金メッキ
金という素材は非常に貴重で高価な素材です。金の性質が必要な製品の場合、その部材すべてを金で製造することはとてもコストが掛かってしまい、実質的に不可能です。
金の見た目や性質は金メッキに任せ、中身をもっと安価で軽い物質にしておくことで、コストを抑えながら、求めたい特性は金メッキで求めることが可能です。
目次
1.1. 金とは
1.2. 金メッキとは
1.3. 金メッキの特徴
2.1. 装飾用途
2.2. 工業用途
3.1. 変色のメカニズム
3.2. 変色による影響と対策
4.1. 剥がれのメカニズム
4.2. 剥がれによる影響と対策
6.1. まとめ
6.2. 専門家へお問い合わせとご相談
1.金メッキとは
1.1.金とは
金は原子番号79、元素記号Auの元素で、人類の歴史でも古くから活用されている金属です。
言わずと知れた美しい黄金色の魅力は、時代を超えて人々を魅了し、装飾用の貴金属として歴史のさまざまな場面で登場します。
また、価値の高い金属として、古くから現在に至るまで、貨幣の代わりや投資の対象としても存在感を持った金属です。
金には工業的な価値もあります。熱伝導や電気伝導に非常に優れており、酸やアルカリなどの化学的な腐食にも強い性質があります。
このような性質から、医療やエレクトロニクスの分野では重宝されていますが、それ自体は非常に柔らかいため、ほとんどが合金として使用されています。
1.2.金メッキとは
メッキという技術は、金属の薄膜を他の金属に付着させて表面を覆う表面処理方法です。
製品によっては、表面の性質さえ満たしていれば中身の断面まではその金属である必要がないものも多く、そういった場合に用いられる技術です。
金という素材は非常に貴重で高価な素材です。金の性質が必要な製品の場合、その部材すべてを金で製造することはとてもコストが掛かってしまい、実質的に不可能です。金の見た目や性質は表面の薄膜に任せ、中身をもっと安価で軽い物質にしておくことで、大幅な経済性などの有意を得ることができるのです。
金メッキは電気を用いた電解メッキで行うことが多いですが、電極を用いずに化学の作用のみでメッキを行う無電解金メッキもあります。なお、似たような技術として、厚めの金の板を熱や圧力を用いて素材に貼り付ける金張りという方法もありますが、これは金メッキの種類には入りません。
1.3.金メッキの特徴
金メッキの基本的な特性は、金の特性と同じです。
金は化学的にとても安定で耐食性に優れ、錆びにくい物質です。
この金の性質が表面に付与され、表面で金属が錆びたりしないということで、素材の耐久性を増してくれます。
電気伝導性にも優れています。
金は銀に次いで電気をよく通す物質としても知られていますが、素材に電気的な性質を付与してくれます。
このような性質から、はんだ付け性やワイヤボンディング性といった特性も合わせ持っています。
また、熱伝導性にも優れた特性を示し、色々な優れた特性を持った金属ですが、金はとても柔らかく、表面の硬度や耐摩耗性には優れていません。
機械の摺動部のような他の部材と接する箇所への適用には向いておらず、そのような場合、硬質金メッキという硬度を持った金メッキを選択することになります。硬質金メッキとは、金の他にニッケルなどの添加物を用いて硬度を高めた皮膜です。
2.金メッキの用途
2.1.装飾用途
金メッキの用途には、大きく分けて装飾用途と工業用途があります。
装飾用途とは、金の見た目の美しさを利用した用途です。多くのパターンで、装飾用途というものの、その耐食性の高さも製品の耐久性に一役買っています。古くは刀剣や馬具、仏具などにも金メッキが使われていました。東大寺の大仏などは金メッキの代表的な例です。
現代でも、時計やアクセサリーなどはよく知られており、宝飾店などでも見かけることが多いかと思います。
ただし、宝飾店などで見かける金色の製品は、製品自体が金製のものに加え、厚手の金張りで表面処理しているものもあり、厳密に言うと金メッキでないものもあります。
2.2.工業用途
金メッキは単に装飾用途で見た目を良くするためだけに行われるものではありません。
装飾品の耐久性自体も向上するように、金メッキの役割として耐食性は大きなポイントです。
このような耐食性を活かし、ピンやネジ、機械部品など部品同士が接するような摺動部の場合、硬質金メッキを行うことが多いです。
また、他の活用法として、金は電気伝導性も高いので、プリント回路基板やコネクタなどに金メッキが活用されている例も少なくありません。
3.金メッキの変色
見た目も美しく、工業的価値も高い金メッキですが、時として不具合を生じることもあります。
金メッキの代表的な不具合は変色と剥がれです。
