無電解メッキ
無電解ニッケルメッキは、電気メッキと異なり、通電を行う事なく素材をメッキ液に浸漬するだけで、素材の種類、形状に関係なく厚さの均一な皮膜が得られます。
さらに、プラスチックス、セラミックス等の不導体にもメッキが可能で、耐食性も極めて優れています。
メッキ皮膜の特性は、浴種およびメッキ条件の選定で様々に変化し、硬さ、耐磨耗性等の機械特性や電気抵抗値、磁性等の電気的、磁気的特性に変化に富んだ優れた皮膜が得られます。
最近各種合金皮膜や複合皮膜の開発、工業化が推進され、より機能的な特性が付与されるなど、応用面での新規開発が計られています。
一方、世界的に環境に対する関心が高まる中、2006年7月からRoHS指令がスタートし、鉛や6価クロム等が規制され始め、ニッケルメッキ皮膜中の鉛がその規制対象物質となりました。
そこで、昨今では、環境にやさしいメッキ液の開発や無電解メッキの課題である多量の廃液に対する取り組みについても注目が集まっています。
無電解ニッケル - リンメッキ
特徴
無電解ニッケルメッキ浴は、金属塩・還元剤・pH緩衝剤・pH調整剤・錯化剤・促進剤・安定剤等の成分で構成されています。
無電解ニックルメッキでは、ニッケル塩として硫酸ニッケル・塩化ニッケルが使用され、還元剤を次亜燐酸塩をとするケースが該当し、「ニッケル－リんタイプ」と言います。
無電解ニッケルメッキにおいて最も一般的な手法です。
用途・機能
用途
無電解ニッケルメッキの用途では、自動車産業、複写機等の事務機械産業が最も多くのシェアを占め、次に電子機器、コンピュータなどの電子産業と続いています。
無電解ニッケルメッキは、複雑な形状の部品にも均―にメッキ出来る特性から、精密部品等にも数多く応用されているます。また皮膜が非常に精密であるために、ピンホールが出来難く耐食性にも優れている。
そのため、化学産業、工作機械などあらゆる分野で検討され応用の拡大が進んでいます。
無電解Ni－Pメッキは、最大の市場性を持ち普及していますが、他の無電解ニッケル合金メッキやそれを利用した複合メッキ等についても、その合金皮膜特有の機能性を生かした特殊用途として、大いに期待されています。
機能
自動車工業
耐食性、耐磨耗性、硬度、寸法精度、焼付き防止
電子工業
耐食性、硬度、寸法精度、ハンダ付け性、蝋付け性、溶接性
精密機器
耐食性、耐磨耗性、硬度、寸法精度、電気的特性、非磁性
航空、船舶
耐食性、耐磨耗性、硬度、寸法精度 等
化学工業
耐食性、耐磨耗性、汚染防止、酸化防止
品質維持のための取組み
金属上に無電解ニッケルメッキする場合
各種金属鉄・銅・アルミ・ニッケルやそれらの合金に合った適切な前処理―メッキ―後処理の工程をとります。前後の処理は普通のメッキ工程となんら変わりはありません。
プラスチック・セラミックス・ガラス等の不導体上にメッキする場合
脱脂一化学的粗化一触媒付与―活性化―メッキ―電気メッキ―後処理の工程を施すことにより、直接メッキすることが可能となります。
けれども、金属上のメッキと比べてかなり工程が複雑になります。
不導体(セラミック・ガラス等)の一部金属部へのメッキをする場合
触媒付与－化学的活性化－メッキ－貴金属メッキ等の工程でメッキ可能です。
長寿命化とリサイクル技術
無電解ニッケルメッキの最大の課題は、連続で使用することにより、不純物などの蓄積によって、作業条件の悪化(析出速度の低下等)や皮膜特性の劣化(光沢、応力など)が起こり、廃棄更新しなければならない点にあります。
またこの濃厚廃液は、有機物やPを多量に含有するため、単に金属の処理だけでなく、COD、P、N対策まで考慮しなければならなりません。
地球環境保全の立場から、この課題に取り組んで行く必要があります。
現在、この問題解決のために、メッキ液の長寿命化とは有用物質のリサイクルの両面から研究が進んでいます。
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ニッケルテフロンメッキ(無電解ニッケル複合メッキ)
特徴
無電解ニッケルメッキ浴に特殊な特性を持った物質の微粉末を混合し、メッキと同時に共析させることで、その微粉末の特性と、メッキの特性とを組み合わせ、メッキの寿命(耐久性、摺動性等)を向上させる手法を指します。
用途・機能
用途
無電解ニッケルメッキの用途では、自動車産業、複写機等の事務機械産業が最も多くのシェアを占め、次に電子機器、コンピュータなどの電子産業と続いています。
