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不動態化処理の仕組みとメリット
ステンレスが錆びにくい理由は表面を覆う「不動態皮膜」があるおかげです。この薄い皮膜が内部への酸素の侵入を防ぎ、酸化による錆び、腐食から材料を守ります。「不動態化処理」とは、このステンレスが持つ不動態皮膜を人工的に強化する工程を指し、研磨と並んで金属仕上げの重要な位置を占めています。ここでは「三和産業」がこの不動態化処理について解説します。
不動態化処理とは
ステンレスStainless Steel（ステンレス鋼）のことで、文字通り錆びない鋼という意味の英語。冒頭にも述べたように、錆びにくい理由はステンレス鋼の表面を覆う酸化被膜＝不動態皮膜が酸化作用をもたらす酸素を内部に浸入するのを防ぐからです。なお、ここで言う酸化被膜は鉄の被膜ではなく、クロム＝Crの酸化被膜のこと。鉄にCrを混ぜた場合、その含有量が増えるほど錆びにくくなります。これが「不動態化」という過程です。
こうしたステンレスが持つ酸化被膜を人工的に強化する処理のことを「不動態化処理」と言い、酸溶液中に材料を浸漬させることで可能になります。
不動態化処理の特徴と用途
特徴
防錆力の向上
酸化被膜を人工的に強化することでステンレスが本来持つ防錆力が飛躍的に向上します。
腐食・酸化の防止
酸化被膜の強化は腐食防止だけでなく、スチーム環境中の高酸化雰囲気による腐食からも材料を守ります。
外観・寸法・硬度の維持
不動態化処理は材料の外観や寸法の変化はなく、長期にわたる品質維持を可能にします。
用途
- 医薬製造配管ユニット／熱交換器／タンク
- 不動態化皮膜の安定化
- 電解研磨を前工程とした一層の耐食性向上
不動態化処理と他表面処理との比較
代表的な表面処理と不働態化処理の相違点をまとめました。下表で見るように他の処理と異なり、不働態化処理では処理前、処理後の外観・寸法の変化がないことです。
| 処理 | 外観変化 | 耐食性 | ヤケ取り効果 | 寸法変化 |
|---|---|---|---|---|
| 不動態化処理 | 処理前と同じ | 〇 | × | なし |
| 電解研磨 | 光沢が向上 | ◎ | ○ | 数十ミクロン |
| 酸洗い | 白く変色 | ○ | ◎ | 全体的に減肉 |