防錆の目的で材料を適切に選定していますか？表面処理の有無別に全9種類の材料の特徴と違いをご紹介

突然ですが、「錆びを防ぎたいシーン」で使用する部品の材料選定の際、いつも同じ材料を選んでいませんか？
防錆は材料のメンテナンスにかかるコスト削減や、耐久性低下により寿命が短くなることを防ぐ重要な要素です。ご存知の通り防錆には錆びにくい金属を使用したり、金属の表面に皮膜を形成する防錆処理をしたり、様々な方法があります。錆びにくい金属と防錆処理の種類を解説し、防錆で特におすすめの材料9種類の特徴や違い、注意点をご紹介します。意外と知らない特徴もあるかもしれません。コストと納期以外の点も参考に選定してみませんか。

金属には錆びやすい金属と錆びにくい金属がある

金属は基本的に錆びるものですが、金属の種類によって錆びやすさが変わります。また金属の錆びやすさは、たとえば雨が当たる場所や海水がかかる場所など、環境によっても大きく変化します。

錆びとは金属が空気中の酸素と結びつき、酸化したもの

金属は水に触れるとイオン化し、酸素と反応しやすい状態になります。そして空気中の酸素と結合し、酸化が始まります。つまり金属の錆びやすさは、イオン化しやすさ（イオン化傾向）によって左右されるのです。高校の化学などでも習う、金属のイオン化傾向を図にすると次のようになります。つまり基本的には、リチウムやカリウムのようなイオン化傾向が高い金属ほど錆びやすく、金や白金などのイオン化傾向が低い金属ほど錆びにくくなります。

錆びない金属にも3パターンある

基本的に金属は錆びるものですが、イオン化傾向だけでなく金属の性質によっても錆びにくさが変わります。一般的に「錆びない」といわれる状態にも3つのパターンがあるのです。それぞれのパターンは次のとおりです。

1. 錆びない金属（金、白金）
   元々イオン化傾向が低いため、金属そのものが錆びないものです。このような金属は貴金属と呼ばれます。錆びはしませんが、単価も高いため使用には注意が必要です。
2. 不動態皮膜を表面に作る金属（アルミ、チタン、ニッケル、ステンレスなど）
   不動態皮膜とは酸化皮膜ともよばれ、錆びた金属によって作られます。アルミ やチタンなどの金属は、空気中の酸素に触れると、非常に緻密で薄い酸化皮膜を表面に生じます。この酸化皮膜は酸素や酸などの他の元素と反応しにくい性質をもっているため、不動態とよばれ、中の金属を守る層になるのです。引っかきなどにより不動態皮膜が取り除かれても、露出した内部の表面がすぐに不動態皮膜を形成するため、結果として錆びにくい金属になります。ステンレス が錆びないのは、鉄に添加されたクロムが不動態皮膜を作るためです。
3. 錆びが保護膜になる金属（銅、亜鉛）
   酸化した金属の表面が内部を保護するという意味では、不動態皮膜を作る金属と仕組みは似ています。しかし酸化によって形成された皮膜は不動態皮膜ほどの強さを持たないものが、これに該当します。たとえば10円硬貨のくすんだ茶色い色合いは酸化銅の色ですが、この皮膜はお酢のような酸によってかんたんに除去されてしまいます。また皮膜が取り除かれた後に再び皮膜をまとうまでには、少々時間がかかります。黒皮材の黒皮もこの保護膜に該当します。

金属を錆にくくする防錆処理の種類

錆びやすい金属を工業的に使用するためには、錆びにくくするための処理が必要です。この処理を防錆（ぼうせい、ぼうさび）処理といいます。最も多く使用される防錆処理は、金属の表面に別のもので皮膜を形成し、金属が空気中の酸素や水に触れないようにする方法です。被膜による防錆は、被膜の材質によって有機被膜と無機被膜に分類されます。

有機被膜による防錆

代表的な有機被膜は塗装です。また油を塗布したり、導線のようにゴムやプラスチックの皮膜でおおったりするのも有機被膜による防錆です。

無機被膜による防錆

代表的な無機被膜はメッキです。メッキとは金属材料の表面に別の金属の皮膜を形成する方法で、たとえばクロムのように不動態皮膜を作る金属や、亜鉛のように中の金属よりも先に錆びることで内部を保護する性質をもった金属などが使われます。
また化成処理も多く使用されます。薬剤によって酸化しにくい皮膜を形成する方法で、クロメート処理やアルマイトなどがこれに該当します。

