的な腐食保護（犠牲アノード）を提供します。不動態化層は、最終的な腐食抵抗に大きく影響します。水素抱入のリスク;高強度部品に必要な水素緩和ベーキング。腐食抵抗：中程度のニュートラル塩スプレー（NSS）テスト時間は、通常、厚さとパッシベーションの種類に応じて24時間から200時間の範囲です。摩擦係数：特定のポスト治療（シーラント/潤滑剤など）が適用されない限り、比較的高く変動します。アプリケーション：屋内環境、一般的な産業用使用、自動車インテリア、電子機器、低腐食要件のアプリケーション。

ホットディップ亜鉛めっき（HDG）：プロセス：溶融亜鉛にファスナーを浸し、亜鉛鉄合金と純粋な亜鉛を含む厚い層を形成します。特性：非常に厚いコーティング（通常は40μmを超える）は、特に過酷な屋外環境に優れた長期腐食保護を提供します。表面は一般に電気めっきよりも粗く、糸の適合に影響を与える可能性があります（多くの場合、特大のタップされたナットまたは糸の手当が必要です）。高温プロセスは一般に、水素抑制リスクを排除します。亜鉛メッキよりも高いコスト。腐食抵抗：優れたNSS時間は、しばしば500H〜1000Hに達します。摩擦係数：高および可変。アプリケーション：屋外の構造鉄用ワーク、送電塔、高速道路ガードレール、ソーラーパネルラック、重機、長期腐食保護を必要とするアプリケーション。

機械式メッキ：プロセス：ガラスビーズまたは回転するバレルのその他の衝撃媒体を使用して、ファスナー表面へのコールドウェルディング（衝撃）亜鉛粉末。特性：良好なコーティングの厚さの均一性と接着。主な利点：水素包まったリスクはなく、高強度の留め具に最適です。腐食抵抗は、同じ厚さの電気栄養亜鉛に似ているか、わずかに優れています。腐食抵抗：コーティングの厚さに応じて、中程度から良好です。摩擦係数：電気めっき亜鉛と同様に、治療後に変更できます。アプリケーション：高強度の留め具（クラス10.9/12.9ボルトなど）、水素包着に敏感な部品、スプリングスチールコンポーネント。

リン酸塩：プロセス：リン酸溶液に留め具を浸すために、化学反応を介して不溶性リン酸変換コーティング（一般的にリン酸亜鉛またはリン酸亜鉛またはリン酸亜鉛）を形成します。通常、錆の予防と潤滑を改善するために、その後の給油またはワックスが必要です。特性：低コスト。リン酸層自体は、限られた錆の保護を提供しますが、オイル、ワックス、または塗料に優れたベースを提供します。リン酸マンガンは、良好な耐摩耗性と抗射撃特性を提供します。リンプロセスには、水素包含のリスクもあります（電気めっきよりも少ない）。腐食抵抗：低（リン酸層のみ）、その後のさびた予防オイル/ワックスに依存しています。摩擦係数：リン酸油は、正確なプリロードが必要な場合によく使用される低く安定した摩擦係数を提供できます。アプリケーション：オイルシーリングまたは塗装のベース、自動車エンジンコンポーネント、安定した摩擦を必要とするジョイント、冷たい形成潤滑。

亜鉛フレークコーティング（非電力分解的に適用された亜鉛フレーク）：プロセス：亜鉛および/またはアルミニウムフレークを含む塗料を、ディップスピンまたはスプレー法を介してファスナー表面に塗布し、それに続いて硬化します（ベーキング）。典型的なブランドには、Dacromet®、Geomet®、Zintek®、Magni®が含まれます。特性：非常に高い腐食保護を提供します（犠牲バリアの自己修復効果）。薄層（通常8〜15μm）で高い抵抗を達成します。高強度の留め具に最適な水素包まったリスクはありません。多くの場合、安定した制御摩擦係数用の統合潤滑剤が含まれています。色は通常、銀灰色または黒です。腐食抵抗：非常に高い、NSS時間は一般に600H〜1500Hの範囲です。摩擦係数：必要に応じて、特定の範囲（0.09〜0.15など）内で正確に制御できます。アプリケーション：自動車産業（シャーシ、構造部品、ブレーキシステム）、風力エネルギー、建設機械、高強度の留め具、高腐食抵抗を必要とするアプリケーション、水素包含からの自由、および正確なトルク制御。

