ニッケルは地球上で XNUMX 番目に多く見られる金属で、光沢のある外観、優れた硬度、耐食性を備えているため、他の材料の表面の予防コーティングに最適です。その結果、ニッケルは、次のようなさまざまな金属にとって最適なめっきオプションです。 アルミニウム、スチール、銅、タングステン、ポリマー、 などなど。無電解ニッケルめっきは、ニッケル、硫酸塩、リン酸塩、石炭酸を含む溶液からの一般的な化学めっきプロセスです。これらの溶液は、めっきを進める前に混合および加熱されます。このプロセスは製造業で 50 年以上使用されてきたため、表面仕上げ用途でいかに普及しているかが想像できます。
無電解ニッケルメッキ部品
反射仕上げのニッケルメッキ部品
無電解ニッケルめっきに使用される溶液
無電解ニッケルめっきにはさまざまな薬液が使用されます。以下の比較研究表を通じてそれぞれを理解しましょう。
| SN |
化学
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職種 |
例
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| 1 |
ニッケルの可溶性塩
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被塗物（基材）表面に還元・析出
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塩化ニッケル (NiCl₂)、硫酸ニッケル (NiSO₄) |
| 2 |
還元剤
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金属イオンを還元することで酸化します。
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ホルムアルデヒド(CH 2 O )、次亜リン酸塩
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| 3 |
顔色調整剤
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ニッケル析出の品質を向上させる
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フッ化物、グリシン酸塩、コハク酸塩
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| 4 |
スタビライザー
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めっき浴の分解を防ぐ
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タリウム、カルシウム
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バッファ
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めっき浴のPHを制御して、ニッケルを薄く均一に析出させます。
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酢酸ナトリウム、水酸化ナトリウム
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それはどのように動作しますか？
動作原理
ここで、無電解とは、めっき工程において電流を使用しないことを意味する。代わりに、還元剤が金属イオンを還元するための電子を供給するため、高い均一電着性が得られます。溶液中のニッケルイオン (2e +) は、還元剤 (2e-) と反応しながら、基材材料の表面にニッケルを堆積します。
Ni2+ (ニッケル塩溶液から) +2e- (還元剤から) = Ni (基板表面上)
無電解ニッケルめっきの工程
ステップ 1: メッキの準備
最初のステップは、コーティングする部品を洗浄して、表面上のほこり、油、スラグ、グリース、化学薬品などの汚染を洗い流し、ニッケルコーティングの密着性を最適に保つ準備をします。硫酸や塩酸などの洗浄剤を使用する場合は、酸を中和して表面の劣化を防ぐために、熱浴中で蒸留水で洗浄します。
ステップ2：めっき浴での処理
無電解ニッケルめっき処理プラント
