パシペート

パシペート処理（不動態化処理）

パシペート処理とは！？

パシペート処理は、主にステンレス鋼に対して行われる表面処理の一種で、耐食性を向上させることを目的としています。この処理では、酸素よりもさらにクロム（Cr）と結びつきやすい硝酸を使用して、人工的に酸化クロムの膜を形成します。この膜は「不動態皮膜」と呼ばれ、ステンレス鋼が錆びにくい理由の一つです。

不動態とは、金属の表面が自然にまたは人工的な処理によって酸化され、非常に安定で反応しにくい状態になったことを指します。この状態では、金属表面に薄い酸化皮膜が形成され、その結果として金属が腐食しにくくなる特徴があります。この酸化皮膜は、外部からの酸素や水分、化学物質などの腐食因子が金属に直接触れるのを防ぎます。
パシペート部品

パシペート処理の目的と効果

パシペート処理は、ステンレス鋼の耐食性を大幅に向上させる重要な工程です。この処理では、ステンレス表面に酸化クロム膜が形成され、これが錆の発生を防ぎます。酸化クロムは、ステンレス中のクロムと酸素が結合して生成されるもので、非常に薄い膜でありながら、強力な防錆効果を持っています。この膜が存在することで、外的要因からの腐食を防ぎ、ステンレス鋼の美しさと機能性を長期間維持することが可能になります。特に、硝酸系の酸化剤を使用することで、この膜の厚さを人為的に増加させることができ、耐食性をさらに強化することができます。
ステンレスが錆びる原因と、種類や環境に合わせた対策方法

バフ研磨でヘアーライン加工をおこなった後にパシペート処理を施したステンレス鋼は、表面が滑らかになり、指紋や汚れが付きにくくなります。この処理は、特にバフ研磨後に行うことで、表面の微細な凹凸を整え、均一な不動態皮膜を形成します。この薄い膜（約1nm）は、外的な汚れや指紋から保護する役割を果たし、見た目の美しさを保つだけでなく、清掃の手間を軽減します。結果として、パシペート処理は、ステンレス製品のメンテナンス性を向上させ、長期間にわたってその美しさを維持することが可能です。

代表的なステンレスの種類

マルテンサイト系

SUS403、SUS410、SUS440のことで磁性があります。マルテンサイト系ステンレス鋼は炭素の含有量が多く、主に焼入れと焼戻しをしたものを使用します。高い強度と耐摩耗性、靭性が特徴のステンレス鋼です。不動態皮膜の形成に必要なクロムの含有量は、質量パーセント濃度で11%～18%と他のステンレス鋼よりも少く、焼き入れでこうかし、炭化クロムや窒化クロムに変化するため、酸化皮膜が十分にできず、耐食性は劣ります。

フェライト系

SUS430、SUS444のことで磁性があります。フェライト系ステンレス鋼は、クロムに加え、モリブデンや銅などを添加したつステンレス鋼です。マルテンサイト系よりも成形加工性と耐食性と溶接性に優れていますが、ステンレス鋼の中では強度が低い特徴があります。そのため、強度目的での選択はされにくい材質です。結晶構造が安定しているため、焼入れなどの熱処理で硬化しません。

オーステナイト系

SUS303、SUS304、SUS316のことで基本的に磁性がありませんが、加工により磁性を帯びることがあります。オーステナイト系ステンレス鋼は、延性と靭性に優れたプレス成形や冷間加工に適したグループです。溶接性も良いため、溶接組立て構造にも使用されます。熱処理によって非常に高い硬度になります。ステンレス鋼の中でも耐食性が最も優れています。自動車部品、原子力発電、理化学装置などに使用されています。

パシペート処理の工程

ワーク最大寸法	φ20×L100
ワーク最大重量	15kg/バスケット

パシペート処理の具体的な処理方法

パシペート処理は、ステンレス素材を約30%の硝酸液に浸漬することで行われます。このプロセスでは、硝酸がステンレス表面のクロムと反応し、酸化クロムの膜を形成します。この膜は非常に薄く、通常は20Å前後ですが、外的要因によって容易に欠損するため、耐食性を向上させるためにはこの処理が不可欠です。パシペート処理によって生成される酸化皮膜は、ステンレス鋼の防錆性能を大幅に向上させる役割を果たします。

パシペート処理の効果を最大限に引き出すためには、処理時間の調整が重要です。素材の種類や加工歴に応じて、浸漬時間を適切に設定することで、酸化皮膜の厚さや均一性を確保できます。一般的には、30分から数時間の範囲で調整されることが多く、特に加工度の高い部品では、より長い時間が必要となる場合があります。このように、処理時間の最適化は、耐食性の向上に直結する重要な要素です。

