表面処理 · プロセス選定
HIGH PHOSPHORUS / ELECTROLESS NICKEL
高リン無電解ニッケル
配合ごとに、個別に選定。
皮膜性能から生産条件まで。
耐食性、機能性皮膜、連続生産のニーズを軸に、製品ごとのプロセスの特長、建浴の配合比、管理方法をご紹介します。素材、目標膜厚、使用環境に合わせて、最適な高リン方式を選択してください。
一般的なニッケル・リン合金皮膜
HIGH PHOSPHORUS
それぞれの特長と成分をそのまま掲載
めっき速度、硬さ、リン含有量にはそれぞれ根拠あり
素材、膜厚、実際の環境とあわせて
関連プロセス / 範囲をまたぐ選定
温度調整タイプ
温度調整タイプ無電解ニッケル · 高リン範囲についての説明
当サイトの従来の分類では、高リンは 10–13%、中リンは 5–10% です。このプロセスの図示のリン含有量は約 9–10.5 wt% で、試験温度によって変化し、中リンと高リンの境界をまたいでいます。
高リンの条件は、具体的な温度と実測成分に対応させる必要があります。
資料の試験範囲（pH 6.00、硫酸ニッケル 25.0 g/L、70–90℃）では、昇温するとめっき速度が上がり、リン含有量と内部応力が下がります。10% 付近またはそれ以上の条件は高リンのニーズとして評価できますが、温度範囲全体を高リンとみなすことはできません。
温度調整タイプの全パラメータと 300℃ × 1 h 熱処理後の硬さについての説明は、中リンのページにまとめています。このプロセスには本ページのほかの配合の耐食データや塩水噴霧時間を流用しません。
リン含有量は温度調整タイプ技術資料（2008.01）3ページの曲線からの概算読み取り値です。めっき速度、応力、硬さはそれぞれ2、4、5ページにあります。当サイトの分類は従来のニッケル・リン資料の定義に従っています。
01 / 製品の違い
それぞれに重点があり、
それぞれ独立したプロセス条件がある。
4つのプロセスの性能と配合はそれぞれ個別に対応しています。高リン調整タイプは一般的なニッケル・リンの高リン調整方式を採用し、ビーカー試験の条件を別途記載しています。
高リン連続タイプ
建浴の比率を高めることで高リン皮膜を得るもので、耐食性、耐摩耗性、耐薬品性を兼ね備え、連続生産と日常のめっき液管理を重視するプロセス選定に適しています。
- 2液建浴、自動分析・補給に対応。
- 運転 pH 4.80±0.10、作業温度 85–95℃。
- 高リン仕様で選定し、実際の成分はプロセス条件に応じて確認。
12±2 μm/h新建浴 · 87℃
高リン機能タイプ
エンジニアリング用途と機能性皮膜のニーズに対応し、鉛・カドミウムフリーの配合を採用しています。取扱説明書には緻密な皮膜、圧縮応力、非磁性、良好なはんだ付け性が記載され、リン含有量と硬さのデータも示されています。
- 皮膜のリン含有量 10.6%–12%（質量分率）。
- めっきままの硬さ約 500 HV、400℃ × 1 h 後は約 950 HV。
- 特定条件下での ASTM B117 中性塩水噴霧の資料値は 1000 h。適用条件は下の説明を参照。
6–12 μm/h88℃ · pH 4.9
高リン耐食タイプ
高リン・高耐食の連続無電解めっき液として明確に位置付けられ、鉛フリーの配合で、耐摩耗と耐薬品のニーズにも対応します。建浴剤と補給剤を分けており、連続生産の管理が容易です。
- 2液建浴、自動分析・補給に対応。
- 運転 pH 4.50±0.10、作業温度 85–94℃。
- 高リン耐食用途向け。耐食の受入れ要件はワークごとに決定。
10±2 μm/h新建浴 · 86℃
高リン調整タイプ
