Connection

メッキ加工であなたの嬉しいを

メニュー

金属の腐食に悩む方必見!無電解ニッケルメッキが持つメリット10点

金属の腐食に悩む方必見!無電解ニッケルメッキが持つメリット10点

今、私たちの生活のあらゆるものにメッキが使われています。

近年、IT機器の需要が増していることに合わせて、利用が増加している無電解ニッケルメッキ。
無電解ニッケルメッキを施すことで、素材の耐食性を高め、硬度も増します。
現在、無電解ニッケルメッキは、IT機械の製造機器や自動車、飛行機など幅広く利用されています。

こういったIT機器などに幅広く使われている金属素材が、アルミニウムです。アルミニウムは、軽量で加工がしやすく、省エネにもつながることから、全世界で広く使われています。しかし、アルミニウムは便利な反面、腐食しやすいという弱点を持っています。

アルミニウムは腐食しやすく、白い粉がふいてきたり、黒く変色したりしてしまいます。
しかし、このアルミニウム素材の弱点を補完してくれるのが無電解ニッケルメッキです。

無電解ニッケルメッキをすることで、腐食しにくくなります。

この無電解ニッケルメッキの持つ特性とメリットを詳しくご紹介します。

無電解ニッケルメッキとは?

無電解ニッケルメッキとは、文字通り「電気を通さない」ニッケルメッキです。

「化学メッキ」(カニゼンメッキ)ともよばれ、文字通り外部電源を用いることなく、化学的還元作用によりメッキ処理する方法です。

複雑な形状の部品に均一にメッキできるので、精密機械の部品などに適用され、近年多く用いられています。

「無電解」とは?

素材にメッキを施すには大きく3つの方法があり、それは

  • 電気メッキ
  • 無電解メッキ
  • 溶解メッキ

です。

電気メッキとは、無電解メッキとは反対に、電流を用いて金属イオンを電子と結び付け、金属を析出させるメッキ方法となります。

ただし、電気メッキは、電気を通す素材に対してメッキを施せますが、プラスチックやセラミックなど電気を通さない素材にはめっきできません。

これに対して、無電解メッキは、電気を使わないで、化学反応によって生じる金属イオンでメッキができるというものです。

つまり、電気を通さない素材にも使えるのが無電解メッキなのです。

無電解メッキの特徴とは

無電解メッキの特徴とは

  • 電気を使わないため、金属以外の通電しない素材にも使える
  • メッキの厚さが電気めっきに比べて薄い
  • メッキの厚さが均一
  • メッキされるものへの形状の影響が少ない
    といったものがあります。

無電解ニッケルメッキ?カニゼンメッキ?どっち?

無電解ニッケルメッキは「カニゼンメッキ」とも呼ばれています。

これは、日本カニゼン株式会社が、日本で最初に無電解ニッケルメッキを広めたときに「カニゼンメッキ」という商品名を使ったからです。

「無電解ニッケルメッキ」というよりも、「カニゼンメッキ」という言葉の方がしっくりくる方も多いかもしれません。日本での無電解ニッケルメッキの使用の始まりが「カニゼンメッキ」だったからです。

無電解ニッケルメッキのはじまり

そもそも無電解ニッケルメッキの利用が始まったのはいつでしょう?

無電解ニッケルメッキは1944年に偶然に発見されました。そして1946年、Brennerによる研究を端緒に無電解ニッケルメッキの利用が始まりました。  

その後、無電解ニッケルメッキは実用化され、当時の小野田セメントが日本におけるライセンスを取得し1955年、日本カニゼン株式会社を設立。それから、日本でも無電解ニッケルメッキが広まっていったのです。

無電解ニッケルメッキのメリット(長所)デメリット(短所)と特徴

自社の機器にも無電解ニッケルメッキを加工してみたいけど、そのメリット(長所)デメリット(短所)が気になるという人も多いのではないでしょうか?無電解ニッケルのメリット・デメリットを紹介していきます。

無電解ニッケルメッキのメリット(長所)とは?

無電解ニッケルメッキのもつメリットは以下の通りです。

  • 電気を使わないため、金属以外の通電しない素材にも使える
  • メッキの厚さが均一
  • メッキ皮膜にピンホールが少ない
  • メッキさされるものへの形状の影響が少ない
  • 幅広い金属へのメッキができる
  • さまざまな形状にメッキできる
  • 硬度・摩耗性・耐食性に優れている
  • 耐熱性がある
  • はんだ付けが可能
  • RoHS(ローズ)指令に対応(鉛フリーの素材なので安全

上記で挙げた無電解メッキの特徴に合わせて、無電解ニッケルメッキにはさらにメリットが増えます。

外部電源を用いることなく化学的還元作用によりメッキ処理するため、電気メッキで見られるような局部的に膜厚が厚くなるということがないため、複雑な形状の部品にも均一な厚さのメッキができます。

膜厚が均一であることや硬度については、以下で詳しくご紹介します。

無電解ニッケルメッキの膜厚

無電解ニッケルメッキの特徴として、均一で薄い膜厚が可能だと言われています。

実際に、無電解ニッケルメッキの膜厚はどこまで均一なものが実現可能なのでしょうか?

