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無電解ニッケルメッキ腐食発生。膜厚のバラツキが原因かも!!

更新日:9月17日

メッキ処理された製品は私達の日用品から、スマートフォン、自動車、建築材料などの幅広い分野でメッキ処理は応用されています。


特に、電子部品の製造では電気メッキ、無電解メッキが重要な技術となっております。

その中でも無電解メッキが幅広く利用されており、無電解メッキ皮膜の均一性(レベリング性)、耐酸性、耐アルカリ性など様々な特性により、自動車産業、建築材料、OA機器などに幅広く利用されております。


メッキ加工方法には大きく分けて電気メッキと無電解メッキの2工法があります。


電気メッキの場合、外部電源を用いて処理を行う方法ですので、電流分布によって膜厚に差が発生します。

具体的には外周部やエッジ部など電流が集中しやすい所には電流が集中し、メッキの膜厚が厚くなります。


その点無電解メッキは均一性に優れており、寸法公差の厳しい精密部品へのメッキ処理として利用されています。


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。


無電解メッキ(化学メッキ)とは


無電解メッキ(electroless plating)とは、化学メッキやカニゼンメッキとも呼ばれ、

化学反応を利用しメッキを析出させる方法です。


この方法は、化学反応を利用した加工処理であるため、電気メッキのように電流分布による影響や、製品の形状による膜厚のバラツキが生じにくいため、高い寸法精度の部品などに対し均一に処理ができるため、寸法交差を維持しながら様々な特性を持たせる事が可能なメッキ処理です。


無電解メッキとは、金属化合物の溶液または気体などを使用し、化学還元作用にて金属または非金属表面に金属皮膜を形成する方法を無電解メッキ法(化学メッキ法)と総称します。処理の方法には次の方法があります。

  1. 置換メッキ(浸漬メッキ法、接触メッキ法)

  2. 化学還元法(自己触媒メッキ法、非触媒メッキ法)

  3. 熱分解法(CVD)

無電解ニッケルメッキは②の化学還元法の自己触媒メッキ法によるメッキの処理方法になります。


無電解ニッケルメッキはなぜカニゼンメッキと呼ばれるの?

「無電解ニッケルメッキ」は「カニゼンメッキ」と呼ばれたりするのですが、カニゼンメッキが無電解ニッケルメッキと同一処理であることはあまり知られておりません。

なぜ無電解ニッケルメッキ処理をカニゼンメッキと呼ばれているか昔に遡ってご紹介。


カニゼンメッキの由来は昭和30年頃小野田セメント株式会社がカニゼンプロセス(CANIGEN:Catalytic Nikel Generation:ニッケルを触媒として発現するの意) を初めて技術導入し全国に広めたのですが、その際にカニゼンメッキという名前で無電解ニッケルメッキ処理を広めたため、カニゼンメッキという呼び名が全国的に広まり定着し現在に至ります。


※カニゼンメッキ=無電解ニッケルメッキ(呼び名の違いで同一の処理です。)


無電解ニッケルメッキとは

無電解ニッケルメッキ(カニゼンメッキ)ですが、実は複数種類の無電解ニッケルメッキ、厳密には無電解ニッケルベースの合金メッキがあるんです。

  • 無電解ニッケルーリン合金メッキ(Ni-P合金メッキ)

  • 無電解ニッケル-ホウ素合金メッキ(Ni-B合金メッキ)

  • 無電解ニッケルーリンーPTFE(Ni-P-PTFE複合メッキ)

  • その他無電解ニッケルベース合金メッキ(複数あり)

無電解ニッケルベースの合金メッキには沢山種類がありますが、無電解ニッケルメッキと言われた場合、一般的に無電解ニッケル-リン合金メッキ(Ni-P合金メッキ)を指しております。


無電解ニッケルメッキのメリット

無電解ニッケルメッキのメリットは色々ありますが代表的なメリットは以下になります。

  • 非金属のプラスチックやセラミックスのような素材にもメッキ処理することができる。

  • 複雑な形状の製品でも均一な皮膜が得られる。           

  • 寸法交差の厳しい精密な製品の寸法維持ができる。

  • 皮膜の最大硬度がHV1000とステンレス素材の約4倍の硬さが得られる。

  • RoHS(ローズ)指令に対応(鉛フリーの素材なので安全

無電解ニッケルにデメリットはないの??

もちろん無電解ニッケルにもデメリットはあります。

  • 電気ニッケルメッキに比べ処理代が高額

  • 極端な厚付を行うとピットが発生する。

  • メッキで光沢を得にくい

よく無電解ニッケルメッキの処理代が他のメッキ加工代に比べて高い事が言われます。

加工代が高くなる理由は、どんなにメッキ液の管理をしっかりしていましても、酸化物等の蓄積により無電解ニッケルメッキ液を定期的に更新する必要があるためです。  

                                                 電気メッキのメッキ液は金属分などの補給や浄化は行うのですが、液の管理をしっかりしていれば半永久的に使用できます。


まとめ

一般的に無電解ニッケルメッキ皮膜は均一性に優れ〜って表現されます。


先日、こんなお問い合わせを頂きました。

「無電解ニッケルメッキを依頼しましたが、止まり穴の内径に腐食が発生していますが考えられる原因は?」というご質問を頂きました。


均一性に優れているはずの無電解ニッケルメッキを施しているのになぜこんな問題が発生するのでしょうか?、また、原因としては何が考えられるのでしょうか?


無電解ニッケルメッキはホスフィン酸ナトリウム(次亜リン酸ナトリウム)の還元作用による 化学反応を利用した処理方法で、金属イオンが常に供給されている状態であれば均等に処理が可能です。


今回、ご質問頂いた止まり穴の内部や小さな穴の内径には、メッキ液の入れ替わりが期待出来ないため、メッキ皮膜になる金属分の不足状態になります。


結果、止まり穴に無電解ニッケルメッキが施されておらず、穴の内部が腐食するという事態が発生したものと考えられます。


無電解ニッケルメッキは均一性に優れた処理ですが、膜厚のバラツキはいろんな要素で発生することがあります。


1つの原因として無電解メッキ液の循環(常にフレッシュなメッキ液が供給されているか)不足が原因として挙げられます。


穴の内部腐食などでお困りの際は、ぜひ弊社までご相談ください。





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