自動車用金属部品の表面処理方法と試験計画

Shaoyiのブログを読んでいただきありがとうございます。私たちは、金属部品製造業界における業界インサイトや最新の製造トレンドを提供することに特化しています。Shaoyiは、さまざまな製造プロセスを通じて自動車用金属部品の生産に焦点を当てています。今日は、自動車業界で一般的に行われている慣行である「表面処理」について探ってみましょう。

記事の概要

表面処理技術は、基材の元々の特性を維持しながら、表面性能を向上させ、物理的および機械的特性を改善します。この記事では、切削、圧延、鋳造、鍛造などで作成された金属部品に適した表面処理方法について概説し、処理試験計画（例えば、電着、ショットブラスト、サンドブラスト、ショットピーニング、スプレーなど）を分析し、自動車用金属部品の表面処理の開発と検証における品質と効果を確保するための参考資料を提供します。

表面処理の 自動車用金属部品

自動車製造において、金属部品は全体部品の60％～70％を占めます、 待って ほとんどの その中で 表面処理が必要とされる場合。  自動車部品メーカー 通じて 彼のプロセスは、基材の強度を維持しながら新しい表面特性を追加し、表面状態を変更してパフォーマンスを向上させます。広く使用されている表面処理は2つのカテゴリに分類されます：

• 化学的処理（電気めっき、エレクトロフォーレシス、鈍化）。
• 機械的処理（ショットブラスト、サンドブラスト、スプレー）[1]。

異なる技術にはそれぞれ異なる目的とプロセスがあり、部品の検証に際して various テスト計画が必要です。不十分な計画は、新しい部品開発の品質やスケジュールに直接影響します。

塗装 吊るされた 塗装

1.  表面処理の機能

表面処理とは、物理的／化学的方法により、基材とは異なる特性を持つ表面層を形成することです。主な目的としては、次の通りです：

• 装飾的な向上
  外観上的な魅力のために表面を磨きます（例：車のロゴ、バンパー、ホイールハブなど）。クロムめっきや亜鉛めっきは視覚的な魅力を高め、消費者の選好を促進します。

• パフォーマンス向上

• 腐食／摩耗抵抗性 : カーバーリング／ナイトライド処理は、高負荷エンジン部品（ピストン、コネクティングロッド）の表面を硬化させながら、中心部の延性を維持します。
• 耐腐食性 : チンク／ニッケルめっきや酸化処理は、ファスナー（ボルト、ナット）を保護します。

• 表面精製
  ショットブラスト／研磨は、鋳造／鍛造の粗材からバリやスケールを取り除き、平面度を向上させます。

• 熱特性の変更
  熱伝達部品用の高伝導性コーティング；熱絶縁用の断熱材料。

• 電気特性の調整
  伝導性のために銅／銀での電着；非導電性表面用の絶縁塗料／フィルム。

• 接着性向上
  サンドブラスト/リン酸塩処理は、塗装のための表面準備を行い、塗膜の接着強度を高めます。

電鍍部品

2.  表面処理方法と試験計画

自動車金属加工 主に機械加工、押出成形、ダイカスト、鍛造、粉末冶金を含みます。異なるプロセスで製造された金属部品は、異なる物理的および機械的特性を持ち、これにより表面処理の目的が異なります。その結果、適用される表面処理方法および対応する部品検証試験計画もそれぞれ異なります。最も一般的に使用される表面処理方法は 金属自動車  部品 以下で詳しく分析されているように、電着メッキ、ショットブラスト、サンドブラスト、ショットピーニング、およびスプレー塗装が含まれます。

2.1 電着メッキ

電着メッキは、電解液から導電性基板に金属イオンを堆積させるものであり[3]、腐食抵抗性と美観を向上させるためにボディパネルやファスナーに広く使用されています。コーティング（亜鉛、クロム、銅など）は目的によって異なります（表1参照）。

2. 2 亜鉛メッキ （適用の40-50%）：腐食抵抗性は厚さと相関しており（表2参照）、高強度ファスナー（>10.9グレード）では水素脆化のリスクがあるため、メッキ後の脱水素処理が必要であり、GB/T 3098.17に準拠する必要があります。

表1 電気めっきコーティングの比較

表2 チャンクめっきされたファスナーの塩水噴霧試験規格

2.3射撃

遠心力を利用して、0.2-3.0mmのペレット（ステンレス鋼／鋳鋼）を使用して、汚染物、バリ、および応力を除去し、表面を粗くしてコーティングの接着性を向上させます[5]。 後処理試験には次のものが含まれます：

 容姿検査 ：サビ／スケールなし。

 清掃レベル : 影／色違いの面積比率でグレード分けされています。

 表面粗さ／被覆状況 : 指定された規格に基づいて測定（表3）。

表3  ショットブラスト試験  基準

2. 3 サンドブラスト

圧縮空気が研磨材（鉄砂/エメリ）を駆動し、表面を清掃し、清潔さを向上させ、粗さを調整します。高需要のアプリケーションに最適です。テストには以下が含まれます:

l 視覚検査 : 角を逃すことがないことを確認する。

l 清浄度/粗さ : 適切な照明の下で測定されます。

2.4 ショットピーニング

ショットブラストと似ていますが、0.2-2.5mmの金属球を使用し、主に複雑な鋳造/鍛造の荒い素材からスケールやサビを取り除くために使われます。表面効果が類似しているため、テストもショットブラストと同様です。

2.5 スプレー塗装

空気または静電気スプレー塗装は、霧状の塗料を適用します。静電気スプレー塗装は高い効率を提供しますが、導電性のある基板が必要です[6]。

スプレー塗装された部品の検査では、通常、外観チェック、塗膜厚さ/表面硬度の測定、接着性、耐食性、環境耐久性の試験が行われます。一般的な表面欠陥である粒子形成、垂れ、オレンジピール、白化、しわなどは、視覚検査または標準サンプルとの比較で検出されます。

表面硬度試験にはHB鉛筆法を使用します：削らないHB鉛筆を45°の角度で通常の筆記圧力で表面に引きます。湿らせたほこりのない布で拭いた後、基材が露出していない限り軽い傷は許容されます。

接着試験はISO 2409の十字カット規格に従います：10×10のグリッド（1mm間隔）を刃を使って塗膜を通して切り込みます。3Mの接着テープを貼り、1分間放置した後、45°で急速に剥がします。接着グレードは塗膜の剥離面積によって決定されます（表4参照）。追加試験として、使用要件に基づき熱サイクル試験、溶剤耐性試験、摩耗耐性試験が実施され、天候、溶剤、摩擦に対する耐性を検証します。

異なる 自動車用金属部品プロセス 仕様は表面処理の選択を規定し、各方法に対してカスタマイズされた検証プロトコルが必要です。堅牢なテストにより、表面処理の品質が顧客のニーズを満たすことが保証されます。部品は全体の車両コストの60％〜70％を占めるため、メーカーは継続的にエネルギー効率が良く、環境に優しく、高性能な表面処理を開発して、コストを削減し技術を向上させています。

参考文献
[1] 表面処理の分類に関する業界標準。
[3] 電着プロセスの基礎。
[4] ジンクめっきの厚さと耐食性の相関関係。
[5] ショットブラストのメカニズムとその応用。
[6] 自動車部品のスプレーテクノロジーに関するガイドライン。