銅の不動態化・封孔・塩水噴霧：RFQに書くこと

1. 処理名を書く前に、何を保護したいかを明確にする

変色防止、耐食性、電気接触、はんだぬれ性は、それぞれ異なる要求です。銅の色が変わったからといって、必ずしも部品の機能が失われたとは限りません。表面が光っていても、接続部の抵抗が要求を満たす証拠にはなりません。見積依頼には、外観の判定条件と機能の確認項目を分けて記載します。

たとえば、屋内用の銅製装飾部品では、納入時の指紋や目立つ変色が主な確認対象になることがあります。保管後にはんだ付けする端子では、指定のはんだ付け工程でぬれる必要があります。電流を流すボルト締結面では、組み立てた接続部としての性能が重要です。この三つの要求を、一つの「酸化防止」という注記だけで定義することはできません。

見積依頼では、まず次の情報を伝えます。未決定の項目は「要相談」と記載できます。

• 銅の材種、調質、板厚、図面の改訂番号、および代替材料に承認が必要かどうか。
• 屋内、屋外、特定の腐食環境と、予定している保管方法および組立方法。
• 外観が重要な面と、電気接触、圧着、はんだ付けの位置。
• 既存の処理仕様、承認済みサンプル、希望する外観。処理を選定していない場合は用途。
• 必要な検査、記録、包装、適合証明書類と、それらを見積に含めるかどうか。

材料、穴位置、組立に関する情報は、プレス加工の銅バスバー・端子の見積依頼ガイドを参考に準備できます。本記事では、表面処理と受入検査の注記を中心に説明します。

• プレス加工の銅バスバー・端子の見積依頼ガイド

2. 不動態化、変色防止、シーリング、電気めっきを区別する

購買文書に記載された「銅の不動態化処理」は、異なる処理系を指す場合があります。この言葉だけでは、皮膜の組成、厚さ、その後の組立時の性能は決まりません。変色防止は目的を表し、シーリングは保護層を追加する処置を表します。電気めっきは、銅の素地に別の金属を析出させる処理です。名称だけに頼らず、処理の種類と被覆範囲を記載します。

有機酸化防止皮膜の中には、銅表面と結合して表面反応を遅らせるものがあります。一方、表面を覆うコーティングを用いる保護系もあります。その後のはんだ付けと電気接触に及ぼす影響は、それぞれ確認する必要があります。[1][2]

シーリングを提案する場合は、実際の部品で処理系全体の結果を比較します。皮膜の連続性、前処理、その後の用途が評価に影響するため、シーリング工程を追加しただけでは性能向上の証明になりません。[2] 禁止物質に関する要求や特定の適合証明書類があれば、見積依頼と一緒に伝えます。これにより、供給者が別の処理系を前提に見積を作成することを避けられます。

3. 機能別の範囲で、処理してよい面を指定する

各部の処理を決める前に、機能別の範囲を示します。ボルト締結の接触面は、通常、穴の内壁だけではなく別の導体と重なる面です。圧着部では導線に触れる内面、はんだ付け部でははんだがぬれる必要のある面が対象です。図面には表裏両面と局部の境界を示し、見える側だけが処理されることを防ぎます。

B部に特定のシーリング皮膜を施さないと指定することも、部分的な電気めっきや他の承認済み方法を検討することもできます。重要なのは、許容する表面状態を定義することです。部分処理の境界、マスキング位置、処理後の重要なはめ合い寸法も図面で追跡できるようにします。「すべての接触面を無処理にする」「すべてのはんだ付け面をニッケルめっきする」を一律の規則にしてはいけません。

4. 電気接続とはんだぬれ性を、それぞれに適した組立条件で確認する

実際の電気接触位置を連続した絶縁皮膜が覆うと、金属同士の接触を妨げる場合があります。ただし、接続部の抵抗は、表面状態、接触圧力、接続構造にも左右されます。「シーリング剤」と呼ばれる材料が、すべて必ず接触抵抗を増加させるという説明は正確ではありません。承認済みの接点用コンパウンドには、接触部のすき間を埋めて腐食を遅らせるものがあり、その目的は外観保護皮膜とは異なります。[2]

ボルト接続の場合、見積依頼で、指定した相手部材、締付け条件、測定位置を使って接続部を確認するよう求めることができます。抵抗や温度上昇の限度が定められている場合は、該当仕様を添付します。「導通」だけでは長期使用の要求を定義できず、別の端子で得たミリオーム値を共通のしきい値にすることも適切ではありません。

はんだ付け面の皮膜も、目的によって区別する必要があります。銅のはんだ付け性を保つために設計された有機皮膜の中には、適合するフラックスとはんだ付け温度によって除去され、はんだが銅に接触できるものがあります。保管中の酸化防止と、はんだ付け時の除去の両方が、ぬれに影響します。有機皮膜が必ずはんだ付けを妨げるとは限らず、外観用のシーリング剤を自動的にはんだ付け性保護皮膜とみなすこともできません。[1]