一般的なニッケル・リンめっき液をベースに、還元錯化液の建浴量を増やし温度を調整して高リン方式とします。ここでは高リン化検証資料の条件を採用し、試験規模と補給状態を別途記載しています。
- 還元錯化液 140 mL/L、ニッケル塩液 50 mL/L、pH 4.85。
- 86℃、1 L ビーカー、補給なし：実測リン含有量 10.5%。
- 補給後はリン含有量が低下する可能性があり、連続生産での性能を検証する必要があります。
12.7 μm/h1 L ビーカー · 86℃ · 補給なし。連続生産のめっき速度ではありません
1000 h は高リン機能タイプの取扱説明書に記載された特定条件下での ASTM B117 中性塩水噴霧の資料値です。適用前に素材、膜厚、前処理、判定条件を確認する必要があり、すべての高リンプロセスや任意のワークに対する統一的な保証ではありません。高リン連続タイプと高リン耐食タイプについては 1000 h を約束しません。
02 / アルミ部品の試験事例
アルミ部品への高リン無電解ニッケル
塩酸での受入れ試験と塩水噴霧後の外観記録
指定の膜厚とリン含有量から、異なる媒体での表面の状態まで。以下の結果は提供されたアルミ部品の事例資料に基づいて整理したもので、独立した応用事例として掲載しています。
- 事例の膜厚記録
- 25–28μm
- 事例のリン含有量記録
- 10–12wt%
- 塩酸全浸漬の要件
- 24h / 50℃
- 塩水噴霧後の外観記録
- 54h
試験条件 / 受入れ要件
塩酸全浸漬：50℃、24 時間
本事例の技術要件に従って記載し、既存の観察結果は下に別途記録しています。
| 試験媒体 | 50% v/v 塩酸体積比。資料では括弧内に約 18% w/w（質量比）と注記されており、50% の質量濃度ではありません。 |
|---|---|
| 試験温度 | 50℃恒温水槽で温度を制御。試験液の温度と水槽の設定値は別々に記録。 |
| 浸漬方法と時間 | 試験片を全浸漬、24 hビーカーは透明フィルムで覆い、試験片は透明の平ひもで吊り下げ。 |
| 受入れ要件 | 素材に異常がなく、皮膜にはがれ、ふくれ、変色がないこと。 |
| 方法の根拠 | 資料には ASTM G31 と記載上記の濃度、温度、時間は本事例の技術要件であり、その方法ガイドが統一的に定める条件とみなすことはできません。 |
事例の結果記録 / 塩酸 24 h
素材に異常はなく、皮膜にはがれ、ふくれ、変色は見られませんでした。
元の事例の記述には、塩酸に24時間全浸漬した後の上記の結果が記録されています。事例の技術要件は上に記載しています。検査結論と実際の温度は元の試験記録に従います。
塩水噴霧の記録 / 54 h
54時間後、試験片の機能面の外観を記録。
追加の写真では、示された表面は連続した銀灰色で、目立ったはがれやふくれは見られません。ここでは試験片の外観を示しており、耐食性の完全な判定は元の試験記録に従います。
塩酸全浸漬と塩水噴霧は異なる2つの試験です。上記のデータは本事例のみに対応し、特定のプロセスのタイプを指定するものではなく、本ページの各製品に共通の保証値ではありません。
塩酸全浸漬と吊り下げ方法
透明の平ひもを吊り下げ穴に通し、試験片をビーカー内の試験液に全浸漬します。2つのビーカーの口には同じ透明の封止フィルムを使用しています。図は水槽で温度制御する前の浸漬の配置です。
恒温水槽による温度制御
同じフィルムで覆ったビーカーを1台の水槽に置き、透明の平ひもも同じです。パネルは 50℃ 設定として示しており、24時間の全浸漬試験に対応します。実際の試験液の温度は測温記録に従います。
連続した銀色光沢の皮膜
機能面が連続して完全な状態で、目立ったふくれ、広範囲の変色、はく離は見られません。事例の膜厚は 25–28 μm です。
