金属の腐食と防食

装飾を目的とする電気メッキ製品でもサビが出てはその製品は価値がなくなります。

どんな目的のメッキでもサビが出ないようにしなくてはなりません。 

​サビの発生につきまして詳しく説明します。

​腐食について

鉄は鉱石として酸化物(Feo3)、水酸化物(Fe(OH)3)、硫化物(FeS2)などの形で天然に産出します。

精錬技術により、単体の鉄を取り出して利用しています。酸化物、水酸化物と鉄のどちらが安定であるかというと、酸化物、水酸化物の方が安定です。

したがって、鉄を空気中に放置すると自然に空気中の酸素、水と結合して酸化物、水酸化物などに変化します。この現象を腐食と言います。

 

腐食は金属が非金属化する現象ですが、金属をとりかこむ条件が揃わなければ必ずしも腐食は進行しません。

例えば、乾燥した空気中や、酸素の供給がない状態では鉄はサビにくい。

 

大気中には水蒸気と酸素、窒素の他、硫黄、二酸化硫黄、窒素酸化物(NOx)、炭酸ガスなどいろいろなガスが存在し、金属の腐食因子となっています。同じ大気中でも高原地帯では空気は乾燥し、清浄であるため腐食因子は少なく金属は腐食しにくいが、一方で、海岸では塩化ナトリウム、工業地帯では二酸化硫黄や炭酸ガスなどが多く腐食の進行が早くなります。

水分のない常温では金属は腐食しにくいが、高温になると金属は空気中の酸素、硫黄、塩素などと直接化合して酸化物、硫化物、塩化物などの化合物となって腐食します。

大気中では金属表面は雨水や水蒸気の凝縮水との接触や、ダストなどの沈着物により大気腐食が発生します。

【局部電池と局部腐食】

金属には純度の高いものでも不純物が入っており、合金ともなれば2種類以上の金属が入っているので、どの部分も均一な合金成分ではなく、金属表面のいろいろな不均一な部分では電位の高低差ができます。

電位の高い部分はが局部カソード(ー極)に、電位の低い部分が局部アノード(+極)となって逆電現象を生じます。

逆電現象によりアノード部は溶解し、カソード部は腐食を防止されます。このように短絡電池ができることを局部電池といい、それによる腐食を局部腐食といいます。

不純物の多い素材が腐食さやすいのはこの理由によるものです。

【粒間腐食(粒界腐食)】

金属の結晶は多くの場合に多結晶であり、結晶と結晶の境界は結晶部に比べて一般に電位が低い、そのため結晶と粒界では電位の低い粒界がアノードとなり、局部電池となります。

粒間腐食は金属の内部に向かって進行するため、金属の寿命を縮める結果となります。

​【腐食に有効なメッキ処理】
​無電解ニッケルメッキ

 

無電解ニッケルメッキ(electroless plating)の皮膜はニッケルベースの皮膜に数%リンを含むニッケルーリン合金で、電気メッキで得られるニッケルメッキ皮膜に比べて硬く、耐食性に優れた皮膜になります。

硬質クロムメッキ

硬質クロムめっき(工業用クロムめっき)皮膜とは、青みがかった美しい銀白色の色調をもつ皮膜で、大気中で非常に優れた耐食性を持つ皮膜になります。

​防錆皮膜『タフネス』

 

自己犠牲防食機能で、錆・腐食が進みやすい締結部においても⾧期の耐食性

溶融亜鉛めっき約20倍の 耐食性

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