金属仕上げ は、外観と環境保護を提供するために製造工程の最終段階で使用されるものである。これはまた、部品が組み合わさったり密封されたりする必要がある場合に、機械加工の能力を超える表面粗さを低減するためにも使用される。さらに、金属の洗浄、スケール除去、バリ取りなどの方法も含まれる。要するに、多様な目的のためにさまざまな種類の金属仕上げ工程が用いられている。本ガイドでは、主要な仕上げ方法や、金属仕上げ工程を選択する際の適用例と考慮点をレビューする。金属仕上げ処理の一般的な利点には次のようなものがある：
耐久性の向上
装飾的魅力の向上
電気伝導性の向上
電気抵抗の向上
耐薬品性の向上
耐変色性の向上
金属仕上げの種類
以下は利用可能な仕上げ工程の一部である：
メッキ
金属メッキは、化学浴を使用して亜鉛、ニッケル、カドミウム、クロムなどの薄い金属層を基材の表面にコーティングまたは変化させるものである。電気メッキ法は電流を生成して基材をコーティングし、一方、無電解メッキは自己触媒反応を利用し、基材が反応を触媒する。メッキは化学的に集中的で大規模な工程であるため、ほぼ例外なく専門のメッキサービス提供者によって行われる。
金属メッキは、製品の耐久性、耐腐食性、表面摩擦、外観を改善できる。亜鉛メッキの場合、亜鉛メッキは犠牲陽極として機能し、自己腐食しながら下層の基材の完全性を保護する。ただし、メッキ機械は表面の欠陥を滑らかにするのには適していないことが多い。
シェラーディングは、ボルトやワッシャーなどの小さな鋼製部品に耐腐食性の亜鉛-鉄合金をコーティングするための工程である。部品は亜鉛粉末を含む加熱されたドラム内でタンブルされ、高い耐腐食性の仕上げを生成する。大量生産では、バレル仕上げ機が迅速かつ効率的なコーティングソリューションとなる。
メッキに関する詳細は、耐腐食性コーティングに関するこの記事を参照。
ブラッシング/クリーニング
メッキとは異なり、ブラシを使った金属仕上げは表面の不良を除去する効果的な方法である。これらの仕上げ機は、均一で平行な粒状の表面テクスチャを作り出し、製品の外観を滑らかにする。通常、研磨ベルトやワイヤーブラシを使用してこの効果を得る。さらに、ベルトやブラシの一方向性により、粒に垂直なわずかに丸みを帯びたエッジが形成される。このタイプの仕上げは、金属写真プリントや看板に使用されるアルミニウムパネルに適用される。
また、ワイヤーブラッシングは、一部の溶接作業によって生じたスラグを除去し、金属表面のスケールや粒子を除去するためにも使用される。
化学浴や酸浴は、メッキやコーティングの前に、機械加工、成形、その他の工程で残留した油分を洗浄するために使用される。
研磨／バフ掛け／ホーニング／ラッピング
これらの研磨方法は、加工後の金属表面の粗さを低減するために使用されます。粗さはマイクロインチで測定され、最も厳しい加工工程（リーマー加工、ブローチ加工）では表面仕上げが16〜125 µインチになります。精密または細かい研削（以下参照）は、研削ホイールやマウントポイントを使用して表面粗さを8〜16 µインチに低減できます。それを超える場合、研磨粉は革やフェルトのホイールと組み合わせて研磨（1〜32 µインチ）やバフ掛け（0.5〜16 µインチ）に使用されます。ホーニングやラッピングは、研磨剤を用いて、互いに接触させることで表面粗さを改善します（例：ラッピングされたエンジンバルブ）や、空洞を通して形状を通すことで（例：ホーニングされたシリンダー）行われます。
金属の研磨は手動または自動ロボットによる金属研磨のいずれかで行うことができます。表面の粗さを低減する工程は、滑らかな表面からの反射光の散乱を減らすため、金属の光沢も向上させます。したがって、これらの方法はしばしば表面の美観を向上させるためにも用いられます。
研削
研削盤は研削ホイールを使用して表面を滑らかにします。さまざまなレベルの微細な滑らかさを実現するために設計された研削盤の種類がいくつかあります。前述のように、研削は加工後に残る表面の粗さを減らすためや、加工工程の最終段階で公差に近づけるために使用されます。サーフェスグラインダーは最も一般的な研削盤の形態ですが、センターレスグラインダーやブランチャードグラインダーなどの特殊な研削盤も日常的に使用されており、精密なブランチャード研削は大型部品に最適な金属加工技術として広く利用されています。
金属除去やスラグ除去などに使用されるハンドグラインダーの種類は多岐にわたる。ダイグラインダーは、吸気マニホールドの通路や金型などの詳細な作業に用いられる。これらには、一般的にマウントポイントと呼ばれる特殊な形状の研削砥石が取り付けられている。