54時間後の試験片の外観
追加提供された試験後の写真に基づいて背景と構図を整理しています。試験片上部の丸穴は吊り下げ穴で、透明の吊り糸と銀灰色の機能面をそのまま残しています。
図1–3はプロセスと機能面の模式図、図4は追加提供された54時間後の実写真をもとにAIで表示用に整理したもので、未加工の元の検査写真ではありません。画像はプロセスと外観の説明用であり、検査結論は元の記録に従います。
その他の検査要件を見る膜厚、リン含有量、密着力、ピンホール、硬さ
| 膜厚 | 図面に定める検査要件本ページの 25–28 μm は元の事例の膜厚記録にすぎません。資料にはマイクロメーター、顕微鏡、X線の方法が記載されており、X線膜厚測定は ASTM B568 に対応します。 |
|---|---|
| 表面粗さ | 図面の要件に従い、粗さ計で測定資料には ASME B46.1 と記載。Ra / Rz の限度は図面の取り決めによる。 |
| リン含有量 | 10–12 wt%、EDS で測定資料には ISO 4527 と記載。要求範囲であり、新たな検査証明書ではありません。 |
| 密着力 | 取り決めた熱衝撃条件で密着力を検査資料には ASTM B571 と記載。熱衝撃の回数、保持、冷却、観察方法はプロジェクトの工程文書に従う必要があります。 |
| ピンホール | 赤点が観察されないこと資料には ISO 4527 と記載。完全な検査条件は工程文書に従います。 |
| 微小硬さ | 400–525 HK、荷重 100 g資料には ASTM B578 と記載。HK はヌープ硬さで、HV とは異なります。 |
| 塩酸雰囲気での暴露 | 常温の管理された環境で、24 h のスクリーニングと 22 日間の連続暴露プロジェクトの検査要件はふくれ、孔食、変色がないことです。ここでは要件を記載したもので、22 日間の暴露試験に合格したことを示すものではありません。 |
以上はプロジェクトの検査要件の抜粋であり、各項目がすべて実測で合格したことを意味しません。試験結果と受入れの結論は対応する元の記録に従います。
03 / パラメータ比較
資料の比較であり、一般的な能力の約束ではありません
各データは記載したプロセスと試験条件のみに対応します。建浴の配合比、pH、温度、補給系はセットで使用する必要があり、異なる配合の硬さ、めっき速度、塩水噴霧の資料を相互に流用することはできません。
画面の幅が狭い場合は左右にスクロールして各製品のパラメータを表示 →
| 比較項目 | 高リン連続タイプ | 高リン機能タイプ | 高リン耐食タイプ | 高リン調整タイプ |
|---|---|---|---|---|
| 皮膜のリン含有量 | 高リン仕様プロセスの成分要件に基づき確認 | 10.6%–12%質量分率 | 高リン仕様プロセスの成分要件に基づき確認 | 10.5%指定のビーカー条件で実測¹ |
| 析出速度 | 12±2 μm/h新建浴、87℃、pH 4.80±0.10 | 6–12 μm/h88℃、pH 4.9 | 10±2 μm/h新建浴、86℃、pH 4.50±0.10 | 12.7 μm/h1 L ビーカー、86℃、補給なし¹。連続生産のめっき速度ではありません |
| 硬さの資料 | 本製品の資料と試験条件に基づき確認 | めっきまま 約 500 HV 400℃ × 1 h 後 約 950 HV高リン機能タイプのみに対応 | 本製品の資料と試験条件に基づき確認 | 高リン調整方式に基づき別途検証 |
| 塩水噴霧の資料 | 1000 h は約束しない本製品と具体的なワークの条件で検証 | ASTM B117、1000 h取扱説明書の特定条件下での資料値。素材、膜厚、前処理、判定条件の確認が必要で、統一的な保証ではありません | 1000 h は約束しない本製品と具体的なワークの条件で検証 | ほかの製品の塩水噴霧データは流用しない |
