ステンレスボルト：マーキング、アルミでの使用、塗装ガイド

ステンレス鋼ボルトのマーキングの説明

ステンレススチール製ファスナー 炭素鋼ボルトと同じヘッドマーキングシステムに従っていません。 ほとんどのステンレス鋼ボルトの頭には隆起等級マークがありません。 - 代わりに、材料指定スタンプによって識別されますが、これは簡単に読み間違えたり、完全に見落としたりする可能性があります。何を探すべきかを知っておくと、業務上でコストのかかる仕様ミスを防ぐことができます。

一般的なヘッドマークとその意味

等級を示すために放射状の隆起線を使用する SAE または ASTM 炭素鋼ボルトとは異なり、ステンレス ボルトは通常、頭部に刻印または冷間成形された文字コードを使用します。

• A2 — 304 ステンレス鋼 (18-8)。最も一般的なグレードで、一般屋内および穏やかな屋外での使用に適しています。耐食性はありますが、塩水や塩化物環境には最適ではありません。
• A4 — 316 ステンレス鋼。 2 ～ 3% のモリブデンが含まれているため、塩化物に対する耐性が大幅に向上します。海洋ハードウェア、海岸建設、化学機器の標準。
• A2-70 / A4-70 ― 数字は最小引張強さを10MPa単位で示します。 A2-70 は引張強度 700MPa を意味し、炭素鋼ボルト 5 級とほぼ同等です。
• A2-80 / A4-80 — 引張強度 800MPa、グレード 8 炭素鋼ボルトに匹敵します。高負荷の構造用途に使用されます。
• SSまたは18-8 — ステンレス鋼を示す一般的な材料スタンプですが、特定の特性クラスはありません。強度は未確認のため、荷重がかかる用途では取り扱いに注意してください。

ASTM と ISO マーキング システムの比較

A2/A4 の指定は、ヨーロッパおよび国際的に広く使用されている ISO 3506 規格に従っています。北米のハードウェアでは、代わりに ASTM F593 (ボルト用) および F594 (ナット用) を参照する場合があります。これらは、単純な A2/A4 の略称ではなく、CW (冷間加工) または SH (ひずみ硬化) などの合金グループの指定を使用します。市場全体でファスナーを調達する場合は、互換性のない仕様が混在することを避けるために、どの規格が適用されるかを確認してください。

アルミニウムにステンレスネジを使用: ガルバニック腐食が本当のリスクです

ステンレス鋼とアルミニウムは併用できますが、電解腐食が非常に懸念されます。 — 特に湿った環境や屋外の環境では。 2 つの金属はガルバニック系列で離れています。ステンレス鋼はより高貴 (陰極) であり、アルミニウムはより活性 (陽極) です。水や塩水噴霧などの電解質がそれらを架橋すると、アルミニウムが優先的に腐食します。速度は、面積比、電解質、および曝露時間によって異なります。

ガルバニック反応はどのくらい深刻ですか?

乾燥した屋内環境では、ステンレスとアルミニウムの間のガルバニックリスクは無視できます。電解液がなければ電気化学回路は形成されません。海洋または常に湿った状況では、ステンレスネジを囲むアルミニウムに測定可能な孔食が発生する可能性があります。 6～12ヶ月 バリアが適用されていない場合。カソードとアノードの面積比は非常に重要です。小さなアルミニウム プレートにある大きなステンレス ボルトは、大きなアルミニウム押し出し材にある小さなステンレス ネジよりもはるかに腐食を促進します。

ガルバニック腐食を軽減する実際的な方法

• 隔離バリアを使用します。 取り付ける前に、亜鉛クロム酸塩ペースト、焼き付き防止剤、または PTFE ベースのネジ山シーラントを塗布してください。これらは水分を追い出し、電解経路を遮断します。
• ナイロンまたはネオプレンのワッシャーを使用します。 ボルトの頭とナットの下に配置された絶縁ワッシャーは、クランプ面での金属間の直接接触を防ぎます。
• アルミニウムを陽極酸化または塗装します。 適切に維持された陽極酸化処理または塗装された表面は、イオンの移動を大幅に遅らせる物理的障壁になります。
• 304 ステンレスではなく 316 ステンレスを選択してください。 塩化物が豊富な環境では、316 SS はより安定しており、304 と比較してアルミニウムとの腐食電位差が低くなります。
• 低応力ジョイントにはアルミニウムまたはコーティングされたファスナーを検討してください。 構造負荷が適度な場合は、5000 シリーズのアルミニウムねじまたは亜鉛メッキ鋼を使用すると、異種金属の問題が完全に解消されます。

かじり：アルミニウムのステンレスネジのもう一つの問題

ステンレス鋼の留め具は、電気腐食とは別に、腐食しやすいです。 かじりつく — 取り付け中にネジ山表面が焼き付く冷間圧接現象。ステンレスは、摩擦により酸化層が破壊され、金属が急速に加工硬化するため、特に影響を受けやすくなります。アルミニウムねじの場合、これにより雌ねじが剥がれたり、ファスナーが永久に固着したりする可能性があります。特にアルミニウムのタップ穴では、焼き付き防止潤滑剤 (高温用途の場合はニッケルベース、標準用途の場合は銅ベース) を塗布し、ステンレスネジをゆっくりと締めてかじりを防止します。