無電解ニッケルメッキは、複雑な形状の部品にも均―にメッキ出来る特性から、精密部品等にも数多く応用されているます。また皮膜が非常に精密であるために、ピンホールが出来難く耐食性にも優れている。
そのため、化学産業、工作機械などあらゆる分野で検討され応用の拡大が進んでいます。
無電解Ni－Pメッキは、最大の市場性を持ち普及していますが、他の無電解ニッケル合金メッキやそれを利用した複合メッキ等についても、その合金皮膜特有の機能性を生かした特殊用途として、大いに期待されています。
機能
耐磨耗性皮膜
高硬度、高融点の微粒子を共析させる。
（例）SiC、A1203、B4C、Si3N4、ダイヤモンド等
自己潤滑性皮膜
固体潤滑剤の微粒子を共析させる。
（例）BN、MOS2、テフロン(PTFE)、フッ化黒鉛、等
耐磨耗性と自己潤滑性の混合皮膜
高硬度、高融点の微粒子と個体潤滑剤の微粒子を同時に共析させる。
（例）SiC－BN、Si3N4+BN、Si3N4+CaF2、等
耐食性皮膜
金属共析させる。
（例）Cr、Mo、W、Ti、Cr＋Mo等
品質維持のための取組み
メッキの方法
微粒子をメッキ液中に均―に分散させるため、その粒子に適した分散剤を選択することとメッキ槽の構造、攪拌方法等に工夫する必要があります。
攪拌方法は、エアー、プロペラ、ポンプによる循環吹き上げ方式等が採られています。
また、複合メッキの微粒子の共析は、ごく一部を除き、方向性により共析量に差が生じます。
完全に均一化することは困難である為、その製品の重要性を調査し、ラッキング方法、回転方法等を選択することが、必要となってきます。
複合メッキに利用される微粒子について
複合メッキに利用される微粒子の粒径は、0.2～25μm程度と、応用される物により選択されますが、メッキ液に対して不溶性、非触媒性、非触媒毒性、良好なる分散性が必要です。
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無電解無電解ニッケル-ボロンメッキ
特徴
無電解ニッケルメッキ浴は、金属塩・還元剤・pH緩衝剤・pH調整剤・錯化剤・促進剤・安定剤等の成分で構成されています。
ニッケル塩としては硫酸ニッケル・塩化ニッケルが使用され、水素化ホウ素塩・ジメチルアミノポランを還元剤として使用し、「ニッケル－ほう素タイプ」と言います。
また、2種類の選元剤を利用した、「ニッケルーリん―ほう素」タイプもあります。
用途・機能
用途
無電解ニッケルメッキの用途では、自動車産業、複写機等の事務機械産業が最も多くのシェアを占め、次に電子機器、コンピュータなどの電子産業と続いています。
無電解ニッケルメッキは、複雑な形状の部品にも均―にメッキ出来る特性から、精密部品等にも数多く応用されているます。また皮膜が非常に精密であるために、ピンホールが出来難く耐食性にも優れている。
そのため、化学産業、工作機械などあらゆる分野で検討され応用の拡大が進んでいます。
無電解Ni－Pメッキは、最大の市場性を持ち普及していますが、他の無電解ニッケル合金メッキやそれを利用した複合メッキ等についても、その合金皮膜特有の機能性を生かした特殊用途として、大いに期待されています。
機能
自動車工業
耐食性、耐磨耗性、硬度、寸法精度、焼付き防止
電子工業
耐食性、硬度、寸法精度、ハンダ付け性、蝋付け性、溶接性
精密機器
耐食性、耐磨耗性、硬度、寸法精度、電気的特性、非磁性
航空、船舶
耐食性、耐磨耗性、硬度、寸法精度 等
化学工業
耐食性、耐磨耗性、汚染防止、酸化防止
品質維持のための取組み
金属上に無電解ニッケルメッキする場合
各種金属鉄・銅・アルミ・ニッケルやそれらの合金に合った適切な前処理―メッキ―後処理の工程をとります。前後の処理は普通のメッキ工程となんら変わりはありません。
プラスチック・セラミックス・ガラス等の不導体上にメッキする場合
脱脂一化学的粗化一触媒付与―活性化―メッキ―電気メッキ―後処理の工程を施すことにより、直接メッキすることが可能となります。
けれども、金属上のメッキと比べてかなり工程が複雑になります。
不導体(セラミック・ガラス等)の一部金属部へのメッキをする場合
触媒付与－化学的活性化－メッキ－貴金属メッキ等の工程でメッキ可能です。
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