合金メッキ（例：亜鉛ニッケル）：プロセス：亜鉛やニッケルなどの2つ以上の金属を電気化学的に共堆積させます（通常は12-15％NI）。また、不動態化が必要です。特性：純粋な亜鉛メッキよりも高い耐食性と耐熱性が向上します。アルミニウム合金と接触している場合、ガルバニック腐食電位が低くなります。良い外観。それでも水素腹部のリスクがあります。水素緩和ベーキングが必要です。純粋な亜鉛メッキよりも高いコスト。腐食抵抗：高、NSS時間は通常、720H〜1000Hの範囲です。摩擦係数：不動態化と治療後に依存します。アプリケーション：自動車（特にアンダーフード、アルミニウム部品との接触）、航空宇宙、高温腐食抵抗を必要とするアプリケーション。

有機コーティング（例：エポキシ、PTFE）：プロセス：噴霧または浸透している有機樹脂（エポキシ、ポリウレタン、PTFEなど）およびそれらを硬化させます。特性：優れた耐薬品性と腐食保護（バリア効果）を提供します。さまざまな色があります。 PTFEコーティングは、非常に低い摩擦と非粘着性の特性を提供します。厚いコーティングは、寸法フィットに影響を与える可能性があります。腐食抵抗：コーティングの種類と厚さに応じて、非常に高い。摩擦係数：PTFEコーティングの場合は非常に低い。他のタイプでは異なります。アプリケーション：化学処理装置、海洋工学、特定の色、低摩擦、または耐薬品性を必要とするアプリケーション。

ステンレス鋼の不快感：プロセス：「コーティング」ではなく、化学的処理（通常は一酸一酸またはクエン酸を使用して）を使用して、ステンレス鋼の表面から遊離鉄やその他の汚染物質を除去し、より厚く、より均一で、より不活性なクロムが豊富な酸化物層（パッシブフィルム）の形成を促進します。特性：ステンレス鋼の固有の腐食抵抗を強化し、そのメタリックな外観を維持します。シンプルで比較的低コストのプロセス。腐食抵抗：ステンレス鋼の自然腐食抵抗を改善します。摩擦係数：比較的高い。アプリケーション：特に機械加工後、またはより高い清潔さと耐食性を必要とするアプリケーションのために、あらゆる種類のステンレス鋼ファスナー。

ファスナー表面処理のための特定の選択ガイダンス

適切な表面処理を選択するには、アプリケーション環境、パフォーマンス要件、コスト、および規制のバランスをとる必要があります。

基本的な屋内 /低腐食環境：要件：基本的な錆の予防、きれいな外観。推奨事項：亜鉛メッキ（透明/青または黄色の虹色、厚さ≥5μm）適切なパッシベーション。コストに敏感な場合は、リン酸塩錆び防水油。

一般的な屋外 /産業環境（中程度の腐食）：要件：気象抵抗と錆の予防。推奨事項：厚い亜鉛メッキ（≥8〜12μm）高性能の不動態化（厚層性層の不動態化など）、機械的めっき、または基本レベルの亜鉛フレークコーティング。

過酷な屋外 /海洋 /高湿度 /化学環境（高腐食）：要件：長期的で信頼性の高い腐食保護。

推奨事項：ホットディップ亜鉛めっき（HDG）（糸の適合性耐性がそれほど重要でない場合は適切）、高性能亜鉛フレークコーティング（Geomet®、Zintek®、Magni®など）、Zinc-Nickel Alloy Plating、またはSelece Selece Stainless Steel Fasfeners（Passiviancianciancianciationは推奨されます）。有機コーティング（例：エポキシ）も考慮することができます。

高強度ファスナー（プロパティクラス≥10.9）：要件：腐食保護のニーズを満たしている間、水素採掘リスクを回避します。

推奨事項：水素包含リスクなしのプロセスに優先順位を付ける：亜鉛フレークコーティング、機械的メッキ。電気めっき（亜鉛または亜鉛ニッケル）を使用する場合は、厳格なプロセス制御と検証により、標準に従って徹底的かつ効果的な水素緩和ベーキングを確保します。 HDGは一般に、彼はリスクを負わず、スレッドフィットの問題に注意してください。

正確なトルク制御 /安定した摩擦係数が必要です：要件：プリロードの高い一貫性。推奨事項：リン酸オイル/ワックス、統合潤滑剤を備えた亜鉛フレークコーティング、潤滑シーラントを備えた亜鉛/亜鉛ニッケルメッキ。必ず摩擦係数範囲（通常は定義されたテスト条件下で指定）についてサプライヤーデータを参照してください。

