板金材料および表面処理プロセス.ppt

一般的に使用される板金材料についてご紹介します。代表的な板金材料には以下の種類があります。一つ目は冷間圧延鋼板で、そのグレードはSPCCです。これは板金に使用される最も基本的な材料であり、用途は非常に幅広く、他の材料の基材としても用いられます。比較的錆びやすいという特徴があります。二つ目は息巻くSECCというグレードの亜鉛板は、用途が広く、冷延鋼板を基材として電気めっきを施して製造されるもので、これは化学反応によって生じるものです。3つ目は溶融亜鉛めっき鋼板で、グレードはSGCCです。用途が広く、冷延鋼板を基材として溶融亜鉛溶液中に浸漬し、加熱することで亜鉛層を形成した製品であり、その生成過程は物理的変化に属します。4.熱間圧延鋼板があり、その規格はSPHCです。この種は低価格帯の材料に属し、錆びやすく、厚みが比較的厚く、一般に3mm以上あり、通常はヒンジ類の製品の製造に使用されます。また、SD鋼板もあり、これは優れた防錆・耐食性能を持つ板材で、エアコン室外機の設置用ブラケットにはこの材料が使用されます。また、ステンレス鋼や不錆鉄には代表的な規格があり、これらは合金材料に分類される。防錆・耐食性に優れ、表面も美しいことから、通常は冷蔵庫のドアパネルやガスコンロの天板などの外装部品の製造に使用される。7. 表面にアルミニウム・亜鉛がめっきされた板材は、一見すると電解めっきされた亜鉛めっき鋼板のカテゴリーに属しているように見えますが、しかし、電解亜鉛メッキ鋼板よりも金属状のアルミニウム成分が1つ多く含まれているため、表面は比較的滑らかで清潔感があり、美観にも優れています。そのため、外観を重視する部品の製造によく用いられ、例えば特定のモデルの冷蔵庫の背面部分に使用される鋼板などが挙げられます。アルミニウム板やアルミニウム合金製の板材は、アルミニウムシートとも呼ばれます。この種のアルミニウム板やアルミニウム合金板は密度が低く、耐食性という特性を備えており、代表的な製品としては、冷蔵庫の排水トレイや蒸発器のフィンなどの部品が挙げられます。板金材料の価格比較について解説します。同じ厚さの場合、熱間圧延鋼板、冷間圧延鋼板、溶融亜鉛めっき鋼板、電気亜鉛めっき鋼板、SD鋼板、ステンレス鉄、ステンレス鋼の価格を比較します。同じ材料の場合、厚さが厚くなるほど価格は安くなります。板金部品のコストのうち、材料費は基本的に60～70％を占め、場合によってはそれ以上になることもあります。そのため、合理的な構造設計と材料利用率の向上が不可欠です。材料利用率が低い場合、製品価格がスクラップ価格を下回る事態も起こり得ます。ハイアールグループは、2009年の鋼板表面処理の目的について、一部の板金材料には本来、防錆・耐食性が備わっていないため、その目的を達成するために表面処理を行う必要があると説明している。表面処理の目的は主に2つに分類される。1つ目は、過酷な環境下における製品の耐用年数を延ばすことであり、これは防錆・耐食性を指す。2つ目は、必要な表面効果や機能を得るためであり、これは製品の外観要件を満たすことを指す。1.0 鋼板で一般的に用いられる表面処理プロセスには、第一に「電気めっき」がある。めっき液中で、電荷を帯びたイオンが電場の作用を受けて製品表面に付着し、めっき層を形成する。これは化学変化に属する；第二に、粉体塗装である。粉末が極性化され、電場の力によって極性が反対の製品表面に均一に付着する。これは物理的変化に属する。3. 電着塗装は、電着塗料が陽極と陰極の作用の下で、帯電した塗料イオンが製品表面に向かって移動し、堆積して被膜を形成するもので、これは化学的変化に属する。浸漬成形は、製品を溶融した材料の中に浸し、加熱を行うことで、加熱された金属が周囲の溶融材料と結合し、一定の厚さを持つ表面材料を形成するもので、これは物理的変化に属する。その他、焼付塗装やエナメル加工などの表面処理方法は、家電製品においてはあまり一般的ではないが、興味があれば各自で学んでみてほしい。多種多様な表面処理工法がある「メッキ」には、亜鉛メッキがあり、これにはシアン化物亜鉛メッキ、亜鉛酸塩亜鉛メッキ、塩化亜鉛めっき、硫酸塩亜鉛めっきなどがあります。亜鉛めっき業界は汚染を引き起こす業界に分類されます。その応用範囲は広く、コストも比較的低いものの、しかし、電気亜鉛めっきで製造された製品はROHS基準に適合しないため、製品設計を行う際には、可能な限り電気めっき製品を選ばないようにする必要があります。表面処理工程における電気めっきのもう一つはクロムめっきです。その工程原理は亜鉛めっきと同じですが、従来の電気亜鉛めっきと比較すると、クロムめっきは極めて優れた耐食性を備えており、その耐食性は亜鉛めっきの710倍に達します。また、表面も美しいですが、コストは比較的高いです。現段階で最も先進的なクロムめっきプロセスは「ダカロ」と呼ばれており、これは画期的なハイテク金属表面処理技術の一種であり、プロセス全体を通じて汚染が発生しません。表面処理プロセスには様々な種類があり、例えば電気めっきには、銅めっきやニッケルめっきなど、多くの具体的な方法があります。めっきしたい金属であれば、どのようなものでも電気めっきプロセスによって実現可能です。また、粉体塗装プロセスもあります。粉体塗装の原理は静電粉体塗装であり、主に電極を用いて塗料粉末を分極させ、塗装対象物に反対の電荷を帯びさせることで、電界力の作用下で粉末が対象物の表面に均一に付着する仕組みです。粉体塗装には次のような特徴があります。静電粉体塗装は大気汚染を引き起こさず、粉体を回収できるため材料費を削減でき、塗膜の性能も優れており、耐酸性、耐アルカリ性、耐塩性といった耐腐食性が比較的良好で、密着性も高いです。表面処理工程の一つである電着塗装の原理は、電着塗料が陽極と陰極の間にあり、印加された電圧の下で、電荷を帯びた塗料イオンが陰極へと移動し、陰極表面で生じるアルカリ作用と反応して不溶性の物質を形成し、被加工物の表面に沈着することです。この電着塗装という表面処理プロセスの特徴は、塗膜が厚みがあり、均一で、平坦かつ滑らかである点にあります。また、電着塗膜の硬度は他の塗装プロセスに比べて明らかに優れており、エレクトロフォレティック塗膜の密着性は他の塗装プロセスよりも明らかに優れており、耐腐食性も他の塗装プロセスよりも明らかに優れており、耐衝撃性も他の塗装プロセスよりも明らかに優れており、耐浸透性も他の塗装プロセスよりも明らかに優れています。電着塗装膜の一般的な色は黒が大部分を占めますが、その他の色も存在します。表面処理工程の一つに「浸塑」があります。浸塑の工程原理は、金属表面の防食を目的とした新しい技術処理方法であり、金属の予熱工程、材料への浸漬工程、および硬化工程を含む加熱プロセスです。材料浸漬の段階では、加熱状態にある金属が周囲の材料に付着します。金属の温度が高いほど、材料浸漬に要する時間は長くなり、その結果、付着する材料の厚みも増します。ディップコーティングには次のような技術的特徴があります。その用途は極めて多様かつ広範であり、豊富な色彩特性を備え、優れた保護性能を持ち、耐寒性・保温性にも優れているほか、耐酸・耐アルカリ性にも優れています。