亜鉛めっき
亜鉛は電気化学的に鉄よりも卑な金属であるため、亜鉛メッキ製品では亜鉛が腐食の犠牲となり、鉄を守る働きをします。この性質により、亜鉛メッキは耐食性に優れ、鉄の腐食を防ぐ役割を果たします。
クロメート処理は亜鉛メッキ後の表面処理であり、さまざまな色合いを持ちます。一般的な色合いとしては黒や白、黄色などがあり、これらの色調は製品の外観や用途に合わせて選択されます。クロメート処理によって耐食性が向上し、美観も向上することから、装飾的な要素も考慮されます。
目次
1.1. 電気亜鉛メッキ
1.2. 溶融亜鉛メッキ
1.3. 亜鉛ーニッケル合金メッキ
2.1. 6価クロメート
2.2. 3価クロメート
3.1. 一般的な膜厚
3.2. 膜厚測定
1. 亜鉛メッキの種類
亜鉛メッキは、鋼板を錆から守るために有効な表面処理技術です。電気亜鉛メッキと溶融亜鉛メッキの2種類があり、それぞれメリットとデメリットがあります。用途や目的に合わせて、最適な方法を選択することが重要です。
1.1 電気亜鉛メッキ
亜鉛メッキ液にメッキを施したい製品を浸漬し、電流を流すことで亜鉛皮膜を形成する電気メッキです。メッキの膜厚は5~25μm程度と比較的薄く、滑らかな仕上がりになります。
寸法交差が厳しい製品に対し、交差範囲内に調整可能
電気亜鉛メッキの利点の一つは、めっき膜厚の精密なコントロールが可能であることです。これにより、寸法公差が厳しい製品に対しても、交差範囲内での調整が可能となります。
自己犠牲防食による防食性
犠牲防食作用により、製品の耐食性を向上させます。亜鉛は鉄よりも腐食しやすいため、傷がついた場合でも、亜鉛が先に腐食し、母材を保護します。この自己犠牲防食皮膜は、製品の寿命を延ばす重要な役割を果たします。
製品の変形が起きにくい
電気亜鉛メッキは、比較的低温で行われるため、処理中に製品が変形するリスクが低いです。これは、溶融亜鉛メッキと比較して大きな利点であり、特に熱に敏感な材料や薄い板材の処理に適しています。
溶融亜鉛メッキと耐食性を比較
電気亜鉛メッキの膜厚は溶融亜鉛メッキに比べて薄いため、長期間の耐食性においては劣る場合があります。特に、厳しい環境条件下や長期にわたる保護が必要な場合、溶融亜鉛メッキの方が適していることがあります。しかし、クロメート処理や3価クロム化成処理を施すことで、耐食性を向上させることが可能です。
穴の中にはメッキが付き周りにくい
電気亜鉛メッキは、電流の分布によってめっき膜の厚さが異なるため、穴の内側や隠れた部分にメッキが付きにくいという特性があります。これは、特に複雑な形状をした製品や内部に空洞がある製品の処理において、注意が必要です。
1.2 溶融亜鉛メッキ
溶融亜鉛メッキ(俗称:ドブメッキ、ドブ付け)は、鋼材を高温の溶融亜鉛に浸漬することで、亜鉛皮膜を形成する表面処理技術です。優れた防食性能と耐久性を持つことで知られており、様々な分野で広く使用されています。
亜鉛が代わりに腐食することで、素材を腐食から守ります。
溶融亜鉛メッキは、耐食性が優れており、鉄表面に亜鉛の皮膜を作り、空気や水分との接触を防ぐことによって、鉄を守る技術です。この溶融亜鉛メッキには、亜鉛皮膜の防食機能があり、コンクリート中でも通常の腐食環境と同様確実な効果を発揮することができます。
優れた密着性
溶融亜鉛メッキは、亜鉛と鉄の間の金属間にFe-Zn合金層が形成される事により、優れた密着性が得られます。
処理温度が高いため、製品の歪みに注意する必要があります。
熱による歪みが生じる可能性があります。これは、高温で溶かした亜鉛に鋼材を浸すため、加工物の重量や大きさに制限があります。また、熱による歪みが生じる場合があります
めっき膜厚測定から付着量を計算する。
溶融亜鉛めっきの付着量計算式 A=7.2×t
A:めっきの付着量(g/㎡)
7.2=めっき皮膜の密度(g/㎤)
t=めっき膜厚(μm)
めっき付着量より膜厚を計算する。
溶融亜鉛めっきの膜厚計算式 t=A÷7.2
t=めっき膜厚(μm)
A:めっきの付着量(g/㎡)
7.2=めっき皮膜の密度(g/㎤)
計算例;HDZ55 付着量550以上 t=550÷7.2≒76.38 膜厚76μm以上となります。
溶融亜鉛メッキの品質や試験方法はJIS H8641にて細かく決められております。
1.3 亜鉛ーニッケル合金メッキ
亜鉛ーニッケル合金メッキは、亜鉛とニッケルの合金メッキです。電気亜鉛メッキよりも高い耐食性と耐摩耗性に優れています。
2. 亜鉛メッキの後処理
亜鉛メッキは金属部品を保護するために広く使用されるプロセスであり、その後処理はメッキの耐久性や外観を向上させる重要な工程です。後処理は主に6価のクロメート処理および3価クロメート処理の処理方法に分類されます。以下ではそれぞれの後処理方法について詳細に説明します。
2.1 クロメート(6価)
クロメート処理は、亜鉛メッキ部品の耐食性を向上させるために広く使用されています。この処理は六価クロムイオンを含む溶液で行われ、部品表面に保護皮膜を形成します。この皮膜は耐食性を向上させるだけでなく、塗装の密着性も向上させます。
クロメートの種類としてはユニクロ、クロメート、黒色クロメート、緑色クロメートなどがあります。
2.2 クロメート(3価)
3価のクロメート処理は、環境への配慮から開発された方法であり、6価クロムを使用しない環境に優しい後処理方法です。
この処理は3価クロムイオンを含む溶液中で行われ、部品表面に皮膜を形成し、耐食性や外観を向上させます。
3価クロメートの種類としてはユニクロ、クロメート、黒色クロメートがあります。
呼び名は3価でも同じ呼び名ですが、クロメート色の色目が6価と3価で比べた場合に大きく異なります。
6価は黄色味の色目に対し、3価クロメートはユニクロに近い色目になりますので注意が必要です。
当社では6価クロムのクロメート処理(RoHS非対応)、3価クロムのクロメート処理(RoHS対応)どちらも選択頂くことが可能です。
6価クロムのクロメート処理の方が3価クロムのクロメート処理に比べ耐食性に優れております。
3. 亜鉛メッキの膜厚
亜鉛めっきの膜厚は、製品が使用される環境や条件によって異なります。
例えば、屋外で使用される製品は、屋内で使用される製品よりも厚い膜厚が必要です。
