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無電解ニッケルめっきの熱処理400℃以上においての硬度減少について
- 無電解ニッケルめっきの熱処理400℃以上における硬度減少の理由について解説します
- 無電解ニッケルめっきの熱処理400℃以上においては、金属間化合物Ni3Pの析出によって硬度は上昇しますが、その後はなぜ硬度が減少するのか疑問です
- インターネット上の情報では無電解ニッケルめっきの熱処理による硬度上昇については詳しく触れられていますが、硬度減少については明確な説明がないようです
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出典がはっきりさせられなくて申し訳ないのですが、 ４００℃を超えた位から、リン－ニッケルの金属間化合物が分解し金属ニッケルの結晶になるので硬度が下がる（純Ｎｉの硬度になる）ためである との記述を見たことがあります。 どこかのメッキ屋さんのサイトでした。
すこしブレた回答かもしれませんが… もともと無電解ニッケルメッキ（無電解ニッケルリンメッキ）は非晶質です。リン含有量に依存しますが、高リンではほぼ完全な非晶質です。 これに熱を加えることによって、リンがニッケルと結合して微結晶質へと変化していきます。この変化の開始温度は２５０℃より高いぐらいの温度と思われます。 ３５０～４００℃でピークをむかえます。非晶質が微結晶質へ移行する際に起こる体積収縮が歪を生じさせ、硬さとして現れていると思います。 ５００℃６００℃など高い温度で歪が徐々に抜けていって「軟らかくなっている」ように見えるかと。実質はNi3Pの硬さというより皮膜と基材のパワーバランスだと思います。 鉄系素材に無電解ニッケルメッキすると水素脆性防止のため３００～４００℃のアニールをします。水素は極小さな原子分子なので結晶の隙間を抜けるけど、リンは抜けずにニッケルと結合していると考えています。 ただし、酸化雰囲気下での熱処理の場合、極極表層の数ナノ程度は酸化されると考えられるため、ここではリンが抜けているかもしれません。でも、硬度測定できる最小限界を下回る領域かと思います。測定が難しいのか、そんな領域で議論することがないのか、資料は見かけません。 もともと、メッキは仕上げ工程に近いので、４００℃以上の高温に晒すとメッキ対象物が変形したり燃えてなくなったりするので、高温側の議論がされていないと思いますよ。
無電解ニッケルめっきは、燐の含有量によって特性が異なるようです。 400℃を超える熱処理により、めっき中の燐にナニガシかの変化が生じ るものと推察いたします。 それ以上は．．．ゴメンなさい解かりません 本家本元の日本カニゼン社に問い合わせてもダメでしょうか．．．
お礼
ありがとうございます。 他のサイトで聞いたところ、 「結晶粒子が粗大化して硬度が低下します。その他、粒界や粒子内部のひずみなども解消されます。」と仰られました。 しかし、リンにも何か変化が起こっているような気がします・・・。 ちなみに日本カニゼン社には会社名等を書かなくてはならなかったため問合せておりません。
お礼
なるほど。 とても勉強になりました。 硬度が増すことの根本的な理由を私は間違っていました笑。 ありがとうございました。