製造業では、金属や樹脂などあらゆる素材が使われています。これらの素材は、加工した直後の状態では錆びやすい・汚れやすい・摩耗しやすいなどの課題を持っています。そこで欠かせない工程が「表面処理」です。表面処理は製品の品質・耐久性・外観を大きく左右するため、製造業では非常に重要な技術として扱われています。
この記事では、表面処理の基本知識・代表的な種類・目的・現場で知っておくべきポイントをわかりやすく解説します。
表面処理とは？
表面処理とは、材料の表面に加工を施すことで機能性や美観を向上させる技術の総称です。
素材そのものの性質を大きく変えるのではなく、表面に薄い層を作ったり、表面構造を変化させたりすることで、以下のような性能を付与できます。
- 防錆性（錆びにくくする）
- 耐摩耗性（擦れても傷つきにくくする）
- 耐食性（薬品や海水などに強くする）
- 意匠性（色や光沢など外観を美しくする）
- 電気特性の付与（導電性・絶縁性など）
- 接着性の向上
つまり表面処理は、製品の寿命を延ばし品質を安定させるための“仕上げ”のような工程です。
表面処理が重要視される理由
製造業において表面処理は、単なる見た目の調整ではありません。特に近年は産業の高度化が進み、高い耐久性・安定した機能・長寿命が求められるため、表面処理は製品の付加価値を決める重要なプロセスになっています。
① 製品の信頼性を確保できる
例えばボルトやナットなどの小さな部品でも、表面処理が不十分だと錆びが発生し部品同士が固着する恐れがあります。これはユニット全体の故障につながるため、防錆・防食処理は欠かせません。
② 生産コストの削減につながる
耐摩耗性が向上すれば部品交換の頻度が減り、保守コストが下がります。製品寿命が延びることで顧客満足度も向上し、企業の競争力にも直結します。
③ 製品のデザイン性を向上できる
表面処理にはカラーリングや光沢付与も含まれます。家電や自動車、精密機器などではデザインが購入理由になることも多く、表面処理のクオリティがブランド価値に大きく影響します。
表面処理の代表的な種類
ここでは製造業でよく用いられる主要な表面処理方法を、わかりやすく解説します。
1. めっき（メッキ、Plating）
金属の表面に別の金属を薄くコーティングする処理です。
代表例：
- 亜鉛めっき（防錆性）
- ニッケルめっき（耐食性・装飾性）
- クロムめっき（耐摩耗性、光沢）
- 金めっき（導電性・耐食性）
目的： 防錆、耐食、電気特性の付与、装飾性向上
特徴： 種類が多く、用途に合わせて使い分けられる
2. 塗装（Painting）
表面に塗料を塗り、保護膜を作る方法です。建材から自動車まで幅広く使用されます。
メリット：
- コストが比較的低い
- カラーの自由度が高い
- 外観のデザイン性を高められる
用途： 防錆・防食・意匠性向上など
3. 陽極酸化処理（アルマイト）
アルミニウムを電解処理して人工的に酸化皮膜を形成する技術です。
特徴：
- 耐食性・耐摩耗性の向上
- 着色が可能
スマホやPC筐体、アルミ部品など多くの製品で使用されています。
4. 化成処理（皮膜処理）
金属に化学反応を起こし、薄い保護皮膜を形成する処理です。
例：
- りん酸亜鉛皮膜（塗装前の下地として使用）
- クロメート処理（亜鉛めっきの後処理など）
役割： 塗装密着性の向上、防錆効果の強化
5. 熱処理（浸炭焼入れなど）
表面の硬さを高めて耐摩耗性を上げる処理です。金属の強度を上げるために行われます。
6. 表面改質（イオンプレーティング・PVDなど）
高機能部品に施される高度な処理で、工具や精密部品に利用されます。薄くて高硬度な皮膜を作ることができます。
表面処理の選定ポイント
製造現場では「どの表面処理が最適か」を判断することが重要です。以下の観点を押さえておくと、入社後の業務でも役立ちます。
① 使用環境
- 屋外か屋内か
- 温度や湿度はどうか
- 海水・薬品に触れる可能性はあるか
② 必要な性能
- 耐食性
- 耐摩耗性
- 電気特性
- デザイン性
③ コストと生産性
高度な処理ほど高価になるため、必要な性能とのバランスが求められます。
表面処理の流れ
表面処理の工程は製品によって異なりますが、大まかな流れは共通しています。
- 前処理（脱脂・洗浄・酸洗など）：汚れや油を落として表面を整える工程
- 表面処理（めっき・塗装など）：目的に応じた処理を行う
- 後処理（乾燥・クロメート処理など）：仕上げおよび性能の安定化
特に「前処理」は品質に直結するため、現場では非常に重要視されます。
まとめ
表面処理は、製品の耐久性・性能・デザインを大きく左右する非常に重要な工程です。
そのため、以下のポイントをおさえることが大切です。
- 表面処理は“表面の機能を高める技術”
- 種類によって目的や効果が違う
- 使用環境・コスト・必要性能を考慮して選定する
- 前処理～後処理まで一連の流れが品質を決める
これらの基礎を理解しておくことで、製品への理解が深まり、実務でも活用することができるでしょう。