装飾用途で用いる金メッキがあまり変色してしまうのは困りものですが、残念ながら金メッキも変色する可能性はあります。
メッキの変色の原因の多くは、酸化もしくは硫化です。
身につけるアクセサリーなどの場合、身体からの皮脂や汗によって金が反応してしまう場合があります。
また、高温多湿で光が当たるような環境は、変色を助長してしまいます。
長期的に見た場合、空気中の硫化水素と反応すると、黒ずんでくることがあります。
3.2.変色による影響と対策
変色することによって、即座に著しく耐食性が落ちることはありませんが、長期的に見ると多少の影響はあります。
また、電気的特性の低下を起こす可能性があります。
装飾用途では特に美しい金色が損なわれることが最大の影響と言えるかもしれません。
装飾用の金メッキ品は、身につけた後は柔らかい布で皮脂や汗を拭き取ることが大切です。
また、高温多湿や光をできるだけ避け、密封した状態で保管することもお勧めします。
段ボールなどにそのままの状態で保管しておくと、硫化が起きてしまい変色してしまいますので、注意が必要です。
4.金メッキの剥がれ
4.1剥がれのメカニズム
もう一つ深刻な不具合は剥がれです。
メッキは元来、素材表面と強く結びついており、簡単に剥がれるものではありません。
しかし、元の素材が錆びていたり表面に油脂などが残った状態のままメッキをしてしまうと、密着不良が起きてしまい、そこから剥がれてしまうことがあります。
製品の長期間の使用に伴い、次第に剥がれてゆくことも有り得ます。
また、目の荒いもので磨いたりするとメッキを剥がしてしまう場合があります。
4.2.剥がれによる影響と対策
剥がれによって、本来メッキされているところは剥き出しの状態になるわけですから、耐食性などは著しく悪くなります。
剥がれたところを契機に、腐食が進んでしまうことも有り得ます。また、電気伝導性も剥がれたところではなくなってしまいます。
見た目においても、メッキが剥がれたところは中の素材の色が露出し、元々の美しい金色のイメージを損ねてしまいます。
剥がれを起こさないためには、メッキ前処理が重要です。
前処理とは、メッキ工程を行う前に事前に表面の脱脂を行ったり、酸洗をして不純物を取り除く工程です。
これを十分に行うことで、密着性が向上し、剥がれる心配はほとんどなくなります。
5.不具合が起きたときの注意点
変色や剥がれなど、メッキに不具合が起きたとき、くれぐれも注意しなければならないことがあります。
それは、ご自身でその箇所を削ったり磨いたり、修正を試みないことです。
前述のとおり、メッキした箇所を磨いてしまっては、メッキ層はさらに薄くなり、剥がれを助長してしまいます。
変色などに対しても、下手に磨いたり薬品を使ってしまうと、逆効果な場合も少なくありません。
メッキの不具合は基本的にメッキの専門業者でしか修正できません。
装飾品などは大切なものなら尚更、ご自身でなんとかしようとせず、メッキ業者に任せてみてください。
専門知識を持ったメッキ業者は、強い味方となってくれるはずです。
6.まとめとお問い合わせ
6.1.まとめ
金メッキについて、その特徴や用途と変色や剥がれといった不具合について解説してきました。
以下はそのまとめです。
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金メッキは耐食性に優れ、電気伝導性や熱伝導性も持った表面処理方法である。
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金メッキの用途として、古くは刀剣や仏具、現代でも時計やアクセサリーなどの装飾用途に広く用いられている。
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装飾用途の他に、金メッキは電気的な特性やはんだ付け性などを活かし、プリント基板やコネクタなどの工業的な用途にも用いられている。
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金メッキは皮脂や汗、空気中の物質との反応によって変色することがあり、特に装飾品は保管に気を配る必要がある。
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メッキ前の前処理が不十分だと金メッキが剥がれてしまうこともあるため、十分な前処理が必要である。
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メッキに変色や剥がれなどの不具合が生じた場合、自身で磨くなど自己処理で解決するのではなく、専門のメッキ業者に相談することが大切である。
6.2.専門家へのお問い合わせや相談