| 作業温度 | 85–95℃ | 82–88℃標準 87℃ | 85–94℃ | 86℃ 実測1回のビーカー検証条件。生産範囲は工程文書に基づき確認 |
| pH | 4.80±0.10運転値。建浴後に調整が必要 | 4.5–5.2標準 4.9、アルミ部品は 5.2 | 4.50±0.10 | 4.85高リン試験値 |
| めっき液のニッケル濃度² | 24.0±2 g/L硫酸ニッケル六水和物 | 5.5–6.5 g/L金属ニッケル、標準 6.0 g/L | 20.0±2 g/L硫酸ニッケル六水和物 | 22.5±2 g/L基本めっき液の硫酸ニッケル六水和物の参考値 |
| 建浴成分の使用量³ | 還元錯化液：140 mL/L ニッケル塩液：60 mL/L本製品専用の建浴成分 |
ニッケル塩添加液：60 mL/L 建浴添加液：150 mL/L本製品専用の建浴成分 |
還元剤液：200 mL/L ニッケル塩液：50 mL/L本製品専用の建浴成分 |
還元錯化液：140 mL/L ニッケル塩液：50 mL/L高リン化の参考比率 |
| 補給系 | ニッケル塩液 + 還元錯化液後者の補給量は前者の 1.1 倍 | ニッケル塩 + 還元剤金属ニッケルの消費量を分析して補給 | ニッケル塩 + 還元剤本製品の分析規則に従い等量補給 | ニッケル塩 + 還元剤基本系の参考。高リンの維持は再確認が必要 |
- 高リン調整タイプのリン含有量 10.5% とめっき速度 12.7 μm/h は、還元錯化液 140 mL/L、ニッケル塩液 50 mL/L、pH 4.85、86℃、1 L ビーカー、補給なしの同じ試験に対応します。12.7 μm/h は連続生産のめっき速度ではなく、異なる温度や浴齢でのめっき速度を直接の順位付けに使うことはできません。
- 硫酸ニッケル六水和物（NiSO₄·6H₂O）と金属ニッケルは濃度の基準が異なるため、表中の数値を直接比較することはできません。高リン調整タイプのニッケル塩濃度は基本めっき液の取扱説明書によるもので、高リン専用試験の独立した結論ではありません。
- 建浴量は最終作業液1リットルあたりで、水で総容量まで補います。各製品のプロセス成分は独立しています。表は選定の参考であり、実際の建浴と補給は該当する完全な工程文書に従ってください。
04 / 用途別の選定
ニーズに応じて、選定範囲を絞り込む。
まず重要な性能を決め、次に生産ラインの条件を確認します。以下は既存の資料に基づく選定の方向性で、最終的には実際のワークでの試作めっきの結果で確認します。
皮膜性能のデータを明確にしたい
リン含有量、硬さ、非磁性、後工程のはんだ付け要件に注目。
リン含有量と熱処理後の硬さの資料があります。耐食試験は実際の素材、膜厚、環境に応じて取り決め、具体的な使用要件を検証します。
耐食性と連続生産の管理を重視
機能性皮膜、めっき液の分析、日常の補給を両立。
いずれも高リンの位置付けですが、運転 pH、ニッケル塩濃度、補給成分が異なるため、既存の生産ラインの条件にあわせて選択する必要があります。
一般的なニッケル・リンの母液で高リンプロセスを評価
建浴の比率と温度を調整して、一般的なニッケル・リン皮膜を評価。
ビーカーでの検証条件を出発点とし、スケールアップ後と連続補給後のリン含有量、めっき速度、性能を重点的に再確認します。
05 / 高リン調整方式
高リン調整タイプ · 建浴の参考
以下の条件は、高リン調整タイプの一般的なニッケル・リン高リン方式のみに適用します。高リン化検証資料の建浴比率を採用し、試験条件もあわせて記載しています。
