アイ・シイ・エスのコーティング技術 (溶射)
溶射とは
溶射とは、皮膜を形成するコーティング技術の一種です。
燃焼ガスやプラズマ等を熱源として、材料を加熱し融し、これを、ガスまたは、圧縮エアーにより母材表面に吹き付けるという技術です。
燃焼ガスやプラズマ等を熱源として、コーティング材料を、加熱により溶融もしくは軟化させ、微粒子状にします。それをガスまたは、圧縮エアーにより加速し被覆対象物表面に衝突させて、扁平に潰れた粒子を凝固・堆積させます。
溶射にも様々な方式があり、使用する材料や熱源の種類等により分類されています。
溶射は工業的実用性に優れた、コストパフォーマンスの高いコーティング技術であり、溶射材料も金属、セラミックス、プラスチックなど多岐にわたり、航空機、発電設備、自動車をはじめ、あらゆる産業機械に対して、寿命の向上、性能の向上、生産・メンテナンスコストの削減等に寄与しています。
溶射の種類と特徴
HVOF (High Velocity Oxygen-Fuel Thermal Spray) : 高速フレーム溶射
HVOF溶射とは、多量・高圧の支燃性ガスと可燃性ガスを利用して高速フレーム溶射を行う最新の溶射法です。
主な特徴
- 高密度・高硬度・高密着性が得られる
- 低酸化で皮膜が形成できる
- 肉厚な皮膜を形成できる
- 滑らかな溶射皮膜で、鏡面が得られやすい
用途例
- 航空機部品
- 建設機械
- スチームタービン部品
- ボイラー
- 化学プラント部品
- 各種ロール など
Plasma : プラズマ
プラズマジェットを利用し、金属・合金から高融点材料である各種セラミックス、またセラミックスと金属あるいは合金を組合わせたサーメットの粉末材料を溶解して加工物に噴射する溶射法です。
主な特徴
- 溶射材料の自由度が大きい (金属, セラミックス, 合金, サーメット, 樹脂)
- 密着性と緻密性に優れる
- 基材の材質選択が広い
用途例
- 航空機部品
- 自動車部品
- ガスタービン部品
- 絶縁部品
- IT関連部品
- 機能性部品
- ガイドロール
- 各種センサー など
Arc : アーク
2本の線材を溶射ガン先端のノズル部分で通電させ、2本の線材の交差部で短絡させる事によって発生するアークの熱で溶融し、溶滴化した材料を圧縮空気で微細化し噴射する溶射法です。
主な特徴
- 線材に加工できる金属や合金であれば溶射が可能
- 大容量の溶射能力により広範囲の溶射が効率的
- 局部的に溶着の度合いが大きく、大きな密着力を示す
- 低温での処理により、基材に優しい
- コストパフォーマンスが良い
用途例
- 半導体製造装置部品
- 液晶製造装置部品
- 家電部品
- 防食部品 など
Flame : フレーム
酸素・アセチレン炎を熱源とし、金属・合金線材を溶融噴射し、加工物表面に皮膜を形成する溶射法です。
主な特徴
- 溶射皮膜の膜厚範囲が広い (通常0.1~5mm程度)
- 基材を低温に制御でき、熱影響を与えない
- 耐摩耗性に優れている (皮膜を構成している各粒子が原材料よりも硬化しており、さらに酸化物・窒化物及び炭化物等の硬質材が皮膜内に介在し分散しているため)
用途例
- 自動車部品
- メンテナンス部品
- 防食部品 など
溶射プロセス | フレーム温度 [℃] | 粒子速度 [m/sec] | 溶射材料 | 被膜特徴 | コスト | 成膜速度 | ||
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形態 | 種類 | 密着強度 | 緻密性 | |||||
HVOF | 〜3000 | 〜800 | 粉末 |
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◎ Very Good | ◎ Very Good | △ Decent | △ Decent |
プラズマ | 〜16000 | 〜450 | 粉末 |
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○ Good | ○ Good | △ Decent | ○ Good |
アーク | 〜5000 | 〜250 | ワイヤー |
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△ Decent | △ Decent | ◎ Very Good | ◎ Very Good |
フレーム | 〜3000 | 〜200 | ワイヤー |
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△ Decent | △ Decent | ○ Good | ○ Good |