防錆効果がある表面処理5種類と、錆に強い材料4種類をご紹介

耐食性が高い順に、9種類の材料をご紹介します。その他、一般的に検討事項となる強度、耐摩耗性、磁性の3項目も一緒に比較できるようにしました。各材料の詳細な情報は、「表面処理」や「材料」をクリックしてご覧いただけます。今後の選定にぜひお役立てください。 （項目の説明は、一覧の下部をご参照ください）

表面処理 5種類

• 「錆び」は金属が空気等に触れ酸化する事で発生するため、表面処理を行い表面を覆う事が効果的です
• 一方で、表面処理を行うコストと納期がかかります

材料	表面処理	耐食性	被膜強度	耐摩耗性	磁性	納期	特徴
鉄系 （SPCC / SPHC / SS400）	三価クロメート （白/黒）	◎	◎	◎	〇	5日目 出荷～	細かい傷などに対して、疑似的な自己修復機能あり（※1）
	無電解ニッケル	◎	〇	◎	△		メッキ層が硬く傷が付きにくい 電気抵抗が高い
	塗装	◎	△	△	〇		塗装の種類により、様々な色やツヤに対応可能
アルミ （A5052）	アルマイト （白/黒）	◎	△	×	×		塗装やメッキに比べ、経年の色落ち発生が少ない
鉄系 （SPCC / SPHC / SS400）	四三酸化 鉄皮膜	△	×	△	◎		寸法への影響がほぼ無く、防錆効果が高められる

※1 通常の表面処理に必要な成分の他、特別な成分添加をすることで自己修復機能を持たせています。

表面処理がなくても、錆びに強い材料 4種類

• 表面処理を行わないため、コストや納期が抑えられます
• 一方で、耐食性は表面処理を行う場合より劣ります

材料	表面処理	耐食性	材料強度	耐摩耗性	磁性	納期	特徴
ステンレス SUS304	―	〇	◎	〇	△	1日目 出荷～	靭性もあり、最も汎用的に利用できる
アルミ A5052	―	〇	×	×	×		耐海水性に優れている
ステンレス SUS430	―	△	◎	〇	〇		SUS304に比べ、加工性が低い
鉄系 SECC （電気亜鉛メッキ鋼板）	電気亜鉛メッキ （※2）	△	〇	〇	〇	3日目 出荷～	種類により塗装との相性がよい

※2　前処理材の為、加工面にはメッキがのりません。
・一覧にある◎〇△×は全材料9種類の中で比較した参考値です。

• 耐食性・・・錆びにくさ、腐食に対する耐性
• 耐摩耗性・・・摩耗に対する耐性
• 被膜強度・・・表面被膜の剥がれにくさや傷付きにくさ
• 磁性・・・磁気を帯びている強さ
• 材料強度・・・材料自体の強さ
• 納期・・meviy FAメカニカル部品で注文した場合の納期

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錆を防ぐ表面処理と材料の詳細

表面処理の有無別に全9種類の材料について、実際に製作された部品の事例をご紹介します。

※掲載情報は2020年10月時点のものです。

三価クロメート（白/黒）

耐食性	被膜強度	耐摩耗性	磁性	納期
◎	◎	◎	〇	5日目出荷～

外観

光沢が強く、表面は滑らかです。

特徴・おすすめの利用箇所

優れた耐食性があります。傷や指紋が付きにくく、さらに細かい傷などに対しては、疑似的な自己修復機能を持っており（※1）、耐食性を維持する事ができます。そのため、外観部品や屋外、建築系での利用におすすめです。

注意点

内Rやポケット形状等にメッキが溜まりやすく、膜厚がばらつきやすいです。

※1 通常の表面処理に必要な成分の他、特別な成分添加をすることで自己修復機能を持たせています。

無電解ニッケル

耐食性	被膜強度	耐摩耗性	磁性	納期
◎	〇	◎	△	5日目出荷～

外観

白銀の光沢があり、膜厚が均一につくため表面が滑らかです。

特徴・おすすめの利用箇所

メッキ層が硬いため傷が付きにくいです。複雑形状でも膜厚が一定になりやすいため、寸法精度にも優れています。
また、電気抵抗が高いため静電気を防止する必要がある箇所や電気電子部品、耐摩耗性も高いため、バルブ等の利用にもおすすめです。

