めっきとは
めっきは固体の表面に金属を成膜させる技術のことです。カタカナでメッキと書くことも多く、漢字では鍍金と書きます。自動車の外装をはじめ、様々な製品がめっきにより表面処理が施されています。しかし実際のところは見た目以外の用途にもめっきは多く活用されています。
一般的なめっきとして、三価クロムめっき、ユニクロめっき、無電解ニッケルめっき(カニゼンめっき)、ニッケルクロムめっき、低温黒色クロムめっき、溶融亜鉛めっき、亜鉛めっき、硬質クロムめっきなどがあります。
電気を利用する電気めっき、化学反応を利用する化学めっき、溶融金属中に浸して被膜を作る溶融めっき、他の金属の蒸気を吹き付けて被膜を作る蒸着めっきなどがあり、めっきの種類や成膜の方法で膜の特徴や性質が異なることから、用途や目的に応じて使い分けがされます。
めっきの特徴
装飾めっき、機能めっきがあり、装飾性、防錆性、耐摩耗性、電気伝導性など
ニッケルめっき・クロムめっき・銅めっき・亜鉛めっき・すずめっき・金めっき・銀めっき・ロジウムめっき・白金めっき
めっきに使用する金属の種類
ニッケル
ニッケルはめっき液の配合を変更することで、ニッケルめっきの性質が変わる利便性の高い金属です。ニッケルを用いてめっき加工すると、素材の表面に光沢を出せるうえに錆防止に有効な耐食性や、耐熱性を高めることができます。ニッケルをめっき加工する場合は、電気めっきや無電解めっきが一般的です。
クロム
クロムは硬度が高いことから、耐摩耗性に優れている金属です。工業用では、摩耗しやすい機械の部品や自動車の部品などに用いられています。また、錆に強く耐食性に優れているため、水道管や自転車の部品などの水に濡れやすい製品に施されることが多いです。さらに光沢を出せるため、製品の表面を装飾する際に有効です。
銅
銅は電流効率や熱伝導率が高い金属のため、下地メッキや機能めっきなどのさまざまな用途で使用されます。下地めっきとは製品の表面に銅めっき加工し、異なる種類のめっきを施す加工方法のことです。機能めっきとして利用する場合は、銅めっきの電流が流れやすい性質や、熱伝導率の高さなどの特性を付与できます。主に、プリント配線基板などに用いられています。
金
金はめっき加工に用いられる金属の中でも、電気伝導性に優れています。電気伝導性の高い性質があるため、電子部品などに使用されることが多いです。めっき加工なら、金で電子部品を製造するよりも安いコストに抑えられます。また、金は腐食しづらい性質から、金メダルやアクセサリーなどの装飾を目的にした加工にも適しています。
銀
銀は電気伝導率が高い金属として知られています。また、銀は強い輝きを放つため、ネックレスや指輪などのアクセサリーの素材にも用いられている金属です。銀の被膜は柔らかく、ステンレス製のネジや管楽器の装飾めっきなどに利用されています。
めっきの種類と特性
ニッケルメッキ
ニッケルめっきは、素材(鉄・亜鉛ダイカスト・黄銅)表面などにニッケルをめっきしたものです。
光沢や耐食性、耐熱性に優れていて電解ニッケルめっきと無電解ニッケルメッキによって幅広い種類の素材に加工可能です。
クロムめっき
クロムめっきとは、名前の通りクロムが用いられているメッキです。
他のめっき方法と比べて、耐久性に優れ、硬く耐候性にも優れためっきです。
表面には無数の小さな穴が空いているのがクロムメッキの特長です。
また色はシルバーが基軸ですが、その中で青みの光が輝く色になるのがポイントです。
水道の蛇口をはじめとして、車やバイク等、様々な物にクロムめっきが使用されています。
銅めっき
電気伝導率、熱伝導率、抗菌性、電磁波シールド性等に優れ、各種めっきの下地めっきとして多く使用されます。
特に電気伝導度に優れていることからエレクトロニクス分野には欠かせないめっきとなっています。
工法は治具使用(静止めっき)、バレルめっき(回転めっき)ともに可能です。
亜鉛めっき
亜鉛めっき加工処理とは、製品や部品表面に亜鉛を析出させることによって亜鉛が持つ機能や特性を付与する表面処理です。
亜鉛めっき加工による亜鉛皮膜はその防錆効果が高く評価されており、主に鉄製品に用いられ、防錆を目的として加工されます。
また、亜鉛めっきはその防錆機能を高めるために基本的に化成処理と呼ばれる後処理をされます。この化成処理により色などの外観に影響を与え、耐食性の向上に加えて装飾目的で用いられる場合もあります。
スズめっき
曲がりやすい、絡みやすい形状の製品に精度高いバレルスズめっきが可能
ウィスカが発生する可能性は常にあります。
下地にニッケルめっきを施すと発生を減らすことができます。
金めっき
金めっきは真鍮などの安価な金属に薄く金をまとわせる正面処理方法です。一見金と同じ見た目ですので、安価なものでも煌びやかに見えます。
耐食性に優れており、下地にニッケルを使用したものは磁石にも少し反応します。
安価であるため、気軽に使える点や金属そのままより腐食に強くなる点などは金めっきのメリットです。
銀めっき
銀は、金ほど高価ではなく、電気伝導率(電気の通しやすさ)、熱伝導率(熱の通しやすさ)、可視光の反射率(光の反射しやすさ)が全金属の中で最大です。 そのため、極めて広範囲な分野で利用されています。 また水分中の微生物が殺菌される(殺菌性)という特徴をもちながら、人体には無害であると言われています。
めっき処理を施す一番の特徴が「防錆(耐食性)」です。素材に金属を電解、無電解にて析出することにより、素材を腐食から防ぎます。一般的なめっき処理としては、亜鉛めっき、装飾ニッケルクロム、無電解ニッケルなどが代表的な処理です。
腐食が問題となるのは、金属は酸素、水分および塩分などの腐食環境下で使用されるためです。 金属の腐食域、安定域(不動態・弱塩基)および不活性域(卑な電位)はプルベの電位-pH図より理解できるので、この熱力学的な理論を応用して防食が行われます。
鉄の防食法としては、鉄の電位を不活性域へ移行させる(カソード防食)、または不動態域へ移行させる(アノード防食とpH調整)ことで達成できます。
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