ステンレスの不動態化処理と電解研磨の違い｜目的・寸法・表面粗さ

ステンレス鋼の表面には、耐食性に寄与する非常に薄いクロム濃化酸化皮膜が形成されます。切削、研削、炭素鋼工具との接触により遊離鉄が付着すると、その粒子が錆び、母材が腐食したように見える場合があります。 一般的な不動態化処理は、脱脂・洗浄、適切な薬液処理、水洗、乾燥で構成されます。工具痕を消したり、光沢を出したりすることが主目的ではありません。汚染を除去し、安定した不動態表面を得やすくする工程です。 ASTM A967/A967Mは、ステンレス部品の化学的不動態化処理で参照される規格の一つです。処理方法と確認試験は、図面または発注仕様で明確にします。

電解研磨では、部品を電解液中の電極として電流を流し、表面を管理された量だけ溶解除去します。微細な凸部が凹部より速く溶解するため、表面が平滑になり、光沢が増す傾向があります。 微小ばりの低減、汚れが残りやすい箇所の減少、洗浄性の改善が期待できます。ただし、形状修正の主工程ではありません。深い工具痕、大きなばり、ピット、傷、平面度不良は、事前に機械加工または機械研磨で処理する必要があります。 ASTM B912は、電解研磨によるステンレスの不動態化で参照される規格です。材質、処理条件、除去量、試験、外観を合意します。

• 主目的 — 遊離鉄除去、不動態皮膜の形成支援 — 微細平滑化、洗浄性・外観改善
• 材料除去 — 寸法変更を目的としない — 管理された除去がある
• 工具痕除去 — できない — 小さな凹凸のみ低減、深い痕は残る
• 光沢 — 主目的ではない — 一般に増加
• ばり — ばり取り工程ではない — 微小ばりを低減できる場合がある
• エッジ — 通常は影響が小さい — 鋭いエッジが丸くなる場合がある

適切な不動態化処理は、通常、寸法変更を目的としません。ただし、処理前の洗浄、必要時のマスキング、処理禁止部位を明確にします。 電解研磨では材料が除去されます。除去量は、電流密度、時間、電解液、形状、電界分布、治具に依存します。エッジ、凸部、電極へ近い面と深い凹部では結果が異なる場合があります。厳しい公差、小径ねじ、鋭いエッジ、精密穴は事前評価が必要です。 すべての面に共通する一定除去量を想定してはいけません。寸法が処理前・処理後のどちらに適用されるか、鋭さを保持するエッジを図面で指定します。

不動態化処理は表面粗さを作る工程ではありません。処理前のRa、工具痕、傷は処理後も残ります。洗浄により外観が多少変わる場合がありますが、装飾仕上げとして扱うべきではありません。 電解研磨は微視的な粗さを低減できますが、初期表面に大きく依存します。均一な機械加工・研磨面と、深い工具痕や未処理溶接部を持つ面では結果が異なります。処理後Raを要求する場合は、測定位置と評価方法を指定します。

両処理は汚染除去と良好な表面状態により耐食性を支援します。しかし、結果は鋼種、塩化物、温度、隙間、清浄度、使用条件に依存します。 表面処理によってSUS303がSUS304と同等になるわけではなく、SUS304がすべての薬品に適するわけでもありません。母材選定が基本です。食品、医療、半導体、化学用途では、各業界の検証要求も確認します。

加工後の遊離鉄・汚染除去、形状をほぼ維持した処理、規格に基づく洗浄・試験が目的の場合は不動態化処理を選定します。 より滑らかで光沢があり、洗浄しやすい表面、微小凸部・微小ばりの低減が必要な場合は電解研磨を検討します。表面形態と不動態状態の両方が重要な場合は、専門処理会社が全体工程を設定します。

VietTechでは機械加工と検査を行い、不動態化処理、電解研磨、専門表面処理は協力会社と連携します。

• 大きなばりを除去し、隅部を清掃します。
• 外観面と機能面を明確にします。
• ねじ、はめあい、鋭いエッジ、除去禁止面を指定します。
• 吊り治具と電気接点跡の許容位置を合意します。
• 炭素鋼作業と分離し、遊離鉄付着を抑えます。
• 再汚染を防ぐ包装を指定します。

• ステンレス鋼種、材料規格
• 処理規格、方法、試験要求
• 処理前・処理後の寸法適用
• 表面粗さ、外観目標
• マスキング、除去禁止面、鋭いエッジ
• 清浄度、包装、証明書
• 数量、重要な使用条件