【黒皮除去で鉄を綺麗に！】鋼鉄の黒皮とは？ミガキ材の違い

黒皮は酸化被膜

黒皮は鋼材の表面で発生した酸化被膜です。熱間圧延で鋼材を加工する際には、熱を加えてローラーで伸ばすため、材料表面が酸素と反応して酸化します。鋼材は炭素を多く含むので酸化しやすいです。そのため、圧延加工した鋼材表面には酸化被膜である黒皮が発生します。酸化被膜は錆であり、黒皮はその名のとおり黒色のサビです。鋼材表面が真っ黒になります。

黒皮の発生した鋼材の表面は酸化して黒く、ざらざらした凹凸のある表面になっています。材料表面を覆っているので防錆効果がありますが、密着性は低く、ボロボロと剥がれてきます。また、材料表面にピンホールのような黒皮のない部分もあるため、黒皮を残したまま鋼材を使うことはほとんどありません。

黒皮の厚みは一定ではなく、部材の寸法精度は高くはありません。黒皮が残ったままの部材の上から塗装を行えば、黒皮と一緒に塗装がすぐ剥がれてしまいます。寸法精度が求められる場所や、薄い板として加工して使う場所、または見た目を重視するような場所には黒皮のある鋼材は不向きです。

このような特性を持っている黒皮は、除去してから鋼材として使用します。黒皮の除去方法には、ショットブラスト加工や酸洗いがあります。ショットブラスト加工は微粒子を吹きつける方法、酸洗いは酸で洗う方法です。

圧延加工で作られる黒皮材

圧延加工とは、鋼材を1000度前後で加熱し、ローラーで伸ばして加工する方法です。高温で加工するので、材料表面が空気中の酸素と反応し、黒い酸化被膜が発生します。ざらざらした黒い酸化被膜に覆われているために、黒皮材といわれるのです。熱間圧延の部材は、ローラーで伸ばしただけなので、価格が安い材料が多いです。

建物の骨組みなどに使われるSS材の一般構造用圧延鋼材、機械部品に使われるSC材の機械構造用圧延鋼材、さらに板材のSPHC材である熱間圧延鋼板などがあります。強度をあまり必要とせず大きな面積が必要なパーツに適した材料で、車のボディや機械の筐体にも使われます。黒皮材の黒皮はサビのため、部材として使用する前に落とす必要があります。

冷間加工で作られるミガキ材

冷間加工で作られる材料をミガキ材といいます。冷間と名がついていますが、室温のような常温の中でローラーを用いて伸ばします。ただし、加工で発生する熱もあるので、600度以下ぐらいでの圧延加工を冷間加工と呼んでいます。圧延加工で伸ばした部材を、さらに冷間加工して作るのがミガキ材です。

黒皮を取り除いてから冷間加工で伸ばし、できあがった材料の表面には、金属ならではの白銀の輝きがあります。磨いたような輝きがあるので、ミガキ材といわれるのです。黒皮材よりも材料価格は高い場合が多いです。

板状に伸ばした部材は、SPCC材である冷間圧延鋼板と呼ばれています。美しい表面で凹凸が少ないです。ワッシャーのような薄いパーツや機械カバーなどで使われます。ただし、材料の表面がむき出しになっているのでサビやすく、塗装などの防錆処理を行わなければいけません。