金メッキのことなら株式会社コネクションへご相談ください。
アルミニウム、鉄系、チタン、樹脂材料などに対応可能です。その他の素材についてもご相談ください。
純金メッキ(24kメッキ)以外にも硬質金メッキの対応もしております。
純金めっきは最大10μmまで処理実績がございます。
Q&A
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純チタン2種(170×150 t 10mm)の製品にニッケルめっき可能でしょうか?純チタンへのニッケルめっき対応可能です。 サイズ的にも問題ございませんので、形状の詳細がわかる図面を送って頂けると幸いです。
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亜鉛ダイキャスト(亜鉛ダイカスト:ZnDC)素材にニッケルめっきを施したいのですが、対応可能でしょうか?亜鉛ダイキャスト素材へのニッケルめっきを直接処理することができないため、下地に銅メッキを5μm以上施した上のニッケルめっき となります。指定の膜厚などお聞かせ下さい。
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ニッケルめっきを施したシャフト(SCM435)を一部追加工を施したのですが、一部ニッケルめっきが無くなってしまいました。 一部ニッケルめっきが無くなった箇所へニッケルめっきを施す事は可能でしょうか?形状によりますが、部分ニッケルめっき可能ですが、既存のニッケルめっきの上に再度ニッケルめっきを重ねても宜しければ全体的に 再度めっき処理を施させて頂いた方が意匠性、費用などの面から優位です。
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他社で処理しておりますニッケルめっき品で下地の銅めっきとニッケルめっきの層間で剥離が発生するものがあります。 考えられる原因は何でしょうか?考えられる原因としましては次の事が考えられます。 1.下地の銅めっき後の水洗水の汚れ 2.銅めっきからニッケルめっきに入るまでの時間が長い 3.下地の銅めっき表面に光沢剤の薄い皮膜がついている いずれにしましても弊社にて一度試作処理させて頂ければ問題を解決できると思われます。
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鉄鋼材をバレルめっきにてニッケルめっきを行なっていますが、凹み部などに黄色のシミ(変色)が発生することがあります。 シミ(変色)の発生原因と対策を教えて頂けないでしょうか?鉄鋼製の製品をバレルでめっきを行なっているとの事で、凹み部にめっきが析出していないものと考えられます。 ニッケルめっきが析出していないことで素材のサビが発生しているのでは無いかとかんがえられます。 対策としましては、1回の処理量を減らして尚且処理時間を伸ばし全体的なニッケルめっきの膜厚を厚く処理することで緩和されるものと思われます。
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真鍮製品にニッケルめっきを施していますが、皮膜の欠陥により被覆されていない事を目視で判断することはできなでしょうか?真鍮製品に施したニッケルめっきが被覆されているか確認する方法としましては、純水700ml、アンモニア水700ml、25%トリクロル酢酸700ml、もしくは過硫酸アンモニウム50g/l、アンモニア水75ml/lの溶液に5分浸漬することで、ニッケルめっきの欠陥などにより真鍮素材が露出している箇所は溶液が青色に変化するため可視化しやすく判断が可能です。
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ニッケルめっき浴(ワット浴)を使用してめっき処理を行なっていますが、pHが調整していないのに少しずつ下がって行きます。 一般的にpH調整で下げる事はあると思いますが、上げる事は少ないと思いますが適正な状態でしょうか?結論からお話しますと、適正な状態ではありません。 適正な状態ですとニッケルめっき浴の陽極のニッケルが溶解し、使用していない状態でも徐々にpHが上昇していく状態が正常な状態です。 pHが下がっていく原因としましては、ニッケルの陽極が少ない、もしくは前処理の酸が持ち込まれているのでは無いかと考えられます。
