ファスナーは、接続を固定するために使用される機械装置の最も一般的なコンポーネントであり、すべて特定の環境で使用されます。 -ファスナーと環境との間の長期的な相互作用により、その状態と性能は常に変化します。つまり、ファスナーの故障の主な形態の 1 つである腐食が発生します。ファスナーの軽度の腐食はネジの取り外しや再利用に影響を与えますが、重度の腐食はコンポーネント間の接続強度を損ない、さらにはワークピースの突然の破損や致命的な事故につながることもあります。したがって、ファスナーの耐食性は常に大きな関心事となっています。-
ファスナーの一般的な防食技術-
ファスナーの防食処理では、通常、特定の方法でワークピースの表面にコーティングまたは防食層を形成し、外部環境がファスナー自体に影響を与えるのを防ぎ、耐食性の効果を実現します。-ファスナーの一般的な防食技術は主に 4 つあります: 皮膜処理技術、金属メッキ技術、コーティング技術、金属の内部構造の変更 (ステンレス鋼など)。
1. 皮膜処理技術
皮膜処理技術とは、主に化学的または電気化学的手法を用いて金属表面に安定な化学（電気化学）化成皮膜を生成する処理を指します。例えば都市鉄道車両ではファスナーの皮膜処理として黒染め・青染め処理やリン酸塩処理が広く行われています。
1.1 黒化と青化
酸化剤を含む濃アルカリ溶液中に鋼部品を入れ、約140度で一定時間処理し、鋼部品の表面に化学酸化皮膜（主にFe₃O₄）を形成する処理を黒染め・青染め処理といいます。
黒染め・青染め処理の技術的特徴：
１）膜厚は０．５～１．５μｍである。
2) 中性塩水噴霧試験 (NSS) の時間は通常 2 ～ 5 時間で、この時点で酸化皮膜が破壊され、多くの錆が発生します。
3) 水素脆化感受性が低く、次の用途に使用できます。高強度ボルト-.
4) 締結具としてのトルク-予圧の一貫性は劣ります。
5) 明るい色と優れた装飾効果。
6) 低コスト。
1.2 リン酸塩処理
マンガン、リン酸、リン酸塩、その他の試薬を含む溶液に鋼部品を浸漬して、金属表面に水不溶性のリン酸塩化成皮膜を形成する処理をリン酸塩処理と呼びます。{0}}リン酸塩処理の技術的特徴は次のとおりです。
1) フィルムは基材（厚さ1～50μm）と強固に結合します。
2) 中性塩水噴霧試験 (NSS) 時間は 10 ～ 20 時間に達する場合があり、72 時間に達する場合もあります。
3) 機械的強度が弱く、質感が脆い。
4) 締結具としてのトルク-予圧の一貫性は良好です。
5) 色がライトグレーなど暗く、装飾効果が乏しい。
6) 水素脆化感受性が低く、高強度ボルトに使用できます。-
7) 低コスト。
2. 金属めっき技術
金属めっき技術とは、主に金属材料の表面に、めっき技術を用いて薄い金属層を形成し、金属材料に装飾性や保護性を与える表面処理加工です。都市鉄道車両におけるファスナーの金属めっき技術は亜鉛めっきを中心に、その他の特殊金属めっき（クロムめっき、ニッケルめっき、カドミウムめっき、銀めっきなど）も行われています。
2.1 亜鉛メッキ
亜鉛と鉄は混和性があり、標準電極電位は -0.76 V です。鋼基材の場合、亜鉛コーティングは陽極皮膜であり、鋼基材をよりよく保護できます。したがって、亜鉛めっき技術はファスナーに非常に広く使用されています。一般的な亜鉛めっき方法には、溶融亜鉛めっき、電気亜鉛めっき、機械めっきの 3 つがあります。
2.1.1 溶融亜鉛めっき-
溶融亜鉛めっきとは、鋼部品を溶融液体亜鉛に浸漬し、ワークピースの表面に一連の物理的および化学反応を引き起こして金属亜鉛コーティングを形成するプロセスを指します。溶融亜鉛めっきの膜厚は比較的厚く（最大30～60μm）、耐食性に優れています。屋外で長期間使用される鋼材部品（テレビ塔、高速道路のガードレールなど）に広く使用されています。留め具の場合、溶融亜鉛めっきは通常 M6 以上のボルトに適用できますが、高強度の留め具には使用できません。-主な理由は、溶融亜鉛めっきプロセスの操作温度が比較的高いため（400 度～500 度）、高強度の留め具の焼き戻し軟化が起こりやすく、強度が低下するためです。-
