Plating and Surface Treatment

めっき・表面処理ひょうめんしょり

Industrial Manufacturing - Machinery and Electronics · 製造分野 · Written by Tokutei Pass based on the official study texts; not copied verbatim.

めっきの目的もくてき・pH（ピーエイチ）と前処理まえしょり（脱脂だっし・酸洗さんせん・水洗すいせん）

Purpose of Plating, pH, and Pretreatment (Degreasing, Acid Pickling, Rinsing)

めっきなどの表面処理ひょうめんしょりは、防食性ぼうしょくせい（耐食性たいしょくせい）や装飾性そうしょくせい、耐摩耗性たいまもうせいなどの機能きのうを高たかめるために行おこないます。

Surface treatments such as plating improve corrosion resistance, decorative appearance, wear resistance, and surface functionality.

水溶液すいようえきのpHは7が中性ちゅうせい、7未満みまんが酸性さんせい、7より大おおきい値あたいがアルカリ性せい（塩基性えんきせい）を表あらわします。

In aqueous solutions, pH 7 is neutral, less than 7 is acidic, and greater than 7 is alkaline (basic).

めっき前まえのバフ研磨けんまで表面ひょうめんを滑なめらかにし、アルカリ脱脂だっしで油分ゆぶんを除のぞき（水濡みずぬれ性せいで確認かくにん）、酸洗さんせんでさびや酸化皮膜さんかひまくを除のぞきます。

Before plating, buffing smooths the surface, alkaline degreasing removes oils (verified by the water-break test), and acid pickling removes rust and oxide scale.

酸洗液さんせんえきには素地そじの過溶解かようかいと水素すいそぜい性せいを防ふせぐ抑制剤よくせいざい（インヒビター）を入いれ、各工程かくこうていの間あいだでは前液ぜんえきの持もち込こみを防ふせぐため十分じゅうぶんに水洗すいせんします。

Pickling inhibitors prevent over-dissolution of the base metal and hydrogen absorption, and thorough water rinsing between steps prevents solution drag-in.

Purpose of Plating, pH, and Pretreatment (Degreasing, Acid Pickling, Rinsing)

Key points

【○正ただしい】水溶液すいようえきのpHは7が中性ちゅうせい、7未満みまんが酸性さんせい、7より大おおきい値あたいがアルカリ性せいである。
(○ True) A solution pH of 7 is neutral, below 7 is acidic, and above 7 is alkaline.
【○正ただしい】脱脂後だっしごに水みずが均一きんいつに広ひろがれば脱脂良好だっしりょうこう（油分ゆぶんが残のこると水みずをはじく）であり、酸洗さんせんでは抑制剤よくせいざいを使つかう。
(○ True) Uniform water wetting without break indicates good degreasing (residual oil repels water), and inhibitors are used in acid pickling.
【×誤あやまり】前処理まえしょりで「最初さいしょにめっきをしてから最後さいごに脱脂だっし・酸洗さんせんする」や「水洗すいせんを省略しょうりゃくする」というのは誤あやまり。
(× False) Saying you should 'plate first and degrease/pickle last' or 'skip water rinsing between steps' is FALSE.

Word	Meaning
表面処理ひょうめんしょり	surface treatment
脱脂だっし	degreasing
酸洗さんせん	acid pickling
抑制剤よくせいざい	inhibitor
水洗すいせん	water rinsing

電気でんきめっきの原理げんり・浴管理よくかんり・不良対策ふりょうたいさくと水素すいそぜい性せい

Electroplating Principles, Bath Control, Defects, and Hydrogen Embrittlement

電気でんきめっきでは、品物しなものを直流電源ちょくりゅうでんげんのマイナス側がわ（陰極いんきょく）、金属板きんぞくばんをプラス側がわ（陽極ようきょく）につなぎ、めっき厚あつさは電流でんりゅうと時間じかんの積せき（電気量でんきりょう）に比例ひれいします。

In electroplating, the workpiece is connected to the DC negative terminal (cathode) and the metal plate to the positive terminal (anode); coating thickness is proportional to current multiplied by time.

極間距離きょくかんきょりが近ちかすぎる部分ぶぶんや端はじ・角部かどぶは電流でんりゅうが集あつまってめっきが厚あつくなり、電流密度でんりゅうみつどが高たかすぎると表面ひょうめんが黒くろく粗あらくなる「ヤケ（焦こげ）」が起おきます。

Areas with short inter-electrode distance or sharp edges concentrate current and become thicker; excessively high current density causes dark, rough 'burning' (yake).