高温環境（例：エンジンコンパートメント）：要件：高温でのコーティング安定性。推奨事項：亜鉛ニッケル合金メッキ、特定の特殊な亜鉛フレークコーティング、マンガンリン酸塩、または耐熱性耐熱鋼/ステンレス鋼。標準的な亜鉛メッキの性能は、より高い温度で分解します（例：> 15 0）。

外観要件：要件：特定の色または光沢。推奨事項：亜鉛メッキのさまざまな不動態化色（透明/青、黄色、黒）、黒い酸化物、亜鉛フレークコーティング（銀灰色/黒）、オーガニックコーティング（さまざまな色）。金属製の外観のためのパッシブステンレス鋼。

電気伝導率（例：接地）が必要：要件：低い接触抵抗。推奨事項：ほとんどの金属コーティング（亜鉛、亜鉛ニッケル）は良好な導電率を提供しますが、パッシブ化層はわずかな断熱材を導入する可能性があることに注意してください。厚いオーガニックコーティングは避けてください。きれいな接触面を確保してください。
異なる金属（例：アルミニウム合金）との接触：要件：ガルバニック腐食リスクを最小限に抑えます。推奨事項：亜鉛ニッケル合金メッキ（アルミニウムに近い可能性）、亜鉛フレークコーティング（アルミニウムを含むもの）、または分離のために絶縁洗浄機/コーティングを使用します。プレーンスチール/銅とアルミニウムの直接接触は避けてください。

主要な表面処理特性と考慮事項

腐食抵抗：定義：環境分解に抵抗する能力、ISO 9227のような中性塩スプレー（NSS）テスト時間（NSS）テスト時間（h）で一般的に測定される能力。選択：サービス環境の腐食性カテゴリに基づいて、適切なNSS時間を選択します。一般的な屋内> 72H、湿度/一般的な屋外> 240H、過酷な環境> 600Hまたは1000H。

コーティング/堆積物の厚さ：定義：通常はマイクロメートル（μm）での表面処理層の厚さ。衝撃：腐食抵抗、コスト、およびフィット感に直接影響します（特にねじれたファスナーの場合）。過度の厚さは、アセンブリの問題を引き起こす可能性があります。 ISO 4042のような標準は、要件を指定します。

摩擦係数（COF /μ）：定義：締め付け中の糸と頭の下の摩擦を説明するパラメーター。衝撃：特定の締め付けトルク（t =k⋅f⋅d）に対して達成されたクランプ力（プリロード）を決定します。ここで、KはCOFに密接に関連しています）。安定した制御されたCOFは、共同信頼性に不可欠です。選択：重要な関節の場合、安定したCOF（例：亜鉛フレーク、リン酸油）を提供する選択コーティング。設計要件に基づいて、COF範囲（通常0.08-0.20）を参照またはテストします。

水素抱負（HE）リスク：定義：高強度鋼は、製造またはめっき中に水素を吸収し、延性を低下させ、ストレス下での予期しない遅延脆性骨折を引き起こす可能性があります。選択：プロパティクラス≥10.9（または硬度≥320h V）の場合、HEリスクなし（機械的めっき、亜鉛フレーク）なしでプロセスに優先順位を付け、または標準あたり適切な標準のベーキング（ISO 4042など）を確保します。

粘着性と延性：定義：コーティングがベースメタルにどれだけうまく結合するか、およびストレス/変形中の亀裂や剥離に抵抗する能力。選択：コーティングは、剥離せずに設置ストレスに耐える必要があります。曲げ、衝撃、クロスハッチ接着テストなどのテストを介して評価されます。

温度抵抗：定義：コーティングがその特性を維持する最大動作温度（主に腐食保護）。選択：最大サービス温度に基づいて選択します。いくつかのコーティング（標準的な亜鉛メッキのパッシベーションなど）は、高温で劣化していることに注意してください。

コスト：定義：異なる表面処理プロセスの相対的な費用。選択：パフォーマンス要件のバランスコスト。一般に、亜鉛メッキ/リン酸塩は低コストであり、HDG/亜鉛フレーク/亜鉛ニッケルはより高いコストです。

環境規制：定義：EU ROHS（有害物質の制限）およびリーチ（化学物質の登録、評価、許可、制限1）などの規則は、六価クロム（CR6）やカドミウム（CD）などの物質の使用を制限します。

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