2.1.2 電気亜鉛めっき
電気亜鉛めっきは、電気分解の原理を利用して、鋼部品の表面に均一で緻密でよく結合した亜鉛コーティングを形成することです。{0}電気亜鉛めっきの厚みは比較的薄く（5～30μm）、耐食性は亜鉛防食処理の中で最も劣ります。しかし、加工が簡単でコストが安く、ねじの噛み合いへの影響も少ないため、ファスナーなどに広く使われています。電気亜鉛めっきは水素脆化感受性が高く、水素を完全に除去するのが難しいため（温度が 100 度を超えると電気亜鉛めっき層が剥離または脱落する）、高強度のファスナーには電気亜鉛めっきを使用できません。-
2.1.3 機械的亜鉛めっき
機械亜鉛めっきとは、亜鉛粉末、分散剤、促進剤などの化学物質の作用下で衝撃媒体を鋼部品の表面に衝突させることにより、鋼部品に亜鉛コーティングを形成する表面処理プロセスを指します。機械的亜鉛めっき層の厚さは一般的に5～50μmです。コーティングの表面は緻密で均一で、優れた装飾効果と優れた耐食性を備えています。さらに、溶融亜鉛めっきや電気亜鉛めっきに存在する高温焼戻しや水素脆化などの欠点がないため、ファスナーの防食に特に適した表面処理プロセスです。-
2.2 その他の金属めっき
2.2.1 クロムメッキ
クロムは金属被膜として、密着力が強く、耐摩耗性が良く、装飾効果が高く、耐熱性が高い（通常500度以下で使用可能）という特徴を持っています。したがって、ファスナーの金属コーティングとしてクロムコーティングを使用することは非常に理想的です。
クロムめっきの主な欠点は次のとおりです。
1) プロセスが複雑で、クロムめっきの前に最初にニッケルまたは銅をめっきする必要があります。
2) 価格が高い。
3) クロム皮膜は硬くて脆く、剥がれやすいです。
2.2.2 ニッケルメッキ
ニッケルは金属被膜として、導電性、硬度が高く、装飾効果が高く、耐熱性（通常600度以下で使用可能）に優れているため、ファスナーなどにもニッケルメッキを使用するのに最適です。
ニッケルめっきの主な欠点は次のとおりです。
1) プロセスは複雑で、ニッケルめっきの前に銅をめっきする必要があります (元の「クロムめっきの前」はタイプミスです)。
2) ニッケル皮膜は多孔質であり、皮膜が薄いと母材腐食が促進されます。
3) 価格が高い。
2.2.3 カドミウムめっき
金属皮膜としてのカドミウムは陽極皮膜であり、強い塩酸耐食性、低い水素脆性、良好な装飾効果という特徴を持っています。これは、海洋環境で使用されるファスナー (航空機や石油掘削プラットフォームのファスナーなど) に特に適しています。
カドミウムめっきの主な欠点は次のとおりです。
① 環境汚染が激しい。カドミウムが溶けるときに発生するガスと、可溶性のカドミウム塩は有毒です。
②価格が高い。
2.2.4 銀メッキ
銀は金属被膜として優れた導電性、反射性能、潤滑性、耐熱性（通常870度以下で使用可能）に優れています。そのため、銀めっきはエレクトロニクスや電気工学、高周波部品（発電機の導電ボルト、自動車のバッテリーのコンセント端子など）などの分野で広く使用されています。
銀メッキの主な欠点は次のとおりです。
① 工程が複雑で、銀メッキの前に銅メッキを行う必要があります。
②価格が非常に高い。
2.2.5 亜鉛-ニッケルメッキ
亜鉛-複合コーティングは、亜鉛めっき表面処理技術に基づいて開発された新しいタイプの合金金属コーティングで、次のような多くの利点があります。
1) 中性塩水噴霧試験 (NSS) 時間は 500 ～ 1500 時間に達する場合があります。
2) コーティングの電極電位は Fe と Zn の間であり、アルミニウム部品との組み立てにより適しています。
3) 塗膜硬度が高く、装飾効果が良好です。
4) 水素脆化がほとんどなく、次のような用途に使用できます。高強度のファスナー-.