めっき液えきはろ過機かきで固形異物こけいいぶつを除のぞいて「ざらつき」を防ふせぎ、ハルセル試験しけんで電流密度でんりゅうみつどごとの外観状態がいかんじょうたいを調しらべ、水素すいその泡あわによる小ちいさな穴あな（ピット）を防ふせぎます。

Continuous filtration removes solid particles to prevent roughness, Hull cell tests check coating appearance across current densities, and gas bubble removal prevents pinholes (pits).

高強度こうきょうどの鋼はがねが水素すいそを吸すって割われやすくなる「水素すいそぜい性せい」を防ふせぐため、めっき後ごすみやかに加熱処理かねつしょり（ベーキング）を行おこなって水素すいそを放出ほうしゅつさせます。

To prevent 'hydrogen embrittlement' in high-strength steel, baking (heat treatment) is performed promptly after plating to drive out absorbed hydrogen.

Key points

【○正ただしい】電気でんきめっきでは品物しなものをマイナス側がわ（陰極いんきょく）につなぎ、めっき厚あつさは電流でんりゅう×時間じかん（電気量でんきりょう）に比例ひれいする。
(○ True) Connect the workpiece to the negative terminal (cathode); plating thickness is proportional to current × time.
【○正ただしい】高電流密度部こうでんりゅうみつどぶの黒くろい粗面不良そめんふりょうを「ヤケ」、水素気泡すいそきほうによる小穴こあなを「ピット」といい、高強度鋼こうきょうどこうはめっき後ごにベーキングで水素すいそぜい性せいを防ふせぐ。
(○ True) Dark rough deposits at high current density are called 'burning' (yake), pinholes from hydrogen bubbles are 'pits', and baking prevents hydrogen embrittlement.
【×誤あやまり】品物しなものをプラス側がわ（陽極ようきょく）につなぐ、またはハルセル試験しけんを「破壊引張試験はかいひっぱりしけん」というのは誤あやまり。
(× False) Connecting the workpiece to the positive terminal (anode) or calling the Hull cell test a 'destructive tensile test' is FALSE.

Word	Meaning
陰極いんきょく	cathode (negative electrode)
陽極ようきょく	anode (positive electrode)
電流密度でんりゅうみつど	current density
ハルセル試験しけん	Hull cell test
水素すいそぜい性せい	hydrogen embrittlement

ラックめっき・バレルめっき・無電解むでんかいめっき・溶融亜鉛ようゆうあえんめっき

Rack Plating, Barrel Plating, Electroless Plating, and Hot-Dip Galvanizing

大おおきな部品ぶひんは引ひっ掛かけ治具じぐ（ラック）に吊つるしてめっきし（接点せってんに付ついためっきは剥離はくりして通電性つうでんせいを保たもつ）、小ちいさなねじ類るいは回転容器かいてんようきに入いれる「バレルめっき」で処理しょりします。

Large parts are hung on racks (rack contact buildup must be stripped regularly to maintain conductivity), while small screws and bolts are tumbled inside a rotating perforated barrel ('barrel plating').

「無電解むでんかいめっき（化学かがくめっき）」は外部電源がいぶでんげんを使つかわず薬品やくひんによる化学反応かがくはんのうで析出せきしゅつさせるため、複雑ふくざつな形状けいじょうにも均一きんいつな厚あつさでめっきでき、プラスチックへのめっきにも使つかわれます。

'Electroless plating' (chemical plating) deposits metal via chemical reduction without external power, producing uniform thickness even on complex shapes and enabling plating on plastics.

無電解むでんかいニッケル－りんめっきは約やく400℃で熱処理ねつしょりすると硬度こうどが大おおきく上あがり、装飾そうしょくクロムめっきでは先さきに銅どうやニッケルの下地したじめっきをしてから薄うすくクロムをめっきします。

Electroless Ni-P coatings increase greatly in hardness when heat-treated at about 400°C, and decorative chromium plating applies a thin chrome layer over a nickel or copper-nickel undercoat.

「溶融亜鉛ようゆうあえんめっき」は約やく450℃に溶とかした亜鉛浴あえんよくに鋼材こうざいを浸ひたして厚あつい皮膜ひまくを作つくる方法ほうほうで、耐用年数たいようねんすうは皮膜ひまくの厚あつさ（付着量ふちゃくりょう）にほぼ比例ひれいします。

'Hot-dip galvanizing' immerses steel in molten zinc at about 450°C to form a thick coating whose corrosion service life is roughly proportional to coating thickness.