実際にくっつくようにステンレス鋼を塗装する方法

塗料はステンレス鋼に自然には接着しません。 ステンレスの耐食性を高める不動態の酸化クロム層も、塗装の接着不良の原因となります。 。適切な表面処理を行わないと、高品質のコーティングであっても数か月以内に剥がれてしまいます。このプロセスは実現可能ですが、裸のスチールやアルミニウムを塗装するよりも多くの準備が必要です。

段階的な表面処理

1. 徹底的に脱脂します。 清潔な糸くずの出ない布を使用して、アセトンまたはイソプロピル アルコール (IPA) で表面を拭きます。表面がきれいに見えても、油、指紋、機械加工の残留物があると接着力が損なわれます。
2. 表面を磨く： 80 ～ 120 グリットの酸化アルミニウムサンドペーパーまたはスコッチブライト研磨パッドを使用して、表面を均一に削ります。これにより、不動態酸化物層が破壊され、プライマーがグリップするための機械的な歯が形成されます。薄い材料に応力上昇が生じるのを避けるために、一方向に研磨します。
3. 再度脱脂します。 サンディング後、アセトンで再度拭き、摩耗した粒子をすべて取り除きます。このステップには交渉の余地がありません。表面に残った研磨粉が結合を弱めます。
4. エッチングプライマーまたはセルフエッチングプライマーを塗布します。 ステンレス鋼の場合、ウォッシュプライマー (ビニルブチラールベース) または 2 液型エポキシプライマーを使用すると、最良の接着力が得られます。非鉄金属用に配合されたセルフエッチングプライマーは、軽量用途には十分に機能します。薄くコートを塗布し、コートの間に完全な硬化時間を置きます。
5. トップコートを塗布します: 2 液型のポリウレタンまたはエポキシ トップコートは、最も耐久性のある仕上げを提供します。一液性アクリル塗料は、長期耐久性がそれほど重要ではない装飾用途に使用できます。

ステンレス鋼に使用できる塗料の種類

ステンレス鋼の塗装が剥がれてしまうよくある間違い

• スキップ摩耗: 滑らかで傷のないステンレス表面に塗装することは、接着が早期に失敗する最も一般的な原因です。酸化層は物理的に破壊する必要があります。
• ラテックスまたは水性塗料を直接使用する場合: これらは、適合するプライマーなしでは金属に接着せず、ステンレスでは最初の熱サイクルまたは湿気にさらされると剥離します。
• 高湿度での塗装： 表面の湿気により、プライマーの適切な濡れが妨げられます。理想的な条件は以下の通り 相対湿度 85% 基板温度が 10°C 以上。
• 厚塗りすぎると: 単層コートが厚いと溶剤が閉じ込められ、溶剤の飛び散りや硬化不良の原因となります。複数の薄いコート 乾燥膜厚50～75ミクロン それぞれが一度に厚く塗るよりもはるかに優れた長期接着力を実現します。

現場でのマークのないまたは不明のステンレス ファスナーの識別

すべてのステンレス ボルトに明確なマーキングが付いているわけではありません。特に、ISO 以外のサプライヤーから調達された古いハードウェアやファスナーの場合はそうです。いくつかの簡単な現場テストは、ステンレスとメッキされた炭素鋼やその他の合金を区別するのに役立ちます。

• 磁石テスト: オーステナイト系ステンレス (304、316) は、焼きなまし状態では弱磁性または非磁性になります。カーボンやフェライト系ステンレスのように強力な磁石ではしっかりと吸着しません。冷間加工された 304 はわずかに磁性を帯びる可能性があるため、部分的な引力が常に失格になるわけではないことに注意してください。
• 防錆試験： ファスナーを湿気にさらしたまま 48 ～ 72 時間放置します。炭素鋼は目に見える表面の錆がすぐに発生します。本物のオーステナイト系ステンレスには錆びはなく、透かし模様が現れるだけです。
• モリブデンスポットテスト (Mo テストキット): 316 (Mo 陽性) と 304 (Mo 陰性) を区別する化学落下テスト。キットの価格は 30 ドル未満で、グレードの検証が重要な品質管理環境では標準です。
• XRF分析装置: 価値の高い用途や安全性が重要な用途の場合、手持ち式蛍光 X 線分析装置を使用すると、ファスナーを損傷することなく、数秒で最終的な合金組成が得られます。レンタルユニットは検査機器サプライヤーを通じて広く入手可能です。

作業に適したステンレス材種の選択

グレードの選択は、耐食性能だけでなく、強度、被削性、コストにも影響します。ファスナー用途で最も一般的に使用される 3 つのグレードには、それぞれ明確なトレードオフがあります。

• 304/A2: 主力グレード。優れた耐食性、広く入手可能、コスト効率が高い。ほとんどの屋内および乾燥した屋外の用途に十分です。塩化物の多い環境では避けてください。塩水噴霧により、シーズン内に穴あきが発生する可能性があります。
• 316/A4： 海洋および化学グレード。モリブデン含有により、塩化物孔食に対する耐性が大幅に向上します。おおよその費用 304 より 20 ～ 30% 多い しかし、沿岸、食品加工、または製薬環境では正しい選択です。
• 410 / マルテンサイト系ステンレス： 磁性があり、硬化可能で、304 や 316 よりも強力ですが、耐食性は劣ります。刃物、バルブ、および耐食性よりも硬度と耐摩耗性が重要な用途に使用されます。

混合環境プロジェクトの場合 — たとえば、海岸近くにあるが直接海水にさらされていない屋外構造物 — A4-70 が実質的なデフォルトです 。ファスナーの耐用年数全体にわたって、湿潤と乾燥の間で変動する環境に必要な十分な強度と腐食保護緩衝材を提供します。