パシペート処理は、電解研磨と組み合わせることで、さらにその効果を高めることが可能です。電解研磨は、金属表面の微細な傷や汚れを除去し、滑らかな表面を形成します。この滑らかな表面は、酸化クロムの膜が均一に形成されるための基盤となり、結果として耐食性が向上します。特に、外観が重要視される製品においては、電解研磨との併用が推奨され、より美しい仕上がりを実現します。

ステンレスの耐食性向上

酸化クロム膜は、ステンレス鋼の表面に形成される非常に薄い保護膜であり、主にクロムが酸素と反応することで生成されます。この膜は、金属の表面を外部の腐食因子から守る役割を果たし、特に水分や塩分の影響を受けにくくします。酸化膜が存在することで、ステンレス鋼は錆びにくく、長期間にわたってその特性を維持することが可能です。これにより、ステンレス鋼は多くの産業分野で広く使用されています。

酸化膜の再生能力は、ステンレス鋼の耐食性をさらに強化する重要な要素です。たとえ表面が傷ついても、周囲の酸素と反応することで酸化膜は迅速に再生され、金属の内部を保護します。この特性により、ステンレス鋼は厳しい環境下でもその耐食性を維持し続けることができ、特に海洋環境や化学工業などの過酷な条件下での使用においても信頼性を発揮します。

クロムは、ステンレス鋼の耐食性を向上させるために不可欠な元素です。クロムが酸素と結合することで形成される酸化膜は、非常に薄く（約1nm）、しかしその密着性は高く、金属の表面をしっかりと保護します。この膜が存在することで、ステンレス鋼は外部の腐食因子から守られ、長期間にわたってその特性を維持することが可能です。特に、クロムの含有量が高いほど、耐食性は向上します。

パシペート処理の応用例

医療機器においては、パシペート処理が特に重要です。医療機器は、体内に直接接触するため、耐食性が極めて求められます。この処理により、ステンレス鋼の表面に形成される酸化クロムの膜は、細菌やその他の腐食因子からの保護を提供します。例えば、手術器具やインプラントなどは、パシペート処理を施すことで、長期間にわたって安全に使用できるようになります。これにより、医療現場での信頼性が向上し、患者の健康を守ることが可能となります。

食品加工機械では、食品に触れる部分の耐食性を高めるために利用されます。食品業界では、衛生管理が非常に重要であり、ステンレス鋼の耐食性を向上させることで、食品の安全性を確保します。パシペート処理を施した機械部品は、酸や塩分に対する耐性が強化され、腐食による劣化を防ぎます。これにより、食品の品質を保ちながら、機械の寿命を延ばすことができます。

ステンレス製のネジや部品、鍛造部品、プレス部品など、さまざまな製品に適用されます。この処理は、製造工程で付着した不純物を取り除き、ステンレスの表面に本来の不動態被膜を形成することによって、耐食性を向上させます。特に、機械部品においては、耐久性を高めるためにパシペート処理が不可欠であり、長期間の使用に耐える性能を持たせることが可能です。

医療機器	食品加工機械	ステンレス製部品

パシペート処理の利点と限界

パシペート処理の最大の利点は、ステンレス鋼の耐食性を大幅に向上させることです。この処理は、ステンレス表面に不働態被膜を形成し、酸化クロムの膜を厚くすることで、外部の腐食因子からの保護を強化します。特に、硝酸を用いた処理は、ステンレスの表面に自然に形成される薄い酸化皮膜を補強し、耐食性を高める効果があります。これにより、ステンレス製品は長期間にわたり美しい外観を保ちながら、腐食から守られます。

パシペート処理は、処理後の外観や寸法に変化がないため、製品の美観を損なうことがありません。これは、特にデザインが重要視される製品において大きな利点です。処理は化学的なものであり、物理的な加工を伴わないため、元の形状やサイズを維持しつつ、耐食性を向上させることが可能です。この特性は、特に高精度が求められる部品や装飾的な要素を持つ製品において、非常に重要です。

一方で、パシペート処理には限界も存在します。特に、塩素イオンが存在する環境では、形成された不働態被膜が破壊される可能性があります。これは、海洋環境や塩分を含む工業環境において特に顕著です。このような条件下では、パシペート処理だけでは不十分であり、追加の防食対策が必要となる場合があります。したがって、使用環境に応じた適切な処理方法の選定が重要です。

付加価値提案

RoHS/ELVなどの環境規制に対応しています。
熱を加えたりしないので歪みなどはありません。
サンドブラスト後にパシペート処理するなどの組み合わせに対応できます。

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