Key points

【○正ただしい】小ちいさなねじやボルトを多数たすうまとめるには「バレルめっき」、外部電源がいぶでんげんを使つかわず均一きんいつな膜厚まくあつを得えるには「無電解むでんかいめっき」を使つかう。
(○ True) Use 'barrel plating' for mass-producing small screws, and 'electroless plating' for uniform thickness without external power.
【○正ただしい】無電解むでんかいニッケルめっきは約やく400℃の熱処理ねつしょりで硬かたくなり、溶融亜鉛ようゆうあえんめっきは約やく450℃の溶融亜鉛ようゆうあえんに浸ひたし厚あついほど長持ながもちする。
(○ True) Electroless nickel hardens with heat treatment at ~400°C; hot-dip galvanizing uses molten zinc at ~450°C and lasts longer with greater thickness.
【×誤あやまり】プラスチックを前処理まえしょりなしで直接電気ちょくせつでんきめっきできる、またはラック接点せってんのめっきを剥離はくりしなくてよいというのは誤あやまり。
(× False) Saying non-conductive plastic can be electroplated directly without pretreatment, or rack contacts never need stripping, is FALSE.

Word	Meaning
バレルめっき	barrel plating
無電解むでんかいめっき	electroless plating
下地したじめっき	undercoat plating
溶融亜鉛ようゆうあえんめっき	hot-dip galvanizing

化成処理かせいしょり・陽極酸化処理ようきょくさんかしょり（アルマイト）・ドライプレーティング

Conversion Coatings, Anodizing (Alumite), and Dry Plating

亜鉛あえんめっき後ごの白しろさびを防ふせぐクロメート処理しょりでは、環境規制かんきょうきせいにより有害ゆうがいな六価ろっかクロムから三価さんかクロム化成処理かせいしょりへの転換てんかんが進すすんでいます。

In chromate conversion treatment used to prevent white rust on zinc plating, industry has shifted from toxic hexavalent chromium to RoHS-compliant trivalent chromium.

鉄鋼表面てっこうひょうめんの「りん酸塩化成処理さんえんかせいしょり（パーカー処理しょり）」は、塗装とそうの下地したじとして塗料とりょうの密着性みっちゃくせいと防食性ぼうしょくせいを高たかめるために行おこなわれます。

'Phosphate conversion coating' on steel forms a crystalline underlayer that improves paint adhesion and corrosion resistance.

アルミニウムの「陽極酸化処理ようきょくさんかしょり（アルマイト）」では、品物しなものを陽極ようきょくにして多孔質酸化皮膜たこうしつさんかひまくを作つくり、染色せんしょくする場合ばあいは沸騰水ふっとうすいなどの封孔処理ふうこうしょりの前まえに行おこないます。

In aluminum 'anodizing' (alumite), the aluminum part serves as the anode to grow a porous oxide film; dyeing must be done before hydrothermal sealing.

アルマイトの浴温よくおんが高たかすぎると皮膜ひまくが溶とけて軟やわらかくなり、逆ぎゃくに0〜5℃の低温ていおんにすると厚あつくて硬かたい「硬質こうしつアルマイト」が得えられます（真空中しんくうちゅうで成膜せいまくする方法ほうほうはドライプレーティングといいます）。

High anodizing bath temperatures dissolve and soften the oxide film, whereas cooling the bath to 0–5°C produces thick, wear-resistant 'hard anodizing' (vacuum coating is called dry plating).

Key points

【○正ただしい】環境対策かんきょうたいさくとして三価さんかクロム化成処理かせいしょりが使つかわれ、りん酸塩処理さんえんしょりは塗装とそうの密着性向上みっちゃくせいこうじょうに使つかわれる。
(○ True) Trivalent chromate replaces hexavalent chromate for environmental safety, and phosphate coating improves paint adhesion.
【○正ただしい】アルマイトの染色せんしょくは封孔処理ふうこうしょりの前まえに行おこない、硬質こうしつアルマイトは0〜5℃の低温浴ていおんよくで処理しょりする。
(○ True) Anodizing dye is applied before sealing the pores, and hard anodizing uses a low-temperature bath at 0–5°C.
【×誤あやまり】封孔処理ふうこうしょりで微細孔びさいこうをふさいだ後あとに染料せんりょうで染色せんしょくする、または浴温よくおんが高たかいほど硬かたい皮膜ひまくになるというのは誤あやまり。
(× False) Saying dyeing is performed after sealing the micropores, or that higher bath temperature makes the oxide film harder, is FALSE.

