無電解ニッケルメッキは耐食性や硬度など、さまざまな目的で使用されます。
昨今ではその用途も拡大し、処理できるメッキメーカーも全国各地に増えています。
実際に製品仕様や図面に無電解ニッケルメッキの指定がされるものも増えているかもしれませんが、最初はそれをどこのメッキメーカーに頼むべきかも迷うところかもしれません。
無電解ニッケルメッキを行うに当たり、メーカー選びは重要です。
価格や納期といった面も大切ですが、なんといってもメッキメーカー選びは品質勝負です。
例えば、どんなに安く製品が仕上がっても、すぐに剥がれてしまうようなメッキでは意味がありません。
本記事では、主な無電解ニッケルメッキの品質を形状、機能、環境と分けて、メーカー選びのポイントを考察してゆきます。なんといっても品質がものを言うメッキ。
メッキメーカー選びで悩んでいる方は参考にしてみてください。
■ＩＮＤＥＸ■
・無電解ニッケルメッキの原理
・無電解ニッケルメッキの特徴
・無電解ニッケルメッキの用途
・メッキの品質
・形状的品質
・機能的品質
・環境的品質
・形状面：膜厚管理、処理可能なサイズなど
・機能面：密着性など
・環境面
・その他のポイント
・黒色無電解ニッケルメッキ
・複合メッキ
１．無電解ニッケルメッキとは
１．１．無電解ニッケルメッキの原理
無電解ニッケルメッキは、アルミニウム材や鉄材など、さまざまな素材にメッキを行う方法の一つです。皮膜はニッケルとリンの化合物から成る物質で、素材の耐食性や硬度を上げる方法として知られています。
電解ニッケルメッキなどの他の方法だと、メッキ皮膜を生成するに当たり、電極を利用して素材に通電することが多いですが、無電解ニッケルメッキでは電極を使用しません。
メッキ液内に電解液といわれる成分を含ませ、素材そのものを触媒として電子を放出させ、外部からの電流のかわりにその電子を利用します。
電流を流さず、化学的な作用のみでメッキを行う方法で、それによって電解メッキでは実現困難だった性質も持つことができます。
１．２．無電解ニッケルメッキの特徴
上記のような原理でメッキを行うため、無電解ニッケルメッキは電解メッキで問題となる電極からの素材の位置関係は考える必要がありません。
このことは、素材のどの位置でも均一なメッキ層を生成できることを意味しており、メッキ厚も均一となります。
複雑な形状をしている素材でも、均一なメッキを行うことができ、精密部品のメッキなどにはとても適しています。また、通電できないようなプラスチックのような素材でも、メッキを行うことができます。
ニッケルとリンの化合物から成る皮膜は、素材を腐食から守る耐食性にも優れています。
電解ニッケルメッキより緻密な皮膜が生成でき、ピンホールも少ないので、より高い耐食性を期待することができます。
また、硬度も高く、機械の摺動部などの消耗のしにくさを表す耐摩耗性も高くすることができます。
無電解ニッケルメッキの原理や特徴についてはコチラも御覧ください。
１．３．無電解ニッケルメッキの用途
均一で耐食性や耐摩耗性の高い皮膜を持つ無電解ニッケルメッキは、自動車や船舶、航空機などの摺動部によく使われます。
また、均一な皮膜であることから寸法の管理がしやすく、なおかつ硬度も期待できるので、金型などに使用されることもあります。
耐食性と共に一部の薬品に対する耐薬品性も高いため、化学物質を扱うような部品にも適用されます。
また、通電性のある皮膜であることも特徴で、電子部品にも使用されます。
その他も含めたさまざまな無電解ニッケルメッキの用途については、コチラでも紹介されています。
２．無電解ニッケルメッキの品質
２．１．メッキの品質
このように様々な分野で大活躍の無電解ニッケルメッキですが、いざ活用しようと考えたときに、どのような点に気を付け、どのようなメッキメーカーに依頼したら良いのでしょうか？
製品ですので、コストや納期は当然考慮されるべき点ですが、メッキはなんといっても品質が命です。
そもそもコストや時間を掛けてでも行うメッキですから、確実に恒久的に十分な機能が付与される必要があります。
費用をケチって、あまり有効にならないメッキをしてしまうのは、得策ではありません。
メッキはあくまで、品質にこだわりたいところです。
では、メッキの品質としてどのような点が挙げられるか、以下にご紹介します。
２．２．形状的品質
まずは形状面の品質です。
