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黒染メッキ（処理）
黒染メッキ（処理）は、化成処理の1つで、鉄の表面に化学変化（化学反応）を起こしアルカリ処理することで黒く染め、黒錆と呼ばれる四三酸化鉄の酸化皮膜を作ることで表面をメッキする方法です。黒染メッキ（処理）がよく用いられるのは、寸法精度を維持したい部品や価格を安くしたい部品などで、金属材料の表面を保護するだけでなく、装飾目的や吸光特性を向上させるためにも使われています。
目次
黒染メッキ（処理）とは
黒染メッキ（処理）は、アルカリ性の水溶液の中に対象物を浸して化学変化を起こし、素材となる金属の表面に黒錆と呼ばれる四三酸化鉄の酸化皮膜を生成していきます。処理後はメッキにより黒くなりますので、黒染めしたように思われますがそうではなく、金属の表面に黒錆を生成させています。後述しますが、黒染メッキ（処理）は、生成される皮膜の膜厚がそれほど厚くないため、耐食性や強度には欠けてしまいますが、メッキによる寸法の変化が少ないことが特徴です。そのため、素材の寸法を変えたくない物に対する処理にはとても適しています。単純にいえば、あえて表面を錆びさせることでそれ以上錆を進行させないような処理ということになります。
黒染メッキ（処理）の原理は？
黒染メッキ（処理）の原理は、次の図のようなイメージです。
鉄の表面に化学変化を起こし、黒錆と呼ばれる酸化皮膜で表面を覆うという原理になっています。
黒染メッキ（処理）の他の呼び方は？
黒染メッキ（処理）は、さまざまな呼び方があり、「四三酸化鉄処理」「BK」「フェルマイト」「SOB」「アルカリ黒色処理」などがあります。中でも「四三酸化鉄」というのはわかりにくいのですが、酸素と鉄の割合を示す用語で、酸素４：鉄３の割合になっているという意味があります。
黒染メッキ（処理）の特徴
黒染メッキ（処理）の特徴を挙げると、次のようなものがあります。
- 耐食性がある
- 皮膜が薄い
- 剥がれない皮膜を作ることができる
- 光沢のある黒色皮膜が作れる
- 耐摩耗性がある
- 反射を防止できる
黒染メッキ（処理）は、耐食性のある薄い皮膜が生成されるため、寸法精度が重要な部品等に向いています。また、光沢のある黒色皮膜が作れることから、外観の美しさや反射防止などを求めたい場合にも適しています。
黒染メッキ（処理）のメリット
黒染メッキ（処理）のメリットは次の4つです。
- ・寸法精度が維持できる
- 黒染メッキ（処理）は、生成される皮膜の膜厚が薄く1〜2µｍ程度になるため、元の素材の寸法をほとんど変えずにメッキすることができます。従って、機械や自動車部品等の寸法精度が重要になる部品などに対するメッキとして向いています。
- ・潤滑性が向上する
- 黒染メッキ（処理）は、防錆剤を塗布することで潤滑性を向上させることができます。
- ・耐熱性がある
- 耐熱性に優れているのもメリットのひとつです。高温での環境下でも問題なく使用できるため、高温になりやすい部品や部分へのメッキとしても適しています。
- ・価格が安い
- 黒染メッキ（処理）は、他のメッキに比べカゴ入れ処理などが行えるため、たくさんの部品を一気にメッキできます。従って人件費等が抑えられるため、メッキの価格も安くなります。大量の部品を安価に仕上げたい時などに向いています。
黒染メッキ（処理）のデメリット
黒染メッキ（処理）のデメリットは次の3つです。
- ・防錆油を塗布しないと錆びてしまう
- 黒染メッキ（処理）は、油分が切れてしまうと錆が進んでしまいます。ですから、メッキの寿命をより長くするためにも防錆剤（防錆油）は必須です。他の表面処理と比べると、やや錆びやすいというデメリットがあります。
- ・カラーにはできない
- 黒染メッキ（処理）は黒色になりますが、決して黒色に着色しているわけではありません。化学変化を起こすことで黒錆を生成しているため、全体が黒色になっているのです。そのため、黒染メッキ（処理）では黒色以外の色を求めることができません。
- ・不向きな材料がある
- 黒染メッキ（処理）は、どんな物に対しても処理が行える訳ではありません。不向きな材料としては、鋳物、熱処理・焼入れした製品、ワイヤーカットした部品があります。これらの材料に対して黒染メッキ（処理）を行うと、茶色系の色合いになってしまうことがあるためです。ただし、焼き入れした製品の場合は、前処理によって黒染メッキ（処理）が可能になることもあります。
黒染メッキ（処理）の工程
黒染メッキ（処理）が完成するまでの一般的な工程を図でまとめました。
-
- 黒染めメッキ（処理）
黒染メッキ（処理）の用途
工作機械、産業機械に薄い皮膜で黒色に処理したい部品や耐食性が必要な部品、耐熱性が必要な部品に適しています。
黒染メッキ（処理）の事例
- 【事例1】工作機械の部品
- 黒色と耐食性を付与
- 【事例2】工作機械
- 精度と黒色を付与
黒染メッキ（処理）に関連する英語表記
| 黒染メッキ（処理） | black oxide treatment |
|---|---|
| 化成処理 | Chemical conversion treatment |
| アルカリ処理 | alkali treatment |
| 四三酸化鉄 | triiron tetraoxide |
| 酸化皮膜 | oxide film |
| メッキ | plating |
| 吸光 | absorption |
| アルカリ性 | alkalinity |
| 耐食性 | Corrosion resistance |
| 耐摩耗性 | Wear resistance |
| 潤滑性 | lubricity |
| 耐熱性 | Heat-resistant |
| 防錆剤 | anti-rust |
まとめ
黒染メッキ（処理）は、大量にメッキ処理することが可能なことから、安価に処理ができます。黒染メッキ（処理）を行ったものは、寸法精度が維持できるので寸法狂いが少なく、かつ耐食性に優れているため機械部品など様々な場面で活用できます。また、弊社では黒染処理液を自社内で開発したものを使用しているため、他社の黒染処理と比較すると 非常に光沢が高い皮膜に仕上げることが可能です。
黒染メッキ（処理）に関する技術レポート
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この記事の解説者
三和メッキ工業株式会社
代表取締役社長 清水栄次
全国めっき技術コンクールにおいて厚生労働大臣賞、金賞など数多く受賞。めっき業界において始めてIS09001,14001,27001を独自で構築。その中から、めっき特許、並びに独自の技術を商標化。インターネットにて380001以上の取引実績。
めっきセカンドオピニオンによる他社のめっき不良を年間100件解決。
- 2014年 神戸大学大学院経営学研究科 非常勤講師
- 2020年 三重大学 非常勤講師
黒染メッキ（処理）に関するめっきQ&A
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