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ニッケルめっきのpHを上げるには水酸化ナトリウムやアンモニア水は使わずに炭酸ニッケルや水酸化ニッケルなどを使っていると思いますが、ナトリウムイオンやアンモニウムイオンが有害であるためと言われましたが、ピット防止剤や光沢剤ではナトリウム塩が用いられていますが有害では無いのでしょうか?メッキ浴にナトリウムイオンやアンモニウムイオンが含まれますとメッキ皮膜が硬く、脆いメッキ皮膜となるためこれらの塩は使わないようになっていますが、ピット防止剤や光沢剤は添加量が少量であるため、影響が小さいと考えられます。
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ニッケルめっきに非ろ波の整流器を検討しておりますが問題ありませんか?ろ波の必要性はありませんが、整流器の波形は全波がよく、半波ですとニッケルめっきにはおすすめできません。
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他社で処理しているニッケルめっき品ですが、時々めっき皮膜に割れが発生します。 突発的な不具合ですが、ニッケルめっき皮膜が割れる原因を教えて下さい。ニッケルめっき皮膜が割れが発生するということは、めっき皮膜が脆い事が原因かと思われます。 ニッケルめっき皮膜が脆くなる原因としましては、次の事が考えられます。 ①浴温が低すぎる。 ②pHが規格外になっている。 ③電流密度が高すぎる。 ④光沢剤が過剰などが考えられますので処理されているメーカー様にこの辺りの 情報を開示して頂ければ再度弊社の方で問題が無いか確認させて頂きます。
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装飾クロムめっき(ニッケルクロムめっき:下地に光沢ニッケル)で白く曇る現象がでております。 また、つき周りも低下しておりますが考えられる原因は何でしょうか?クロムめっき液の不調が考えられますが、下地に使用している光沢ニッケルめっきとして考えられる原因としましては、光沢剤過剰によりクロムめっきの析出を阻害している事が考えられます。 弊社の方でめっき専業社様へのコンサルティング(課題解決)なども行っておりますので、必要でしたらご相談ください。
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ニッケルめっきした製品にザラつきが発生しております。 原因としてはどのような事が考えられますか?ザラつきの原因は複数考えられます。 ①異物付着(メッキ液内に不純物が混入したものが付着) ②過剰な電流密度 ③素材起因のザラつき 現物をお送り頂ければ弊社の方で確認させて頂きます。
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ステンレス鋼にニッケルめっきを行う場合、ニッケルストライクが必要と言われましたが、なぜ直接ニッケルめっきが処理できないのでしょうか?また、ニッケルストライクとはなんでしょうかステンレス鋼は鉄とニッケルとクロムが主成分の材料です。その主成分であるクロム成分が素材表面に濃縮し、不動態膜が形成されるためですが、この不動態化が通常のニッケルめっきの前処理工程では除去できず、密着低下の原因となります。 ニッケルストライクは塩酸をベースとしたメッキ浴で、塩酸中でクロム金属は不動態化できないため、塩酸ベースのニッケルストライクで処理を行うと、不動態化を除去しながらニッケルめっきを処理することができ、密着性を確保することが可能です。
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ニッケルめっきとクロムめっきですが、素人では見分けが難しいのですが、簡単に見分ける方法はありませんか?簡単に見分ける方法としましては、息を吹きかける、シャワーを掛ける、日の光で確認するなどがあります。 いずれもニッケルめっきは黄色っぽく、クロムめっきは白っぽくなりますので見分けができると思います。
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柔軟性のあるニッケルめっきが欲しいのですが、対応可能でしょうか?無光沢ニッケルめっきでニッケル濃度、pH、温度、不純物などを調整することで、 比較的柔らかい(硬度HV150程度)のニッケルめっき皮膜を形成することが可能です。
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亜硫酸ガス雰囲気中で使用される部品がありますが、このような腐食性の大きい雰囲気中ですが、ニッケルめっきを施す事で使用可能でしょうか?亜硫酸ガス雰囲気での使用との事ですが、亜硫酸を含む腐食液を用いて行われるケスタニッチ法試験にて2層のニッケルめっきを評価した場合、下層の半光沢ニッケルめっきまで腐食されることから、亜硫酸ガス雰囲気での長期使用は難しいと思われます。 2層ニッケルめっきではなく、3層(トリニッケルめっき)や半光沢ニッケルめっきの下地に銅めっきを施す3層めっきにて使用できる可能性がありますのでご評価頂けると幸いです。