無電解ニッケルメッキは複雑な形状でも均一な皮膜を生成できることは既に述べた通りです。
その皮膜においても、しっかりと指定した膜厚をクリアしてくれなければ、メッキ製品が担保すべき耐食性や耐摩耗性が保持されず、製品の耐久性にも影響します。
膜厚が指定されたものをクリアしているかどうかは、メッキを行う上で最も重要な品質と言えます。
また、メッキにムラができて素材の形状が少しでも崩れることが製品の機能に影響を与えることもあるかもしれません。
特に素材の形状や寸法が精密で、機能にも影響を与えるようなものは、このあたりの品質にもこだわりたいところです。
２．３．機能的品質
メッキが形状的に問題なくても、何かの拍子で剥離が起きてしまうようなものでは元も子もありません。素材と皮膜がしっかりと密着していることは大切な品質です。
また、皮膜の一部に穴が空くようなピンホールといわれる現象があります。
このような現象が起こると、他の箇所で耐食性を保てたとしても、その箇所から集中的に腐食が進展してしまうので、メッキの意味がなくなってしまうことがあります。
ピンホールなどの皮膜欠陥の有無も、機能的な品質としては大切なことです。
なお、無電解ニッケルメッキは、電解メッキなどに比べて皮膜が緻密で、ピンホールの発現率も低いメッキとして知られており、この点では優位性も高いです。
２．４．環境的品質
昨今では特に、製品の地球環境への影響も注目されます。
使いやすくて便利な製品でも、それが環境破壊を巻き起こしてしまうものでは、持続的に使用することを躊躇わせてしまいます。
環境への意識が進んでいるヨーロッパでは、RoHS指令と言われる環境に関する規制が発令されており、現在ではこれが世界標準となっています。
製品を開発し、それを世間に流通させるのであれば、このRoHS指令はしっかりと準拠しておきたいところです。
実はメッキ技術の中には、これが難しく、使用が制限されてしまうものもあります。
３．無電解ニッケルメッキのメーカーを選ぶポイント
３．１．形状面：膜厚管理、処理可能なサイズなど
ここまで述べてきたようなことを踏まえると、メッキメーカーを選ぶポイント、依頼する際のポイントも、品質重視が良いということになります。
例えば形状面の品質だと、依頼者が膜厚を指定することになります。
まずはしっかりその膜厚をクリアしていることです。
無電解ニッケルメッキの場合、メッキ時間が皮膜の厚さに比例するため、メッキ時間で膜厚を管理することが一般的です。
このあたりの膜厚管理がしっかりしているかどうか、膜厚を確認するすべをしっかり確保しているかどうかは、メッキメーカーの大切なノウハウです。
メッキのムラなどもメッキ液の組成や浴槽の管理の問題となりますので、そのあたりも充実したメッキメーカーがベターです。
その上で、意外と確認漏れを起こしがちなのは、製品のメッキ可能サイズです。
メッキメーカーが持っている浴槽にはサイズがあり、メッキ処理が可能な製品のサイズにも限界があるので、その確認はしておいたほうが良いです。
３．２．機能面：密着性など
メッキの密着性は前処理を行うだけで格段に変わります。
前処理とは、メッキ本来の処理を行う前に、素材の表面を脱脂したりエッチングしたりすることです。
メッキに際して、密着性が心配な場合はこの前処理をしっかりと行っているか確認することは有効です。
なお、無電解ニッケルメッキの一般的な前処理は、脱脂→エッチング→スマット除去→ジンケート処理といった流れです。
また、後処理としてベーキング処理を行うことでも密着性を向上させることができます。
ただし、ベーキング処理を行うと、耐食性が下がってしまう場合もあるので、その点は注意が必要です。
３．３．環境面
無電解ニッケルメッキにおいてRoHS指令に注意すべき点は安定剤です。
メッキには、メッキ液の分解を防ぐ役割などを担う安定剤が使われますが、以前は鉛を使っていることがありました。
鉛はRoHS指令に抵触する物質であり、製品に含まれても、廃棄する際にもさまざまな形で環境に影響を与えてしまう物質です。
そこで、昨今はビスマスなどを代替とした鉛フリーの安定剤の適用にシフトチェンジしているメッキメーカーも多いです。
安定剤が鉛を含んだものでないかどうかは、メッキメーカーを選ぶ点でも一つのポイントになります。
３．４．その他のポイント