注意点

表面処理の温度が高温のため、細い形状やパンチング形状の場合、反りが発生する可能性があります。また、表面が酸化変色しやすいため、外観品での使用には注意が必要です。リンの含有量により磁性が変わります。

塗装

耐食性	被膜強度	耐摩耗性	磁性	納期
◎	△	△	〇	5日目出荷～

外観

ツヤがあり、表面は滑らかです。塗装の種類によって光沢が強い物からマットな質感のものまであります。

特徴・おすすめの利用箇所

塗装の種類によって、様々な色やツヤを出すことができ、耐候性（屋外の自然環境に耐えうる性質）がある塗装もあります。そのため、建築系や設備などの外装、屋内外の製品、デザイン性の高い箇所の利用におすすめです。
また、塗装前に下地処理を行う事で塗装との密着性を向上させ、傷などにより下地が表面に出た場合でも多少の耐食性を持たせることができます。

注意点

内Rやポケット形状等に塗料が溜まりやすく、色ムラや光沢のムラが出る可能性もあります。また、溶剤を使用するため、環境負荷物質の使用制限などがある箇所に関しては環境規制対応の確認が必要です。
経年劣化により色あせが発生する可能性があります。また、特にオゾンが発生しやすい所（空気の入れ替えが激しい所や紫外線が良く当たる所、モーター付近、放電する所の近くなど）や直接水分が当たるような所でも色あせは起きやすいです。被膜強度が低いため、衝撃や引っかき等に弱く、接触が多い箇所での利用は控えた方がよいです。塗装が剥がれた箇所からは錆びが発生してしまうため注意が必要です。（meviy FAメカニカル部品の塗装は、耐候性があり、下地処理もしています。また、RoHS規制を満たしています。）

アルマイト（白/黒）

耐食性	被膜強度	耐摩耗性	磁性	納期
◎	△	×	×	5日目出荷～

外観

美観に優れ、光沢があります。膜厚が均一につくため表面が滑らかです。

特徴・おすすめの利用箇所

メッキとは違い、アルミの表面を溶かし酸化させ酸化被膜を形成する処理です。アルミ素地よりも耐食性及び硬度、摩耗性が向上するため、軽量化が必要とされ他の製品や物に接触するような箇所におすすめです。
また、紫外線等による変色が起きにくく 、塗装やメッキなどに比べ経年等による色落ちの発生がありません 。 絶縁性、放熱性も高いことから、屋外の製品や、電気を遮断する必要がある箇所、放熱用の材料として、住宅業界（サッシ等）や自動車業界の内装、電気業界等に幅広く利用していただけます。

注意点

アルマイト処理で表面の強度を増すことができますが、素地が柔らかいため変形しやすいです。アルマイトの皮膜は柔軟性がないため、衝撃等により皮膜が割れやすく 、強酸や強アルカリなどで溶解します。高温下で利用すると素地の膨張に耐えられずクラック（微細なひび割れ）などが発生します。

四三酸化鉄皮膜

耐食性	被膜強度	耐摩耗性	磁性	納期
△	×	△	◎	5日目出荷～

外観

表面が黒色になり、他の表面処理に比べると色ムラが出やすくなります。

特徴・おすすめの利用箇所

防錆処理の中で安価にできる表面処理のため、組み立て工程まで等、一時的な防錆処理として利用されることがあります。 油を付けることで更に防錆効果を高める事ができます 。メッキではなく、素地の表面を酸化被膜へと変える処理のため、 寸法への影響がほぼありません 。
また、光沢を抑え黒く染めるため乱反射を防止することができ 、光学センサーが使用される製品におすすめです。自動車業界、金型業界等、機械設備に利用されています。

注意点

色ムラが発生しやすいため、素地の状態によってバラツキが生じます。 耐薬品性が弱いため、アルコール等で拭き取ると表面処理が落ちてしまい防錆効果が弱まります。他の表面処理に比べ耐食性が劣るため、屋外ではなく屋内で使用する部品におすすめです。皮膜がとても薄いため、膜にクラック（細微なひび割れ）が発生しやすいです。