Word	Meaning
三価さんかクロム化成処理かせいしょり	trivalent chromate conversion
りん酸塩化成処理さんえんかせいしょり	phosphate conversion coating
陽極酸化処理ようきょくさんかしょり（アルマイト）	anodizing (alumite)
封孔処理ふうこうしょり	sealing treatment
硬質こうしつアルマイト	hard anodizing

金属きんぞくの性質せいしつ・品質検査ひんしつけんさ・滴定器具てきていきぐと安全あんぜん・排水処理はいすいしょり

Metal Properties, Quality Inspection, Titration Glassware, Safety, and Wastewater

イオン化傾向かけいこうは「Al＞Zn＞Fe＞Cu」の順じゅんで大おおきく（亜鉛あえんは鉄てつよりさびやすい鉄てつの代かわりに溶とけて守まもる防食作用ぼうしょくさようがある）、密度みつどはアルミニウムが約やく2.7g/cm³、亜鉛あえんが約やく7.1g/cm³です。

Ionization tendency follows the order 'Al > Zn > Fe > Cu' (zinc sacrificially protects steel), and density is about 2.7 g/cm³ for aluminum versus about 7.1 g/cm³ for zinc.

検査けんさでは、外観検査がいかんけんさの照度しょうどを500ルクス（lx）以上いじょうとし、中性塩水噴霧試験ちゅうせいえんすいふんむしけんは5%塩化えんかナトリウム水溶液すいようえき・35℃で行おこない、膜厚まくあつは蛍光けいこうX線せんや電磁式膜厚計でんじしきまくあつけいで非破壊測定ひはかいそくていします。

Visual inspection requires at least 500 lx illumination, neutral salt spray testing uses 5% NaCl solution at 35°C, and coating thickness is measured non-destructively by XRF or magnetic gauges.

めっき液えきの中和滴定ちゅうわてきていでは、ホールピペットで一定量いっていりょうをコニカルビーカーに取とり、指示薬しじやくを加くわえてビュレットから試薬しやくを滴下てきかして濃度のうどを求もとめます。

In titration analysis, a volumetric (whole) pipette transfers a fixed sample into a conical beaker, an indicator is added, and reagent is dispensed from a burette.

シアン化合物かごうぶつと酸さんが混まざると猛毒もうどくのシアン化水素かすいそガスが出でるため厳禁げんきんであり、シアン系けい・六価ろっかクロム系けい・酸さんアルカリ系けいの排水はいすいは必かならず系統別けいとうべつに分わけて処理しょりします。

Never mix cyanide compounds with acid because lethal hydrogen cyanide (HCN) gas is generated; cyanide, hexavalent chromium, and acid/alkali wastewaters must be segregated and treated separately.

Key points

【○正ただしい】イオン化傾向かけいこうはAl＞Zn＞Fe＞Cuの順じゅんであり、中性塩水噴霧試験ちゅうせいえんすいふんむしけんは5%塩化えんかナトリウム水溶液すいようえき・35℃、外観検査がいかんけんさは500lx以上いじょうで行おこなう。
(○ True) Ionization tendency is Al > Zn > Fe > Cu; neutral salt spray testing uses 5% NaCl at 35°C; visual inspection requires >= 500 lx.
【○正ただしい】滴定てきていではホールピペット・コニカルビーカー・ビュレット・指示薬しじやくを使つかい、膜厚まくあつは蛍光けいこうX線せんや電磁式膜厚計でんじしきまくあつけいで非破壊測定ひはかいそくていする。
(○ True) Titration uses a whole pipette, conical beaker, burette, and indicator; coating thickness is measured non-destructively by XRF or magnetic gauges.
【×誤あやまり】シアン化合物かごうぶつと酸さんを同おなじ場所ばしょに保管ほかんしたり、シアン系けいと酸系さんけいの排水はいすいを未処理みしょりのまま混まぜて流ながすのは猛毒もうどくガスが発生はっせいするため厳禁げんきん。
(× False) Storing cyanides with acids or mixing untreated cyanide and acid wastewaters is strictly prohibited because it releases lethal gas.

Word	Meaning
イオン化傾向かけいこう	ionization tendency
塩水噴霧試験えんすいふんむしけん	salt spray test
電磁式膜厚計でんじしきまくあつけい	electromagnetic thickness gauge
ビュレット	burette
シアン化水素かすいそ	hydrogen cyanide

Metal Surface Treatment

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Official references

製造分野特定技能1号評価試験（経済産業省・JAIM） — https://www.jaim-skill.or.jp/exam/about-ssw1/
製造分野特定技能評価試験試験基準（別紙） — https://www.jaim-skill.or.jp/assets/files/exam/top/exam_criteria.pdf