部品を洗浄し、浴液を準備した後、めっきプロセスを開始できます。部品は、正電荷を含むニッケルめっき浴に浸漬されます。コーティングされる材料は、正に帯電したニッケルイオンをその表面に引き寄せ、その結果、微細なコーティング層が形成されます。無電解ニッケルめっきには電源が必要ないため、めっき浴の温度がプロセスの主な制御変数になります（70～90℃）。0Cが好ましい）。
堆積されたニッケル層の厚さは、5 時間あたり 25 ～ XNUMX ミクロンの間で変化します。ただし、電流は流れず、自己触媒めっきプロセスであるため、厚さにはそのような制限はありません。処理時間が増加するにつれて、堆積の厚さも増加します。
ステップ3: 後処理
後処理段階では、酸、アルカリ、界面活性剤溶液ですすぎ、付着した粒子や残留物を除去します。その後、必要に応じて研磨やワックスがけなどの追加仕上げが施されます。
無電解ニッケルめっきに影響を与える要因
いくつかの要因がニッケル無電解めっきの結果に影響し、必要な表面仕上げ品質を達成するにはこれらの要因を制御する必要があります。
1. 表面の欠陥
ニッケルめっきは、バリ、スラグ、あらかじめ形成された錆などの表面欠陥の影響を受けます。したがって、加工中にこれらのことを念頭に置き、バリ取りプロセスで欠陥を除去することが最善のアイデアです。
2. 表面の清浄度
ニッケルめっきを行う前に、ほこり、油分、またはアルカリ性洗剤による油のケン化によって生じた石鹸を除去する必要があります。表面の洗浄が正しく行われていないと、時間が経つとニッケルの層が剥がれたり損傷したりする可能性があります。
3.PH値
無電解アプローチを使用した均一なニッケルめっきには、PH 値を維持することが重要です。 PH スケールは 3.8 ～ 5 である必要があります。、時間の経過とともに pH が上昇する傾向があることが予想されるため、処理プロセス全体を通じて PH を安定に保つために安定剤と緩衝液を使用する必要があります。
PHが上昇すると、より多くの水酸化物イオンが形成され、ニッケルイオンと結合して、薄緑色の水酸化ニッケルが形成されます。
4. ニッケルイオン濃度
処理表面に使用される塩溶液は、基板表面に堆積されたニッケルイオン源です。したがって、ニッケルイオン濃度が低いと、めっきプロセスが遅くなります。ただし、濃度が高すぎると堆積は早くなりますが、堆積が不均一になります。ニッケル濃度の標準範囲は次のとおりです。 20および45g/l。
5.温度
処理浴の温度は次の範囲にする必要があります。 70と900C。温度が上昇すると、添加剤の芳香成分の一部が蒸発し、堆積に時間がかかるようになります。
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無電解ニッケルめっきと従来のニッケルめっきの比較
無電解ニッケルめっきと従来のニッケルめっきには、性能、コスト、用途に影響を与えるいくつかの相違点と類似点があります。 以下に、無電解ニッケルめっきと従来のニッケルめっきの主な違いと類似点をいくつか示します。
プロセスと装置
無電解ニッケルめっきと従来のニッケルめっきの主な違いは、使用するプロセスと装置です。 無電解ニッケルメッキは電気や導電性基板を必要としない化学プロセスですが、従来のニッケルメッキは電源と導電性基板を必要とする電解プロセスです。 また、無電解ニッケルめっきには薬浴、還元剤、ヒーターなどの特殊な設備が必要ですが、従来のニッケルめっきではめっき槽、電解液、整流器が必要です。
特性と性能
無電解ニッケルめっきと従来のニッケルめっきの XNUMX 番目の違いは、その特性と性能です。 無電解ニッケルめっきは、基材の特性を均一に高める均一で一貫したコーティングを提供しますが、従来のニッケルめっきでは不均一で不均一なコーティングが生成され、基材の特性に影響を与える可能性があります。 無電解ニッケルめっきは、従来のニッケルめっきよりも優れた耐食性と耐摩耗性、さらに優れた密着性と硬度を提供します。 ただし、従来のニッケルめっきは、無電解ニッケルめっきよりも優れた導電性と延性を提供する可能性があります。
コストと時間
無電解ニッケルめっきと従来のニッケルめっきの XNUMX 番目の違いは、コストと時間です。 無電解ニッケルめっきは、特殊な装置と化学薬品が必要であり、処理時間が長いため、一般に従来のニッケルめっきよりも高価です。 無電解ニッケルめっきでは、基板のより慎重な準備と取り扱い、さらに厳格な品質管理と認証も必要です。 ただし、コストと時間は、コーティングの用途、複雑さ、要件によって異なる場合があります。