ステンレス　SUS304

耐食性	被膜強度	耐摩耗性	磁性	納期
〇	◎	〇	△	1日目出荷～

外観

2B仕上げ：
銀色でやや光沢もありますがマット感もある表面です。
片面#400研磨仕上げ：
片側を400番バフで研磨仕上げしてあり、綺麗な表面です。渋い光沢があり、周囲や対面した物がぼやけて映ります。

特徴・おすすめの利用箇所

耐食性に優れ、強度が高く、靭性（粘り強さ、外力に抗して破壊されにくい性質）を持った材料です。万能に利用できるため、屋内外問わず様々な業界でおすすめです。片面#400研磨仕上げは光沢があるため、外観品やデザイン性を求められる箇所、食品や設備の外装、厨房関係、装飾品に最適です。
油分の吸着性があり、油を表面に引き寄せます。また、熱や曲げ加工により微小の磁性を持つことがあります。

注意点

油分を吸着する性質があるため、指紋が付きやすいです。錆びた鉄や鉄紛などが付着すると、もらい錆びを起こし腐食します。

アルミ　A5052

耐食性	被膜強度	耐摩耗性	磁性	納期
〇	×	×	×	1日目出荷～

外観

表面は、白銀色でやや光沢があります。

特徴・おすすめの利用箇所

非常に柔らかく、軽い材料です。マグネシウムを含んでいることにより耐食性、耐海水性に優れています。低温に強く低温脆性（温度低下によって金属がもろくなる性質）が生じません。そのため、寒冷地や冷蔵庫、耐寒試験の治具など低温下で使用する製品におすすめです。軽いため、人が動かして作業に使用する製品等の軽量化を目的としたシーンなど様々な業界で活用できる材料です。
また、電気を遮断するようなカバーや、非磁性のため磁力を遮るカバー部品としても利用していただけます。

注意点

柔らかい材料のため、直接ワークがぶつかる場合やこすれる様な箇所への利用は不向きです。表面から酸化が進むため、光沢に曇りや表面の酸化による変色が発生します。アルミ素材には微細な穴があるため、長時間、蒸気の中で利用すると素材の巣（ガスなどで発生する小さな穴）から成分が溶けだし、巣が拡大することがあります。

ステンレス　SUS430

耐食性	被膜強度	耐摩耗性	磁性	納期
△	◎	〇	〇	1日目出荷～

外観

表面は、銀色でやや光沢があります。

特徴・おすすめの利用箇所

SUS304と比べ安価です。強度が高く、靭性（粘り強さ、外力に抗して破壊されにくい性質）を持った材料ですが、強い耐食性ではないため、屋内での利用に限った方がよいです。
SUS304と違い磁性があるため、磁性が必要でかつ強度が必要な箇所におすすめです。冷蔵庫や厨房など、その他、建築内装や家庭用器具、家電、自動車では配管等にも利用されています。

注意点

SUSなので耐食性が高いと思われがちですが、SUS304に比べ錆びが発生しやすいです。SUS304に比べ安価なため、SUS304の代替として利用されることがありますが、磁性がある点と耐食性と加工性が劣る点をご留意ください。油分を吸着するため、指紋などが付きやすい点は、SUS304と同じです。

SECC（電気亜鉛メッキ鋼板）

耐食性	被膜強度	耐摩耗性	磁性	納期
△	〇	〇	〇	3日目出荷～

外観

亜鉛メッキが処理されており滑らかな表面です。

特徴・おすすめの利用箇所

亜鉛メッキが表面に処理されている鋼板で、メッキ層の剥離も起きにくいため、メッキ剥がれが発生しにくい材料です。SECCは、メッキ鋼板の中で最もメッキの密着性が高いです。メッキ面の上から塗装をする事も可能で、種類によっては塗装性に優れているものもあります。
防錆のため部品製作後に表面処理を行うより、既にメッキ処理してあるこの材料を利用して部品製作をする方がコストが抑えられます。しかし、切断面が錆びてしまうため、高い耐食性を要求されないようなシーンであればおすすめです。
また、表面が滑らかなことから、屋内などでは外観品としても利用でき、自動車、設備等によく使われています。

注意点

素地がむき出しになる切断面は、錆びが発生します。メッキの上から加工することになるため、メッキ面に加工等による傷や跡が残ってしまいます。そのため、加工時の傷などを出来る限り抑えるために、体裁面の指示が重要になります。

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