こちらは、パイプにメッキ処理した際の当社実績画像です。

無電解ニッケルメッキ実績事例

パイプ内径5mmという非常に細い部位に、無電解ニッケルメッキの表面処理を施したのですが、膜厚は15.20~15.48μmでした。

1μm(マイクロメートル)は、0.001mm。

肉眼では確認できないかなり極小の単位です。弊社の無電解ニッケルメッキならば、これほど精度の高い均一な膜厚を実現することができます。

無電解ニッケルメッキの硬度

無電解ニッケルメッキの表面処理を施すことで、硬度が増します。

それは、300~400°の熱処理を施すことで可能となります。どれほどの硬さかというと、硬度最大値は、HV900~1000に達し、ステンレスの約4倍の硬さとなります。

無電解ニッケルメッキ(electroless plating)の皮膜は、電気メッキで得られるニッケルメッキ皮膜に比べ硬い皮膜になります。ニッケルベースの皮膜に数%リンを含むニッケルーリン合金により、硬度が増すからです。

各温度で1時間熱処理後の無電解ニッケルメッキ硬さ

無電解ニッケルの皮膜硬度は400℃付近で最高硬度に達し、そこから緩やかに皮膜硬度が下がっていきますが、500℃でも800HVと非常に硬い状態をキープすることが可能です。

無電解ニッケルメッキ(ニッケルリン合金メッキ)の引張強さ、内部応力、磁気特性および皮膜構造などはリンの含有率によって大きく変化し、延性は皮膜中の含リン率11%の時に1.5~2.0%の最大伸びが得られ、この含リン率からずれると伸び率は減少します。

​皮膜の密度はリンの含有率の増加に従って密度は減少します。

リンの含有率が10%以上のニッケルリン合金メッキは非晶質となり磁性を示さなくなります。

無電解ニッケルメッキのデメリット(短所)とは?

では、逆に無電解ニッケルメッキのデメリット(短所)はどんなことでしょうか?

  • 価格が安くはない
  • 低リンタイプは耐食性が劣ることもある

残念ながら、無電解ニッケルメッキの価格は安くはありません。ただ、他の無電解メッキと比べると安く感じる方もいるかもしれません。

弊社では少ロット・1点からのご注文も承っております。また、使用環境・目的に応じた試作のご提供も可能です!ぜひ、ご相談ください。

また、低リンタイプは耐食性が低くなってしまいます。これに対し、弊社では耐食性の高い、高リンタイプを取り扱っております。

リンの濃度(パーセンテージ)は、ご希望に応じて選択いただけますので、ぜひご相談ください。

無電解ニッケルメッキの種類

無電解ニッケルメッキは、リンのパーセンテージによって、特性が変化してきます。

  • 高リンタイプ(11~12%
    耐食性、耐酸性、耐塩水性に優れる。非晶質なため非磁性。
  • 中リンタイプ(7~10 %)
    汎用性が高い。特殊素材への密着性が高くなる。非磁性だが、熱処理を施すことで磁性。
  • 低リンタイプ(1~4%)
    耐食性が劣るが、特殊場合に耐食性を発揮。ハンダ付性に優れる。磁性。

この3種類の無電解ニッケルメッキの特性については、こちらになります。

無電解ニッケルメッキ(含リン率の違いによる皮膜特性)

無電解ニッケルメッキをするとさびにくい?

素材の耐食性を高めてくれる無電解ニッケルメッキ。

無電解ニッケルメッキをした場合とそうでない場合、実際にどれほど変わってくるのでしょうか?

以前、こんなお問い合わせがありました。

「下地に無電解ニッケルメッキを施し、細部までメッキを付けたいと考えています。10年後、錆びの発生はどの程度と予想されるでしょうか」

それについての回答はこちらになります。

結論からお話すると、長期の経時変化を評価したデータはございません。
ですので、推測のお話になりますが、 数年前に制作したようなサンプル見本なども腐食していませんので、長期的な耐食性は見込めるものと予想できます。
「10年後」という期間で言いますと、「クリーンルーム」のような環境でしたら、錆の発生はなく、素材の使用を期待できるものと思われます。ごみやほこりがなく、空気清浄度が確保された状態で、水分が触れるような環境でなければ、10年後も腐食は発生せずに維持できているでしょう。


また、こちらのお客様は硬質クロムメッキをすでに施しておりました。
しかし、 無電解ニッケルを下地に施すということは、無電解ニッケル+硬質クロムめっきの2層メッキになってしまいます。
この場合、素材自体を変える方法もあります。素材を腐食しにくいステンレス銅に変更することで、素材の腐食を抑えながらなおかつ硬質クロムメッキだけで対応することもできます。素材を変更することで材料費は上がりますが、トータルコスト的には抑えるということもできます。

ただ、こちらはあくまで提案事例ですので、お客様の使用する環境・目的によって変わってきます。耐食性でお困りの際は、ぜひ弊社までご相談ください。

まとめ 無電解ニッケルメッキで硬度・摩耗性・耐食性が向上!

無電解ニッケルメッキをすれば、

硬度・摩耗性・耐食性の向上

が可能です。

さらに、さまざまな素材、複雑な形状にも均一の膜厚でメッキができます!

はんだ付けができ、RoHS(ローズ)指令に対応(鉛フリーの素材なので安全)しています。

反対にデメリットは、

  • 価格が安くはない
  • 低リンタイプは耐食性に劣ることもある

です。しかし、弊社では1点からの加工、試作も対応しております。また、低リンタイプだけでなく、高リンタイプ、中リンタイプにも対応しておりますので、ぜひお気軽にご相談ください。

お気軽にお問合せください。

*
*
* (公開されません)

経営者インタビュー 元プロボクサー畑山氏に取材して頂きました。