表面処理が最終公差に与える影響

陽極酸化処理（特にType IIとType IIIハードコート）は、アルミ合金表面に酸化アルミニウム層を生成する。この層は元の金属よりも硬いが、同時に外側へ成長するため、最終寸法は増加する。実際には、Type IIは片面あたり約0.0008～0.001インチの増加が一般的であり、Type IIIハードコートは片面あたり0.002インチ以上増加する可能性がある。具体的な厚さは、プロセスパラメータと合金組成に依存する。CNC旋削・フライス加工後のアルミ合金外径部品の場合、図面に「Ø10±0.05 mm」とだけ記載されていると、加工業者はØ10を処理後寸法として余裕を持たせ、陽極酸化処理完了後に実際に測定するとØ10.05以上となり、軸と穴の嵌合がきつくなってしまう。買い手が正しく行うべきは、図面に「処理前 Ø9.95±0.05」と「処理後 Ø10±0.05」の両方を指定し、加工業者に明確な基準を与えることである。

電気めっき（亜鉛、ニッケル、クロム、スズ）と無電解ニッケルめっきは、陽極酸化処理とは逆の特性を持つ。めっき層は「外側に堆積」するため、最終寸法は増加する。しかし、部品が元々しまりばめの軸である場合、めっき層が干渉量を増大させ、圧入が困難になる可能性がある。一般的な亜鉛めっきの厚さは約5～25マイクロメートル、無電解ニッケルめっきは等級により25～50マイクロメートルに達することがあり、これらの数値はねじ、穴径、軸径の最終寸法に直接影響する。後工程で組み立てが必要な部品、例えばM3以下の細目ねじを含むステンレス鋼や炭素鋼部品の場合、買い手は図面に「ねじは処理後にゲージを通すこと」と指定し、加工業者に出荷前にねじリングゲージまたはプラグゲージで全数検査を依頼すべきである。これにより、めっき層がねじ山を塞いで締め付け不能になることを防げる。

表面処理と公差を関連付けて検討するため、買家は図面と見積依頼書を準備する際、少なくとも四つの事項を明記する必要がある。第一に、「処理前」と「処理後」の二組の公差を指示し、測定基準を明示すること。第二に、表面処理の種類と厚さ範囲を指定すること（例：アルマイト Type II、めっき 10–20 ミクロン）。単に「表面処理を行う」とだけ記載してはならない。第三に、マスキングが必要で処理しない面や穴を列挙すること。第四に、測定位置と検査機器（三次元測定機、輪郭測定機、表面粗さ計など）を合意すること。これら四項目をRFQに記載することで、加工工場は工程内で適切な加工代と検査工程を計画でき、出荷直前に寸法不良が判明して全数再加工となる事態を回避できる。元順利は試作段階でこれらの詳細を顧客と確認する。処理後の最終公差こそが部品の適合性を判断する真の基準だからである。

多くのOEM顧客は試作段階ではCNC加工後の寸法のみを重視し、表面処理は後回しにすることが多い。その結果、試作サンプルと量産品に顕著な差が生じる。買家は試作RFQに最終処理方法、厚さ範囲、測定基準を併せて記載し、加工工場が最初のサンプルから処理後公差を目標に加工できるようにすべきである。スイス型自動旋盤加工による小型精密部品、例えばØ3 mm以下のシャフトや細かいねじを有する継手では、表面処理が寸法に与える影響の割合が特に高い。試作段階で処理後の実寸法を検証することが不可欠である。元順利は試作から量産に至る過程で、顧客指定の処理工程に応じて加工戦略と検査工程を調整し、量産段階の公差が試作と一致することを確保する。