亜鉛めっき金属とは?処理方法・種類と防食の仕組み
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- 亜鉛めっき金属とは?処理方法・種類と防食の仕組み
- 「亜鉛めっき」とは何か
- 溶融亜鉛めっきと電気亜鉛めっきの比較
- めっき付着量とめっき厚さの規格
- なぜ亜鉛が使われるのか
- 亜鉛めっき金属の主な用途
- 亜鉛めっき部品の仕様指定でよくある誤り
- よくある質問

亜鉛めっき金属とは?処理方法・種類と防食の仕組み
めっきを施していない鋼材を屋外にひと季節置いておけば、亜鉛めっきが必要とされる理由がよく分かります。さびの発生に厳しい気象条件は必要ありません。わずかな湿気があれば、数週間で保護されていない表面の腐食が始まります。亜鉛めっき金属は、鋼の代わりに腐食する犠牲防食用の亜鉛層を設けることで、この問題に対処します。その効果から、高速道路のガードレール、空調・換気用ダクト、工場内の板金筐体に至るまで、幅広い用途で標準的な選択肢となっています。
ただし、「亜鉛めっき」という言葉は広い意味で使われるため、異なる処理方法が混同されがちです。溶融亜鉛めっきと電気亜鉛めっきは、どちらも鋼に亜鉛を被覆しますが、処理方法が異なり、同じ性能が得られるわけではありません。部品の材料仕様を指定する際には、この違いが想像以上に重要になります。
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「亜鉛めっき」とは何か
亜鉛めっきとは、鋼や鉄の腐食を防ぐために、表面に保護用の亜鉛皮膜を形成する処理です。亜鉛は、二つの仕組みによって同時に防食効果を発揮します。第一に、水分や酸素が下地の鋼に到達するのを防ぐ、物理的な遮断層を形成します。第二に、見落とされがちな点ですが、亜鉛は鋼よりも腐食しやすいため、皮膜に傷や損傷が生じても、露出箇所の周囲にある亜鉛が優先的に腐食し、下地の鋼を保護します。これは陰極防食、または犠牲防食と呼ばれます。亜鉛めっき部品に小さな傷が付いても、めっきを施していない鋼のようにすぐにはさび始めないのは、このためです。

溶融亜鉛めっきと電気亜鉛めっきの比較
市場で広く使用されているのが、この二つの処理方法です。その違いは、めっき厚さ、外観、コストに表れます。
| 溶融亜鉛めっき | 電気亜鉛めっき | |
|---|---|---|
| 処理方法 | 約450°Cの溶融亜鉛浴に鋼材を完全に浸せきする | 常温の電気めっき浴で通電し、亜鉛を析出させる |
| めっき厚さ | 厚い — 一般に45~100 µm以上 | 薄い — 一般に5~25 µm |
| 耐食性 | 耐食性と長期耐久性に優れ、屋外や厳しい環境に適している | 屋内や穏やかな環境で十分な耐食性を発揮する |
| 表面仕上がり | わずかな凹凸があり、スパングル模様が見られる | 滑らかで均一なため、塗装や追加の仕上げ処理に適している |
| 主な用途 | 構造用鋼材、屋外設備、ガードレール、農業機械 | 自動車の車体パネル、家電製品の外装、屋内用筐体 |
| 相対的なコスト | 高いが、耐用年数が長いため、長期的にはコストを相殺できる | 初期費用が低い どちらかが常に優れているわけではありません。重要なのは、部品がどのような環境に耐える必要があるかです。屋外で20年間使用する構造用の梁には、溶融亜鉛めっきによる厚く耐久性のある皮膜が適しています。一方、塗装を施す屋内用電子機器筐体には、そこまで高い保護性能は必要なく、滑らかな電気亜鉛めっき面の方が塗装後の仕上がりにも優れています。 また、現在の電気亜鉛めっきでは、RoHS指令に適合するため、三価クロム(Cr3+)による透明または青色の不動態化処理が使用されています。RoHS適合は、今日の電子機器や自動車向け筐体の多くで必須要件となっています。 溶融亜鉛めっき部品の仕様を指定する際に知っておきたいのは、この処理が加工前ではなく、加工後に行われるという点です。まず鋼材を切断、成形、溶接し、その後、完成した部品をめっき浴に浸せきします。この工程順序は設計にも影響します。中空部などでは、溶融亜鉛を円滑に流入・排出させるため、空気抜き穴や亜鉛抜き穴が必要になる場合があります。塗装鋼製の設計を初めて溶融亜鉛めっき仕様に変更する際に、この配慮を怠ると、手直しの原因になりがちです。 |
めっき付着量とめっき厚さの規格
亜鉛めっきは、厚さだけでなく、通常は付着量(単位面積あたりの亜鉛質量、g/m²)で指定します。曲面や凹凸のある表面でも、より一貫した評価ができるためです。米国では、ASTM A123が構造用鋼材の溶融亜鉛めっきを規定し、ASTM A653が、板金加工で広く使用される薄板の亜鉛めっき鋼板を規定しています。材料検査証明書に記載されるG60やG90などのめっき記号は、片面あたりのめっき付着量を示しており、用途に合わない区分を選んでしまうことがあります。過剰な仕様にすると、部品に不要な耐食性のために費用を支払うことになり、仕様が不足すると、数十年ではなく数年でさびが発生する可能性があります。
なぜ亜鉛が使われるのか
理論上、鋼を保護できる金属は亜鉛だけではありません。しかし、亜鉛は、複数の優れた特性を兼ね備えているため、この分野で広く採用されています。資源が豊富で比較的安価であること、単に表面を覆うだけでなく冶金反応によって鋼と強固に結合すること、そして鉄との電位関係によって有効な犠牲陽極として働きながら、実用性を損なうほど急速には腐食しないことが、その理由です。