また、海水に浸される製品は、塩水に浸される製品よりも厚い膜厚が必要です。
JIS H8610やJIS H8641では、膜厚を平均膜厚と最小膜厚で規定しています。平均膜厚は、めっき皮膜全体の厚さを平均した値です。最小膜厚は、めっき皮膜の最も薄い部分の厚さです。
3.1 一般的な膜厚
亜鉛めっきの一般的な膜厚は、用途や製品の耐久性要求によって大きく異なります。例えば、建築材料や自動車部品など、長期間にわたって高い耐腐食性が求められる製品では、比較的厚い膜厚が要求されます。一方で、電子部品などの小さな部品や、短期間の使用が前提の製品では、薄い膜厚で十分な場合があります。
一般的な亜鉛めっきの膜厚は以下の通りです。
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溶融亜鉛めっき: 50~85μm
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電気亜鉛めっき: 5~20μm
溶融亜鉛めっきは、電気亜鉛めっきよりも厚い膜厚を形成することができます。そのため、より過酷な環境で使用される製品に適しています。
3.2 膜厚の測定方法
亜鉛めっきの膜厚は、以下の方法で測定することができます。
磁気膜厚計、渦電流膜厚計、X線蛍光分析これらの方法は、それぞれ測定精度や適用範囲が異なります。
亜鉛めっき皮膜硬度
HV60~120
耐食性評価
塩水噴霧試験
注 表中の数値は/の前が白色生成物、/の後が赤さびの試験時間を示す。(単位時間)
亜鉛めっきにはクロメート処理を施します。黒色クロメートはK、緑色クロメートはG、光沢クロメートはB、
有色クロメートはCをめっきの記号の末尾に付けて表します。
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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ABS樹脂(3Dプリンター整形品)材料に装飾のニッケルクロムめっきを施したいのですが、試作~対応可能でしょうか?ABS樹脂(めっきグレード)であれば処理対応可能ですが、3Dプリンターでの成形品との事ですのでスポンジで製作したような隙間の沢山ある製品となり、めっきの前処理液が成形品の隙間に残留しめっきの析出を阻害してしまうことが懸念されます。 外観の意匠性目的だけであれば銀鏡皮膜『クリアシルバ』をおすすめしております。 こちらにABS樹脂(3Dプリンター成形品)への処理品の画像を掲載しておりますので参考にして頂けると幸いです。
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CrCu(クロム銅)にニッケルめっき(5~10μm)処理可能でしょうか?クロム銅へのニッケルめっき処理可能です。 製品の形状、サイズや数量など教えて下さい。
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アルミニウム素材(A5052)にニッケルめっきが施されている製品がありますが、ニッケルめっき皮膜を剥離することは可能でしょうか?素材を極力粗さずできますか?アルミ素材を極力粗さずニッケルめっきを剥離対応は可能です。 サイズ的に制限がございますので、製品サイズ等を教えて下さい。
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アルミニウム素材(A5052)に電解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?アルミニウム素材への電解ニッケルめっきですが、直接処理ができませんので下地に無電解ニッケルめっき(カニゼンめっき)を施した上であれば処理可能です。 膜厚などの詳細は別途ご相談できればと思います。
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サーメット(cermet)金属の炭化物や窒化物など硬質化合物の粉末を金属の結合材と混合して焼結した複合材料に ニッケルめっきを施し脆さを軽減出来ないかと考えております。 サーメット材にニッケルめっきは可能でしょうか?実際に処理を施させて頂き脆さなどのご評価を頂く必要がございますが、サーメット材へのニッケルめっき処理可能です。 試作処理など行いながらご評価頂けると幸いです。
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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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ベリリウム銅(BeCu)にニッケルめっきは可能でしょうか? 他社で処理して頂いたのですが、密着性が悪く剥がれが発生致します。ベリリウム銅(BeCu)は特殊な前処理を行わないと密着の悪いめっき処理となります。 弊社では複数のクライアント様よりベリリウム銅素材へのメッキ処理をご依頼頂き対応致しておりますので、 ご安心してご依頼頂ければと思います。
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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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ステンレス鋼(SUS304)に処理されておりますニッケルめっきを剥離することは可能でしょうか?ステンレス鋼(SUS304)素材上のニッケルめっき剥離可能です。
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ABS樹脂に導電性を持たせる目的でニッケルめっきを検討しております。 処理可能でしょうか?ABS樹脂へのニッケルめっき対応可能です。 ABS樹脂へ直接電解のニッケルめっきは処理できませんので、下地に無電解ニッケルめっきが必要となります。