メッキメーカーがさまざまなクライアントの要望に応えられるかどうかもちょっとしたポイントと言えるかも知れません。
例えば、製品によってはクリーンルームでの洗浄や梱包が可能かどうか、部分メッキが可能かどうかなどです。
メッキの用途や目的はさまざまなものがあるので、依頼主の方にとってのそれ以外の細かい品質は他にも多くあると思います。
メッキメーカーがしっかりとコミュニケーションを取れ、そのような要求にも回答を持っているかどうかは、品質という点以外でメーカー選びのポイントになるのではないかと思います。
４．無電解ニッケルメッキのバリエーションやオプション
４．１．黒色無電解ニッケルメッキ
無電解ニッケルメッキは、基本的にはシルバー系の色味をした金属質の皮膜ですが、いくつかバリエーションがあります。
こういったバリエーションもメッキメーカーによって、対応の有無があります。
例えば、色のバリエーションでいうと、同じ皮膜の性質で黒色をしている黒色無電解ニッケルメッキがあります。
皮膜を黒くするため、メッキ後の後処理として酸化処理を行うことによって実現できます。
黒色化の工程はありますが、基本的には環境面への影響も通常の無電解ニッケルメッキと同等です。
カメラなど光学製品の部品に用いることなどがあります。
４．２．複合メッキ
もう一点、テフロン無電解複合メッキをご紹介します。
この方法は、メッキのベースの皮膜はニッケル-リン化合物の無電解ニッケルメッキなのですが、テフロン粒子を分散させて共析させる方法です。
無電解ニッケルメッキの性質に加え、テフロンの性質である摺動性、離型性、撥水性などが付加され、成形型などに用いると良い方法です。
このような粒子の共析はタングステン、セラミックス、SiC、ダイヤモンド、カーボンなどでも可能です。
メーカーによって対応の有無が異なるので、確認してみる必要があります。
５．無電解ニッケルメッキを行う際の注意点
無電解ニッケルメッキを行うに当たって、さまざまなポイントを述べてきました。
そんな中で、いくつか注意点もあります。
寸法的な面でいうと、図面に記号などで書かれたメッキの膜厚しては、多くの場合「〇〇μm以上」という指定しかなく、それを「ピッタリ〇〇μm」と期待している人もいらっしゃるようです。
例えば、寸法的な制限で「△△μm以下」の公差も必要な場合は、その旨も図面などに記載する必要があります。
また、メッキは基本的に吊って行います。
吊るための穴があるかどうか、その穴で製品が落下することなどがないか、などは十分に配慮しておくべきことで、メッキメーカーにも確認しておいたほうが良いことです。
形状の確認という意味では、反応ガスが溜まってしまわないか、前処理液が残留しないかなどの理由で行われる場合もあります。
前にも述べましたが、そういった点も含め、メーカーとの確認事項などでのコミュニケーションは十分に取って、良い品質のものを一緒に目指してゆきましょう。
６．弊社の対応について
当社でも無電解ニッケルメッキに対応しております。
もちろん弊社で対応できる内容であれば弊社にて処理を行いますが、弊社でサイズなど対応が難しい場合、全国の協力メーカーから対応できるメーカーを探し弊社が協力メーカーと処理方法の調整など行いますので、複数のメーカーにご相談のご連絡を頂く必要がございません。
当社にご依頼頂く3つのメリット
自社で対応が難しい案件でも全国各地の協力メーカーにて対応
品質管理や納期管理は当社が一元管理を行いますので、ご連絡は弊社担当者一本で完了できます。
複数社確認を取る手間が省けます。
７．まとめ
無電解ニッケルメッキのメーカー選びのポイントについていくつか項目を挙げました。
以下はそのまとめです。
無電解ニッケルメッキを行うとき、大切なのは品質である。
メッキの品質には、膜厚管理などの形状面の品質、密着性などの機能面の品質、環境面の品質などがある。
それぞれの品質について、どのように対応しているかをメッキメーカーとコミュニケーションを取って十分に確認することが大切である。
【著者のプロフィール】
1996年、福井工業大学附属福井高等学校を卒業後、地元のメッキ専門業者に入社、 製造部門を4年経験後に技術部門へ異動になり、携帯電話の部品へのメッキ処理の試作から量産立ち上げに携わる。
30歳を目前に転職し別のメッキ専門業者に首席研究員して入社。 メッキ処理の新規開発や量産化、生産ラインの管理、ISO9001管理責任者などを担当。