5) 良好な耐熱性 (通常 800 度以下で使用可能。元の「8009C」は誤記です)。
亜鉛-ニッケル コーティングの主な欠点は価格が高いこと（通常の亜鉛メッキの約 6 倍）ですが、その優れた総合性能はますます広く認識されています。
3. コーティング技術
コーティング技術は、特定の装置と方法を使用して物体の表面に特定のコーティングを塗布し、表面に緻密で連続した均一な膜を形成し、その後、自然または人工の方法で乾燥および硬化させて保護または装飾コーティングを形成する表面処理技術です。
ファスナーで最も広く使用されているコーティング技術は、亜鉛-クロム コーティング技術です。これは、鋼部品に亜鉛-クロム コーティングを塗布し、完全閉回路サイクル コーティングで焼き付けることによって鋼部品の表面に形成されるコーティングです。ダクロメット処理としても知られています。-以下のような優れた特徴を持っています。
1) 中性塩水噴霧試験 (NSS) 時間は 500 ～ 1000 時間に達する場合があります。
2) 浸透性が良い。
3) 水素脆化感受性がありません。
4) 環境汚染が少ない。
5) 締結具としてのトルク-予圧の一貫性は非常に優れています。
6) 価格も手頃（通常の亜鉛メッキの約2倍）。
ダクロメット治療の主な欠点は次のとおりです。
１）耐摩耗性が悪い（硬度が１Ｈしかない）。
2) 単色（シルバーホワイトとシルバーグレーのみ）、装飾効果が低い。
3) 導電性が低いため、導電接続のある部品には適していません。
4. 鋼の組織を変える
4.1 成分の変更（ステンレス鋼など）
ステンレス鋼はステンレス酸{0}}耐酸鋼の略称で、耐食性に優れ、装飾効果も高く、さまざまな分野で広く使用されています。現在、ステンレス鋼の耐食性メカニズムは主に次のように考えられています。
1) Cr 含有量が 13% を超えると、鋼の電極電位がマイナス電位からプラス電位に上昇し、鋼マトリックス自体が「不活性」になります。
2) Cr は、鋼表面に Cr- に富む緻密な不動態皮膜を形成し、マトリックスをさらに保護します。
3) ステンレス鋼は、組織によりマルテンサイト鋼、フェライト鋼、オーステナイト鋼、オーステナイト-フェライト系ステンレス鋼などに分類されます。その中でもオーステナイト系ステンレス鋼が最も耐食性に優れており、A2系、A4系ステンレス鋼が挙げられます。
ステンレス鋼には主に次のような欠点があります。
① 降伏強度が低く（通常 300 MPa 以下）、主要構造部品の接続には適さない。
② ねじ焼き付きが起こりやすい：ステンレス鋼のボルトは締め付け時にねじ面を損傷しやすく、その際に酸化皮膜が自然発生し、ボルトの固着やゆるみをさらに悪化させます。
③ 粒界腐食が発生しやすい: 特定の温度では、ステンレス鋼中の C と Cr が特に粒界付近で化合物を形成し、粒界に「Cr{0}}欠乏領域」が出現して粒界腐食を引き起こします。
④ Cl⁻媒体に対する耐食性が低い（A4ステンレス鋼を除く）。
⑤価格が高い（ダクロメット治療の約4倍）。
4.2 熱処理状態の変化
鋼材は主に多相構造です (不純物、炭化物、金属間化合物、その他の第 2 相は通常鋼中に陰極として存在し、Fe マトリックスは陽極として機能します)。多相構造の各相間には電位差があり、腐食マイクロセルを形成します。第 2 相は、陽極不動態化相または陰極溶解相のいずれかであり、どちらもマトリックスの耐食性に影響します。
ステンレス鋼を例にとると、その溶接および熱処理プロセスには細心の注意が必要です。高温溶体化処理後、ステンレス鋼が 400 度から 850 度に加熱されると、多数の Cr₂₃C₆ および Cr₇C₃ 炭化物が粒界に沿って析出し、粒界付近に Cr- 欠乏領域が形成されます。炭化物は腐食セルの陰極として機能し、Cr-欠乏領域は腐食セルの陽極として機能するため、粒界腐食が発生し、ステンレス鋼の耐食性が大幅に低下します。