振動仕上げ
振動仕上げ機は、製品のバリ取りや鋭利なエッジ、スプルーなどを除去するために使用されます。これらは、研磨粒子が詰まったドラムの内部に部品を配置し、振動を加えることで均一なランダムな質感を作り出します。機械のサイクル速度や振動の大きさは通常可変であり、小型から大型までさまざまな部品に効果的な処理を行うことができます。
爆破
バラスト機械、例えばサンドブラスト機は、均一なマットな質感を必要とするプロジェクトで一般的に使用されます。サンドブラスト工程（ビードブラストとも呼ばれる）は、砂、鋼ショット、金属ペレット、またはその他の研磨材を高速で基材に押し付ける方法です。これにより、特に軟らかい金属において、滑らかで清潔な製品の質感が得られます。
ショットピーニングは、金属の表面に圧縮応力を与えるために使用されるブラスト法であり、疲労耐性、応力腐食割れ耐性、フリクション耐性などの向上を目的としています。冷間加工工程は、製造中に誘発される引張応力に対抗するために表面に圧縮応力を与えます。バリシングは、疲労耐性のために圧縮応力を付与するもう一つの冷間加工表面改質方法です。
熱処理
多くの金属製造工程において重要なステップは熱処理であり、完成した形状の後に材料に望ましい特性を付与するために使用されます。例えば、歯車を切削した後、通常は誘導加熱または火炎加熱によって硬化され、歯の表面の耐摩耗性を高めるとともに、基礎となる歯の強度を向上させます。硬化は一般的に焼きなまし操作を伴い、金属の粒界構造を変化させる重要な工程です。ケースハーデニングは、南京錠のシャックルなどに使用され、機械的攻撃に耐えるシェルを形成します。熱処理はまた、製造過程で残留した残留応力を除去するためにも行われます。窒化は、鋼の変態温度以下で行える表面硬化プロセスであり、焼きなましや歪みを引き起こす必要がなく、効率的に表面を硬化させることができます。
コーティング
水性塗料および油性塗料は、金属の腐食から安価に保護するために使用されます。過酷な環境に対応した特殊な塗料もあり、例えば海洋用途向けの防汚塗料があります。
粉体塗装は、塗料に似た装飾仕上げを施しますが、より耐久性に優れています。この工程は、乾燥した熱可塑性または熱硬化性ポリマーパウダーを金属に紫外線または熱硬化させて、質感のあるマットまたは光沢のあるコーティングを作り出します。静電気を利用した工程であり、基材に帯電させることで粉体粒子を引き寄せます。質感のある粉体コート仕上げは、表面の欠陥を隠すのに非常に効果的です。
アルミニウムは、腐食防止や美観効果を目的とした化学的表面処理である陽極酸化処理を施されることが多く、ハードコート陽極酸化の場合は耐摩耗性も向上する。
ホットブラックニング
ホットブラックニング機械は、製品の表面に薄い黒酸化層を広げ、耐摩耗性の高いマットブラック仕上げを作り出します。これは高温の熱仕上げ工程であり、製品を洗浄剤、苛性剤、冷却剤を含む一連のタンクに挿入します。ホットブラックニングは、自動車部品、工具、銃器の製造に最も一般的に使用されます。ブルーイングは、黒酸化被膜の一種であり、鋼材を腐食から保護するために使用されます。
金属仕上げ工程の選択
金属仕上げ技術を選ぶ際に絞り込むためのいくつかの考慮事項があります。覚えておくと役立つポイントは次のとおりです：
生産速度：技術が製品に仕上げを適用するのはどれくらい速いですか？
コスト効果：振動研磨機などの特定の仕上げ機械は高価な場合がありますが、より速いサイクル速度を提供することで価格を補うことができます
金属の硬さ：硬い金属は通常、研削などのより強力な仕上げ技術を必要とし、柔らかい材料に使用される研磨剤よりも丈夫な研磨剤が必要な場合があります
金属仕上げの種類—概要
この記事では、さまざまな種類の金属仕上げについて簡単に説明しました。他の製品について詳しく知りたい場合は、他のガイドを参照するか、XTJプラットフォームにアクセスして潜在的な供給源を見つけたり、特定の製品の詳細を確認したりしてください。
XTJは、試作から量産までの6061アルミニウムの加工におけるワンストップ製造ソリューションを提供する大手OEMメーカーです。私たちはISO 9001認証の品質管理システムを誇りに思い、すべての顧客関係に価値を創造することを決意しています。それは、協力、革新、プロセス改善、そして卓越した職人技を通じて実現しています。用途：自動車産業、自転車およびオートバイ、ドア・窓・家具、家庭用電化製品、ガスメーター、電動工具、LED照明、医療機器部品など。