亜鉛めっき金属の主な用途
亜鉛めっき鋼は、ひし形金網フェンス、ガードレール、空調・換気用ダクト、屋外用電気筐体、農業機械、建築用の構造骨組みなど、屋外への暴露や湿気が関係するさまざまな用途で使用されています。また、家電製品のフレーム、棚、汎用ブラケットなど、最大限の耐食性よりもコストを重視しつつ、一定の防食性能を必要とする屋内用途でも広く使用されています。
構造用の形鋼ではなく、筐体、パネル、加工部品に使用する薄い亜鉛めっき鋼板を扱う場合は、材料選定や仕様の検討事項が異なるため、別途確認する価値があります。亜鉛めっき鋼板の等級と仕様のガイドでは、こうした部品に適しためっき付着量とゲージ番号の選び方を解説しています。亜鉛めっき鋼板と、そのほかの一般的な板金材料を幅広く比較したい場合は、板金材料の種類をご覧ください。また、亜鉛めっき前の母材として熱間圧延鋼と冷間圧延鋼のどちらを選ぶか検討している場合は、熱間圧延鋼と冷間圧延鋼の比較ガイドが参考になります。
必要な亜鉛めっき仕様が分からない場合は、JLCCNCに図面をアップロードして、材料と製造可能性に関する無料レビューをご利用ください。
亜鉛めっき部品の仕様指定でよくある誤り
特に注意したい、よくある問題がいくつかあります。換気を行わずに亜鉛めっき鋼を溶接することは危険です。亜鉛を沸点以上に加熱すると、金属ヒューム熱の原因となる酸化亜鉛ヒュームが発生するため、亜鉛めっき材の溶接では、適切な局所排気を行うか、あらかじめ溶接部のめっきを除去する必要があります。適切なプライマーを使用せずに亜鉛めっき鋼へ塗装することも、よくある不具合の原因です。一般的なプライマーは亜鉛への密着性が低く、直接塗布した塗膜は1~2年で剥離しやすくなります。そのため、亜鉛に適合するプライマーやエッチングプライマーを使用する工程を追加する価値があります。また、実際の使用環境に適した処理方法が溶融亜鉛めっきなのか電気亜鉛めっきなのか、どの付着量が必要なのかを確認せず、「亜鉛めっき」を一律の仕様として扱うことが、過剰なコストや防食性能の不足につながる最も一般的な原因です。
よくある質問
亜鉛めっき鋼もさびますか?
最終的にはさびますが、めっきを施していない鋼よりも、はるかにゆっくり進行します。亜鉛めっき層が先に腐食して下地の鋼を保護し、その箇所の亜鉛が完全に消耗すると、下地の鋼が再び腐食しやすくなります。一般的な屋外環境では、溶融亜鉛めっき鋼は、この状態になるまで数十年間使用できる場合があります。
亜鉛めっき鋼は溶接できますか?
はい。ただし、亜鉛を加熱すると吸入に有害なヒュームが発生するため、換気を行うか、あらかじめ溶接部のめっきを除去する必要があります。溶接後は、通常、影響を受けた箇所に亜鉛末を高濃度に含む塗料を塗布し、接合部の防食性能を回復させます。
亜鉛めっき鋼は磁石に付きますか?
はい。亜鉛めっき層は、母材である鋼の磁気特性を変えません。亜鉛めっき部品は、めっきを施していない鋼製部品と同様に磁石に付きます。
亜鉛めっき鋼板と合金化溶融亜鉛めっき鋼板の違いは何ですか?
合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、溶融亜鉛めっき後に追加の熱処理を行い、亜鉛と鋼表面を合金化させたものです。一般的な溶融亜鉛めっき皮膜と比べて、光沢の少ないつや消しの表面になり、塗装に適しているほか、溶接性にも優れています。
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