| 還元錯化建浴液還元剤、錯化剤、安定剤 | 140 mL/L高リン化資料の推奨使用量 |
|---|---|
| ニッケル塩建浴液ニッケル塩、錯化剤 | 50 mL/L上記の還元錯化液の使用量とセット |
| pH | 4.85対応する試験値 |
| 温度 | 86℃（実測条件）資料では 86℃ 以下での管理を推奨。温度範囲全体は引き続き検証が必要 |
| リン含有量 / めっき速度 | 10.5% / 12.7 μm/h86℃、1 L ビーカー、補給なしの同一試験の結果。12.7 μm/h は連続生産のめっき速度ではありません |
| 建浴用の水 | 作業液の総容量まで補充調製後は十分に混合し、pH と濃度を実測 |
還元錯化液の使用量を増やすと建浴時の pH が高くなることがあり、資料では希硫酸での調整を推奨しています。リン含有量は波長分散型蛍光X線分析で、めっき速度は重量換算法で測定しています。
連続補給後も、高リンを維持できるかを確認する必要があります。
高リン化資料の結果は補給なしのビーカー試験によるもので、補給後にリン含有量が低下する可能性があると示されています。量産に入る前に、実際の負荷、浴齢、補給条件でのリン含有量、めっき速度、皮膜性能を検証してください。
日常管理の参考展開して基本めっき液の濃度、補給、監視のポイントを見る
以下は基本めっき液の取扱説明書によるもので、プロセス確認に使用します。高リン化後の連続運転条件は別途検証が必要です。
ニッケル塩濃度
基本めっき液の参考値は硫酸ニッケル六水和物（NiSO₄·6H₂O）22.5±2 g/L です。この数値はニッケル塩の濃度であり、金属ニッケル濃度として使用することはできません。
補給成分
基本系ではニッケル塩成分と還元剤成分を別々に補給します。補給量は分析結果に基づいて決め、同時に pH と皮膜のリン含有量も確認します。
工程の記録
温度、pH、濃度、浴齢を記録し、建浴時、補給時、各生産段階でサンプリングして、めっき速度、リン含有量、実際のワークの皮膜品質を確認します。
06 / よくある質問
製品の違いを理解してから、方式を決める。
同じ高リンでも、パラメータを分ける必要があるのはなぜ？
各プロセスは独立した薬液成分、建浴比率、補給方法を使用し、皮膜性能と試験条件も異なります。高リン連続タイプの運転 pH は 4.80±0.10、高リン耐食タイプは 4.50±0.10 で、高リン調整タイプは独自の高リン化試験条件を採用しているため、1つのデータセットを共用することはできません。
高リン連続タイプと高リン耐食タイプの違いは？
高リン連続タイプは建浴比率を高めて高リンを得るもので、還元錯化建浴液とニッケル塩建浴液を使用し、運転時の硫酸ニッケル六水和物濃度は 24.0±2 g/L です。高リン耐食タイプは高リン・高耐食として明確に位置付けられ、鉛フリーの配合で、還元剤建浴液とニッケル塩建浴液を別々に使用し、運転濃度は 20.0±2 g/L です。どちらも連続管理に対応していますが、めっき速度だけで優劣を判断することはできません。
高リン調整タイプのパラメータにビーカー試験と注記されているのはなぜ？
提供された高リン化報告書では、1 L ビーカーを使用し、86℃、補給なしの条件でリン含有量 10.5%、めっき速度 12.7 μm/h を得ています。このめっき速度は連続生産のものではありません。報告書では補給後にリン含有量が低下する可能性があると示されているため、量産前に連続補給条件での性能を確認する必要があります。
特殊機能と素材
ほかの用途の無電解めっき系を見る。
ご要望を奥川のエンジニアへ
素材、目標性能、数量、または既存の槽と生産条件をお知らせいただければ、エンジニアが適用可能な方式を確認します。