優位性
他のめっきや表面仕上げのアプローチと同様、主な利点は、コーティングされた部品と製品が耐腐食性が高く、重大な環境の影響に耐えられることです。しかし、それ以外にも、無電解ニッケルめっきにはさらに多くの利点があります。いくつかの重要な利点を詳しく見てみましょう。
低価格
メッキ仕上げのコスト要因の XNUMX つは電気代です。ただし、無電解ニッケルめっきは電源を必要としないため、亜鉛めっきなどの他の方法よりもコスト効率が高くなります。
均一なコーティング
無電解ニッケルめっきにより、基材表面に均一なコーティングが得られます。温度、めっき浴のPH値、ニッケルイオン濃度、処理時間、その他多くの要素をすべて制御して、所望の厚さのニッケルめっきを実現できます。
寸法の一貫性
最大 5 ミクロンのめっき厚さが実現可能なため、部品に必要な公差には影響しません。
硬度
めっき浴のリン含有量は、めっき部品の硬度に影響します。リンのレベルが低いと硬度が増加しますが、めっき層の耐食性は低下します。
軽微な表面の補修
無電解ニッケルめっきは、基板表面の小さな亀裂の修復にも役立ちます。したがって、隅、隙間、ブラインドギャップを均一な厚さでメッキすることは非常に有益です。
審美性およびその他の利点
ニッケルメッキの黄白色は、部品や製品に美しい美しさを与えます。さらに、それほど複雑ではありません。複雑なろ過工程は必要ありません。今日のシナリオでは、製造業では自動化装置が利用可能になり、プロセスの制御が容易になります。
用途
無電解ニッケルめっきプロセスは、部品の耐食性と耐久性を高めるためにさまざまな産業に貢献しています。ニッケルめっきが使用される主な産業は次のとおりです。
| SN | 業種 | 適合部品 | それは何を作るのですか？ |
| 1 | 航空宇宙 | バルブ、ピストン、表面を覆うエンジンシャフト、エンジンマウント、コンプレッサーブレード、その他の飛行に重要なコンポーネント | 長期間にわたって高い精度が要求される航空宇宙部品に欠かせない、耐摩耗性、耐食性、耐薬品性、潤滑性に優れています。 |
| 2 | 自動車 | ピストン、シリンダー、ギア、シャフト、燃料噴射システム、リベット、推力伝達装置、ナックルピン、ハウジング、その他多数のコンポーネント | 摩耗保護と耐食性を提供します |
| 3 | Hardware | 浴室設備、ドアノブ、ハンドル配管など。 | 耐食性 |
| 4 | 電気電子 | 各種機器、ヒートシンク、ハードディスク、プリント基板のカバー | 腐食や環境暴露からの保護 |
| 5 | 石油ガス | バルブ、ポンプ、配管継手、貯蔵タンクなど | 腐食、環境および化学物質への暴露から保護します。 |
結論
無電解ニッケルめっきは、鋼、銅、青銅、アルミニウム、プラスチック、その他多くの材料を対象とした独自の表面仕上げ方法です。ニッケルメッキにより基材表面の耐食性に優れ、耐久性が向上します。また、ニッケルは光沢のある黄白色をしているため、見た目の美しさが魅力です。さらに、メッキは電解の有無にかかわらず行うことができます。電気メッキと無電解メッキの違いを確認してください。
このプロセスでは多くの化学反応と触媒反応が行われるため、無電解ニッケルめっきは多くの人にとって、特に知識のない人にとっては混乱するかもしれません。 工学化学の専門知識。ただし、ここでは、 プロレアン当社のエンジニアと技術者は、以下を含む表面仕上げ技術に取り組んできました。 無電解ニッケルめっきサービス10年以上にわたり、この分野に携わってきました。そのため、お客様のご要望や用途を説明すれば、適切な化学組成とアプローチを理解していただけるでしょう。
よくある質問
無電解ニッケルメッキとは何ですか？
これは、電気を使用せずに触媒化学反応によって基板上にニッケルの層を堆積させる表面仕上げ方法の XNUMX つです。
無電解ニッケルめっきに使用される XNUMX つの主要な溶液は何ですか?
ニッケルイオンを含む塩溶液と還元剤が、このプロセスで使用される XNUMX つの主要な化学溶液です。
無電解ニッケルめっきが施される最も一般的な材料は何ですか?
この方法は、合金鋼、ステンレス鋼、アルミニウム、銅、真鍮、青銅、プラスチックのコーティングに一般的に使用されます。
ニッケルめっきの品質に影響を与える要因は何ですか?
めっき浴の温度とPH、処理時間、基板表面の清浄度、溶液中のニッケルイオン濃度は、めっきの結果に影響を与える主な要因です。