Zamak 部品のクロムめっきは PVD に置き換えられるか

PVD（物理蒸着法）コーティングは、Zamak 部品のクロムめっきを外観の面で置き換えられます。ただし、めっきが担っているバリアの役目までは引き継げません。色と光沢は近いところまで出せますが、マスキングした面には金属が出たままです。耐食性と表面の平滑化は、Cu/Ni の下地に残ります。この下地は電気めっきの層構成です。PVD とクロムめっきの比較は、仕上げの置き換えではなく、層構成の判断です。

二つの工程であって、二つの仕上げではない

クロムめっきは、浴から金属を成長させます。析出は外へ積み上がるので、浅いキズを平らにし、浅いピットを埋めながら進みます。厚さが実務の変数で、めっき工場は部品が覆われるまで足し続けます。

PVD は逆に働きます。金属の蒸気が部品の上で凝縮し、0.5～3 µm の皮膜が乗った形状を写します。材料を成長させる工程と、表面を記録する工程は、名前だけでは入れ替えられません。

装飾用の亜鉛では、二つは対立させるのではなく重ねるのが普通です。先にめっきを付け、そのあとに色の皮膜を重ねます。

外観：それぞれにできること

クロムは一つの基準を作ります。深い光沢を持つ、明るく中立な金属色です。PVD はゴールド、シャンパン、ローズ、ブラック、ガンメタルを揃えられ、D65 のライトボックスで確認します。明るい仕上げも残せます。皮膜が薄く、光沢が研磨面とその下のニッケルから来るからです。

要求が色の系統と光沢の水準であれば、外観は置き換えられます。ロット間の色には D65 の記録と保存見本が要ります。最終的な明るさを決めるのは、研磨と下地です。エッジに何が出るかはマスキングで決まり、ラックが部品を覆った箇所にはニッケルが出ます。

耐摩耗性と耐食性は厚さで決まる

摩耗には薄い皮膜が有利です。0.5～3 µm の硬い PVD 上層は、その下の柔らかいめっき層よりキズに強く、厚さははるかに薄いままです。ポケットの中で擦れる部品や、棚の上で擦れる部品は、色を長く保ちます。

腐食は別の機構で進むため、同じ厚さの数字は何も語りません。皮膜はバリアとして働くには薄すぎ、ASTM B117 の 48 h に通るのは、その下のめっき層構成のおかげです。0.5～3 µm を耐食の厚さとして読むのが、この比較でよくある誤りです。

下地が答えを変える

亜鉛ダイカストの装飾用 PVD は、普通は層構成です。表面を平滑にして耐食の結果を担う電気めっきの Cu/Ni 下地と、色と耐摩耗性を出す上層から成ります。層構成は案件ごとに確認します。めっきの厚さとニッケルの組成は、耐食の目標に従うからです。

この構成では、マスキングした面には地の亜鉛ではなくニッケルが出るため、マスキングしていないエッジを見た検査員は、皮膜ではなくめっきを見ます。めっきなしで亜鉛に直接 PVD を付ける方法もありますが、その耐食の結果は別の主張であり、めっきした試料から読み替えることはできません。

六価クロムへの規制圧力

クロムを外す圧力の多くは、見た目ではなく、めっき浴の六価クロムから来ています。PVD の上層は装飾クロムの工程を外せますが、部品はめっきの Cu/Ni 下地を残したままです。上層を置き換えても、めっきラインが工程から消えるわけではありません。

クロムフリーの主張がどの層を指すのかを、供給元に確かめてください。上層皮膜についての主張は、層構成について何も語りません。その裏付けになる耐食データは、下地と試験を明記しているべきです。

切り替えない方がよい場合

めっきを選ぶべき場合、または皮膜の下にめっき層構成を残すべき場合は三つあります。

• 塩水噴霧 48 h の線を超える耐食が必要な場合。上層はバリアに何も足さないので、厳しい使用条件には色の皮膜ではなく、別のめっき層構成が要ります。

• 蒸気が届かない深い凹みやアンダーカットがある場合。平板の試片が B117 に通っても、キャビティには影の線が残ります。

• ゲート部に開いたポロシティがある鋳造品。めっきは浅いピットを平らにしますが、PVD はそれを写し、皮膜後にピットが暗い点として見えます。

三つをクリアした部品なら、どちらの経路を見積もる前に、層構成、マスキングする面、二つの試験の行を図面に書いてください。ASTM D3359 の 4B～5B、ASTM B117 の 48 h です。