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3層めっき(トリニッケルめっき)はめっきの層を積層(ミルフィーユのように重ねる)することで耐食性が上がる事はなんとなくわかるのですが、母材から半光沢ニッケルめっき→トリニッケルめっき→光沢ニッケルめっきの組み合わせでなぜ耐食性が向上するのでしょうか?最下層の半光沢ニッケルめっき(メッキ皮膜硫黄含有率0%)と最上層の光沢ニッケルめっき(メッキ皮膜硫黄含有率0.05%)との中に、硫黄含有率の多いトリニッケルめっき(メッキ皮膜硫黄含有率0.1~0.2%)を施すことで、ニッケルめっきが腐食される際に局部電池作用が発生し、トリニッケルめっきが優先的に溶解するため最下層の半光沢ニッケルめっきが守られ結果的に耐食性の向上に繋がります。
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コバール(鉄、ニッケル、コバルトを主成分にした合金)に導電性目的のためにニッケルめっきを施す事は可能でしょうか?コバール素材へのニッケルめっきに関してですが処理実績もありますが、処理可能です。 指定の膜厚などお聞かせ下さい。
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窒化アルミナセラミックス(AIN)にニッケルめっきを施したいのですが可能でしょうか?窒化アルミナセラミックス(AIN)へのニッケルめっきにつきまして過去に処理実績がございますが、材料により反応が異なることから先行で試作処理を施させて頂き、処理可能かの確認テストが必要でございます。 端材で結構ですので条件出しに使用してもいい材料をご用意頂けるとテスト条件確認可能です。
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亜鉛ダイキャスト(ZnDC)にニッケルめっきを施したいのですが対応可能でしょうか?亜鉛ダイキャストにニッケルめっき関しまして過去に処理実績がございます。 特に問題なく処理可能ですが、下地に銅めっき5μm以上が必須となります。 製品の形状などわかる資料を送って頂けると幸いです。
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高速度鋼にニッケルめっきを施したいのですが、対応可能でしょうか?高速度鋼にニッケルめっき(電解ニッケルめっき)対応可能です。 指定の膜厚などがございましたらご連絡下さい。
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ステンレス(SUS304)につや消しの電解ニッケルめっきを施すことは可能でしょうか?ステンレスにつや消し電解ニッケルめっきの対応可能です。 つや消しの方法はショットブラストでのつや消し、めっき液でのつや消しなど選んで頂く事が可能です。
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小さなボタンのような形状の鉄素材の製品ですが、数量も多く吊るし用の穴なども無いのですが、電解のニッケルめっきは 可能でしょうか?小さなボタン形状との事ですのでバレルめっき(専用の容器に入れてメッキ処理)にて対応が可能でございます。 バレルめっきは一度に大量の製品が処理可能なため、ラック(一つ一つ製品を保持して処理)処理に比べ安価にできるメリットが ございます。 デメリットとしましては、製品同士が容器の中でぶつかりあうため、傷や打痕がついてしまいます。
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亜鉛鋼板へのニッケルめっき(装飾目的)を検討しておりますが、製品サイズが大きいのですが対応可能でしょうか? 寸法1800×1000 t0.4mm亜鉛鋼板へのニッケルめっきの対応可能です。 亜鉛を一旦除去してからの処理となりますが、一連の流れで亜鉛を剥離~めっき処理まで行いますので、腐食などは発生いたしませんのでご安心下さい。 サイズ的な所ですが、1800×1000mmであればギリギリのサイズとなりますが対応可能です。 製品が大きいため板の中央部などがニッケルめっきの光沢が鈍くなる可能性がございますのでご了承下さい。
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