実際のサンプルを準備するときは、次の確認を別々に行います。

• 外観部は、統一した観察条件で承認済みサンプルと比較します。
• ボルト接続部は、案件で定めた組立方法と電気検査方法で確認します。
• 圧着部は、端子、導線、圧着工程の合否基準に照らして確認します。
• はんだ付け部は、実際の保管状態、はんだ、フラックス、はんだ付け工程で確認します。

これらの確認は、それぞれ異なる問いに答えるものです。塩水噴霧後の表面状態が合格したという記録で、電気接続、圧着、はんだぬれ性の検証を代用することはできません。

5. 塩水噴霧時間は、試験方法と合否基準と一緒に指定する

「中性塩水噴霧96時間」は、案件で合意できる暴露条件であり、銅の不動態化処理に共通する合格基準ではありません。ISO 9227には、中性塩水噴霧（NSS）、酢酸塩水噴霧（AASS）、銅促進酢酸塩水噴霧（CASS）があります。時間が同じでも、これらの方法を互いに置き換えることはできません。ISO 9227もASTM B117も、特定の製品の試験片、暴露時間、合否基準を定義するものではありません。[3][4]

銅部品の注記は、「赤さびなし」だけでは不十分です。銅の変色、腐食生成物、孔食を、案件の要求に沿って記述します。試験片に鋼製ボルトも含まれる場合は、金具の評価範囲を別に定義します。銅本体と鋼製金具に同じ基準だけを用いると、何を評価しているのかが曖昧になる場合があります。

同じ方法で同じ処理工程の安定性を評価することは、塩水噴霧試験の用途の一つです。単独の塩水噴霧結果を屋外使用年数に直接換算することはできず、異なる材料を共通の耐食性順位で並べる用途にも適しません。[3][4] 塩化物への暴露、湿度、硫黄を含む雰囲気、実際の組立接続部には、それぞれ異なる検証が必要になる場合があります。

6. 塩水噴霧の合否基準を記入した例

以下では、図1の銅バスバーの機能別範囲を使い、条件を漏れなく記載する方法を示します。表面外観と腐食を確認する例であり、数値と合否基準はすべて説明用です。試験前に、購入者と試験機関は、試験後の処理や観察時点などの案件条件が引用方法と両立することを確認し、承認済みの品質計画に組み込みます。

ここで示した試験片3個、24時間、30 cm、外観基準は、完全な注記を説明するために設定した案件条件であり、塩水噴霧規格が自動的に定める数量やしきい値ではありません。記録IDも、図面、処理記録、サンプルを対応させる方法を示すための例です。

この注記では均一な黒ずみを許容しますが、孔食と指定の皮膜損傷は認めません。お客様の実際の目的が「試験後も承認済みサンプルの銅色を保つこと」であれば、色の基準と参照サンプルを別途定義します。緩やかな基準で試験してから、その結果を「色の変化なし」と説明してはいけません。

7. 洗浄、取扱い、包装も納入時の状態に影響する

選定する工程では、処理前に油や表面汚染を除去し、再汚染を管理する必要があります。処理後は、指紋、擦り傷、湿った包装から表面を保護します。指紋は銅の不均一な変色の原因になり得ますが、素手で一度触れればすべての保護皮膜が無効になるという意味ではありません。[1][2]

プレス加工、表面処理、組立の間に長期間保管するかどうかを、見積依頼に記載します。包装は用途に応じて選定します。外観保護用の仕切りトレー、袋材、変色防止材は、接触面や後のはんだ付けとの適合性も必要です。「変色防止包装を使用」と書くだけでは、材料、保管条件、保管期間は決まりません。

受入検査では、まず図面の改訂、ロット、機能別範囲の処理境界、包装の状態を確認し、次に合意した抜取り方法で外観と機能を確認します。変色が見つかった場合は、元の包装、ロット情報、写真を保存すると、処理、保管、取扱いのどこに問題があるかを切り分けやすくなります。

8. 処理、検査、見積範囲を一つの見積依頼にまとめる

二つの見積は、同じ図面、処理範囲、合否条件を参照する必要があります。一方には部分マスキング、承認サンプル、試験報告書が含まれ、もう一方は部品全体の変色防止処理だけであれば、価格差を単純に加工費の差と解釈することはできません。

見積書では、部品製作、表面処理、部分マスキング、サンプル・試験、報告書、包装を別項目にできます。めっき範囲と検査費用の指定方法については、金属部品の表面処理見積依頼ガイドをご覧ください。

工法が決まっていなくても、図面、スケッチ、写真を送れます。通電、配線、はんだ付けが必要な位置を示し、使用環境、予定数量、現在の疑問を説明してください。その情報を基に表面処理の選択肢を検討し、合意した要求を図面と見積に記録します。資料が整ったら、銅部品の見積依頼をお送りください。

• 金属部品の表面処理見積依頼ガイド
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