アルミニウム合金材料

一般にアルミニウムに限らず、すべての金属で100％純粋なものはなく、かならず他の元素がいくらか含まれています。どのような元素がどれくらい含まれているかによってその金属の性質、すなわち強さや硬さ、耐食性など大きく変化するので、その中に含まれる他の元素の種類と量を規定し、アルミニウム合金と称しています。

アルミニウム中の他の元素については、合金を作る必要のために添加した元素を成分と称し、意識的に添加はしないが、地金中に存在しているために合金に混入してくるものを不純物と言います。合金を規定する際には成分はA%~B%というように範囲を定め、不純物は合金本来の性質に影響を与えるため、C%以下と定めています。

例えば銅はジュラルミンのような2000系の合金では成分として取り扱われていますが、純アルミニウムや5000系の合金では不純物として扱われます。
アルミニウム合金材には、その製造加工方法により展伸材および鋳物（ダイカスト）などがあり、各々その成分により区別されています。

アルミニウムが半導体・IT分野で有利な特性

近年、需要の高い半導体製造装置やIT関連機器分野では、アルミニウムの持つ特性が有利に働きます。

• 軽い
  比重は、アルミニウム2.7、鉄7.8、銅8.9とアルミニウムは鉄や銅と比べて約1／3の軽さです。自動車や航空機、電車など運搬機器のスピードアップや省エネにつながります。
• やわらかい
  機械加工しやすいアルミニウムは、金属材料のなかでは比較的やわらかい素材です。ミクロンレベルでの制度と複合加工が可能です。
• 材料からのガス放出が少ない。
  プラズマを用いる半導体製造装置で必要となる真空状態。ガス放出が少ないアルミニウム素材が有利です。
• 耐食性表面処理が可能。
  アルミニウムは、このようにメリットをたくさん持つ金属材料ですが、素材のままでは耐食性に乏しく、酸性、アルカリ性のどちらにも弱い両性金属です。しかし、耐食性を高める表面処理が可能なため、表面処理を施した状態で使用することが多くなっています。表面処理の一つとして、無電解ニッケルめっきがあります。

無電解ニッケルめっきとは？

無電解ニッケルめっきは、化学めっき（カニゼンめっき）とも呼ばれています。「無電解」とは、文字通り、外部電源を使わないめっき加工方法です。

めっきの方法としては、脱脂工程、エッチング工程（表面粗化）、デスマット工程（スマット除去）、ジンケート（亜鉛置換）などの前処理を施した製品を無電解ニッケルめっき液に含侵することで、被めっき素材に金属ニッケル（ニッケルーリン合金）皮膜を析出させることができます。
ホスフィン酸ナトリウム（次亜リン酸ナトリウム）を還元剤とするめっきで、皮膜としてはニッケルと還元剤に含まれるリンが共析したニッケルーリン合金めっき皮膜です。

無電解ニッケルめっきの特性

• 均一な厚さのめっき皮膜が可能
  外部電源を使用しないので、電流分布の影響がなく、複雑な形状の部品に対しても均一な厚さのめっき皮膜が得られます。寸法公差の厳しい製品に適しています。
• 耐食性・耐摩耗性の向上、硬度が得られる
  無電解ニッケルめっきは、機能めっきを代表するめっきです。無電解ニッケルめっきを施すと、耐食性や耐摩耗性など機能が向上します。
• めっき皮膜にピンホールが少ない
  めっき皮膜にピンホールなどの欠陥が少ないことから、ピンホールを起点とした腐食の発生が少なくなります。
• はんだ付けが可能
  はんだ接合が可能な皮膜ですので二次加工性にも優れています。
• RoHS（ローズ）指令に対応
  鉛フリーのめっき皮膜ですので、輸出向けの製品などにも安全にご使用いただけます。

アルミニウムの無電解ニッケルめっきの特性

アルミニウムに無電解ニッケルめっきを施すと、このようなメリットがあります。

• 耐食性が向上する
  リンが共析して非晶質構造となることで、耐食性が向上するため、酸性・アルカリ性の両性に弱いアルミニウム素材を補強することができます。
• 耐摩耗性が向上、硬度が増す
  メッキ処理後に300～400℃の熱処理を行うことで、最大硬さHV900～1000に達し、ステンレスの約4倍の硬さとなります。
  硬度が増すため、耐摩耗性も向上します。 無電解ニッケルメッキ皮膜の硬度は析出状態でHV500前後ですが、熱処理により、ニッケルリン化合物（Ni3P)の析出硬化を起こすためです。

【弊社採用例】
弊社のメッキは、半導体製造機器をはじめ、さまざまな分野の機器などに使われています。

• 精密機器（カメラ機構部品）
• 自動車部品（ブレーキ、ピストン、シリンダー、ボディなど）
• 電子部品（トランジスターキャップ、ベース、ハンダ付け用途、抵抗体）
• 事務機（複写機用ハブ、ローラ、シャフト）
• 化学装置（バルブ、コック類、容器）
• 樹脂成形機（金型、ダイス、スクリュー、粉砕機）
• その他（食品、医療器部品、航空機）