亜鉛・カドミウム・クロム・ニッケルめっきの主な違いを解説

電気めっきとは、電気分解の原理を用いて特定の金属表面に他の金属や合金の薄い層をめっきするプロセスです。電気分解を用いて金属やその他の材料の表面に金属膜を付着させ、金属酸化（錆など）を防ぎ、耐摩耗性、導電性、反射率、耐食性（硫酸銅など）を向上させ、美観を高めるプロセスです。

電気めっきは、銅めっき、金めっき、銀めっき、クロムめっき、カドミウムめっき、ニッケルめっき、亜鉛めっきなどの特定のプロセスに分類されます。製造業では、亜鉛めっき、カドミウムめっき、クロムめっき、ニッケルめっきが最も広く使用されています。これら4つにはどのような違いがあるのでしょうか？

亜鉛めっき

特徴

亜鉛は乾燥空気中では比較的安定しており、変色しにくいです。水と湿った大気中では、酸素や二酸化炭素と反応して酸化物やアルカリ性炭酸亜鉛被膜を形成し、亜鉛の更なるめっきと酸化を防ぎ保護役割を果たします。

亜鉛は酸、アルカリ、硫化物で容易に腐食されます。亜鉛めっき層は一般的に不動態化処理が必要です。クロム酸またはクロム酸塩溶液での不動態化後、形成される不動態化被膜は湿った空気と相互作用しにくく、防食能力が大幅に向上します。ばね部品、薄肉部品（肉厚＜0.5mm）、高い機械的強度を要求される鋼部品には水素除去が必要ですが、銅と銅合金部品は水素除去不要な場合があります。

亜鉛めっきは低コスト、加工が容易、効果が良好です。亜鉛の標準電位は比較的負であるため、多くの金属に対して亜鉛被膜は陽極被膜となります。

用途

亜鉛めっきは大気環境やその他の良好な環境で広く使用されますが、摩擦部品には適しません。

カドミウムめっき

特徴

海洋大気や海水に接触する部品、および70℃以上の温水では、カドミウム被膜は比較的安定し、強い耐食性と良好な潤滑性を持ちます。塩酸にゆっくり溶解しますが、硝酸には極めて溶けやすく、アルカリには不溶で、その酸化物も水に不溶です。

カドミウム被膜は亜鉛被膜より軟らかく、水素脆化が少なく密着性が強く、特定の電解条件下では亜鉛被膜より美しい被膜が得られます。しかし、カドミウム溶融時に発生するガスは有毒で、可溶性カドミウム塩も有毒です。通常条件下では、カドミウムは鋼上で陰極被膜、海洋および高温大気では陽極被膜となります。

用途

主に海水や類似の塩溶液、飽和海水蒸気の大気腐食から部品を保護するために使用されます。多くの航空、海洋、電子工業部品、ばね、ねじ部品にカドミウムめっきが使用されます。研磨、リン酸塩処理、塗装下地として使用できますが、食器には使用できません。

クロムめっき

特徴

クロムは湿った大気、アルカリ、硝酸、硫化物、炭酸塩溶液、有機酸で非常に安定し、塩酸と熱濃硫酸に容易に溶解します。直流作用下でクロム層を陽極として使用すると、苛性ソーダ溶液に溶解します。クロム層は密着性が強く、高硬度（800〜1000HV）、優れた耐摩耗性、強い光反射率、高い耐熱性を持ちます。480℃以下では変色せず、500℃以上で酸化開始、700℃で硬度が大幅に低下します。

欠点はクロムが硬く脆く、剥離しやすいことで、交互衝撃荷重時に顕著です。また多孔性があります。金属クロムは空気中で容易に不動態化し不動態化被膜を形成するため、クロムの電位が変化します。したがってクロムは鉄上で陰極被膜となります。

用途

鋼部品表面への直接クロムめっきを防食層として使用するのは理想的ではありません。一般的に多層電気めっき（銅めっき→ニッケル→クロム）により防錆と装飾の目的を達成します。

現在、部品の耐摩耗性向上、寸法修復、光反射、装飾照明に広く使用されています。

ニッケルめっき

特徴

ニッケルは大気とアルカリ中で良好な化学的安定性を持ち、変色しにくいです。600℃以上の温度でのみ酸化されます。硫酸と塩酸にはゆっくり溶解しますが、希硝酸には容易に溶解します。濃硝酸で容易に不動態化するため、優れた耐食性を持ちます。ニッケル被膜は高硬度で研磨しやすく、高い光反射率を持ち外観を向上させます。

欠点は多孔性です。この欠点を克服するために多層金属めっきが使用され、ニッケルは中間層として使用されます。ニッケルは鉄上で陰極被膜、銅上で陽極被膜となります。

用途

通常、防食と美観向上のため、装飾被膜の保護に一般的に使用されます。銅製品へのニッケルめっきは防食に理想的ですが、ニッケルがより高価なため、銅・スズ合金めっきでニッケルめっきに代えることがよくあります。