溶射処理入門編

4.溶射材料の種類や用途、使用環境の紹介

溶射材料は金属やセラミックス、サーメットなど様々な種類がございます。それぞれ、溶射する材料により付加される機能が変わるため、実際に使われる環境も変わります。
そこで、溶射材料の種類をあげながら、主な用途や使用環境を紹介いたします。
溶射材料は金属やセラミックなど様々とあります
カーボンへ行う溶射材料は主にセラミック材料です。材料名のオレンジ色表記にしてある材料は主にカーボンへ溶射される材料となります。カーボンへ紹介しておりますセラミック材料の溶射をすることにより、セラミックの持つ特性をカーボンに添加することが出来ます。

セラミック溶射材料

プラズマ溶射処理設備を用いて吹き付ける材料

  • アルミナ(Al2O3)

    耐食・耐磨耗性を添加して800℃程度までの高温工業用部材に使われます。
  • グレーアルミナ(Al2O3-3TiO2)

    耐衝撃・耐磨耗性を添加して耐工ロージョン性良好、各種機械部品に使われます。
  • アルミナーチタニア(Al2O3-13 TiO2)

    耐磨耗・緻密性を添加して、繊維部品、ポンプ部品等の摺動耐磨耗部品に使われます。
  • ムライト(Al2O3-SiO2)

     耐酸化・耐熱衝撃性を添加して、加熱炉部品、溶融金属接触部品に使われます。
  • ジルコニア(ZrO2)

    遮熱・断熱性を添加して、エンジン部材、燃料電池部材に使われます。
  • ジルコン(ZrO2-SiO2)

    耐熱衝撃・耐溶融金属性を添加して、溶融金属浴部材、高温での摩耗部材に使われます。
  • 酸化クロム・クロミア(Cr2O3)

    耐磨耗・耐食・潤滑を添加して、ポンプシール・メカニカルシール・ロール等に使われます。
    上記以外にも、TiN、B4C、MoB2、ZrN、ZrC、TiB2、ZrB2等があります。これらは酸化物系セラミックよりも高融点なセラミックで溶射も可能です。

ガスフレーム溶射・各種フレーム溶射設備を用いて吹き付ける材料

効果はプラズマ溶射処理のそれぞれの材料説明と同じです。

  • アルミナ(Al203)

  • ジルコニア(ZrO2)

  • ジルコン(ZrO2-Si02)

  • 酸化クロム・クロミア(Cr2O3)

サーメット溶射材料

サーメット(cermet)はceramics(セラミックス)とmetal(金属)からの造語で、金属の炭化物や窒化物などの硬質化合物の粉末を、結合材と混合して焼結した複合材料を指します。サーメットには炭化タングステン(WC)を主成分としたものも含まれますが、超硬合金の名称として知られていることもあってか別物として扱われることが多くなっております。通常、塊のサーメット材料は、切削工具をはじめ、化学プラントの機械の部品や高温用のノズルなどに用いられます。

高速フレーム溶射処理とプラズマ溶射処理設備を用いて吹き付ける材料

  • Cr3C2—25NiCr
    高温耐食・耐磨耗性を添加します。
    • WC—12Co
      耐食・耐磨耗性を添加します。
    • WC—17Co
      耐食・耐磨耗・高密着性を添加します。
    • WC—27NiCr
      耐食・耐磨耗・耐酸化性を添加します。
    • その他の組み合わせ
      様々な用途毎に粉末を組み合わせる事により、様々な特性を引き出します。
      各種サーメット溶射材料は、耐食・耐摩耗環境、クロムメッキの代替技術として用いられています。各種ロール、製紙用部品、高圧プランジャー、スクリュー、パワーショベル、ライナー、ボイラー、キャプスタン、化学プラント、ごみ焼却炉部品、製鉄、金属工業、化学工業、機械工業、製紙、印刷工業、土木など、様々な分野で使われております。

金属溶射材料

高速フレーム溶射処理(HVOF、HVAF)設備を用いて吹き付ける材料

  • SUS316(Fe—18Cr—12Ni-Mo)
    耐食・非磁性を添加して、SUS304部材補修、沿岸部材に使われます。
  • 純銅(Cu)
    導電性を添加します。抗菌用途、伝熱管、アンティーク調部材に使われます。
  • アルミ青銅(Cu-AI-Fe)
    耐食・耐焼付き耐性を添加して、海水用部材、化学工業部に使われます。
  • インコネル625 (Ni-Cr—Mo—Fe—Nb)
    耐塩化物性を添加して、耐各種酸装置、ボイラー管部材に使われます。
  • ハステロイC (Ni-Cr—Mo—Fe—W—Co)
    耐各種酸類を添加して、耐各種酸用部材、化学装置、熱処理炉用部材に使われます。
  • ステライト#6 (Co-Cr-W-C-Fe)
    高温耐蝕・高温耐磨耗性を添加して高温部材に使われます。
  • トリバロイ800 (Co—Mo-Cr—Si)
     耐酸化・耐摩耗・潤滑性を添加して高速軸受けなどに使われます。
  • ニクラリー(Ni-Cr-AI-Y)
    耐熱金属(耐酸化・耐食性)を添加して、耐熱部品、エンジン部品等に使われます。
  • コニクラリ一(Co-Ni-Cr-Al-Y)
    耐熱金属(耐酸化性・耐食性)を添加して、耐熱部品、エンジン部品等に使われます。
  • アモルファス合金(Fe-Cr—B-Si-α)
    耐食・耐磨耗性を添加して、ボイラー管、各種摩耗部材に使われます。

アーク溶射処理と各種フレーム溶射設備を用いて吹き付ける材料

  • 低炭素鋼(LowC-Fe)
    補修・電調性を添加して、電磁調理器具、肉盛補修品に使われます。
  • 高炭素鋼(HighC-Fe)
    耐磨耗性を添加して、硬化肉盛、軸部補修、各種機械部品に使われます。
  • SUS316(オーステナイト) (Fe-18Cr-12Ni-Mo)
    耐食・非磁性を添加して、SUS304部材補修、沿岸部材に使われます。
  • SUS420J2(マルテンサイト) (Fe-13Cr)
    耐磨耗性を添加して、各種摺動部品軸部、硬化肉盛補修に使われます。
  • SUS430(フェライト) (Fe-18Cr)
    耐食性を添加して、厨房機器類、応力腐食割れ緩和に使われます。
  • アルミニウム(Al)
    防錆・耐食性を添加して、屋外ボックス、化学工業用部材、鉄鋼製品各種に使われます。
  • 亜鉛(Zn)
    防錆・耐食性を添加して、屋外ボックス、風力発電部材、鉄鋼製品各種に使われます。
  • 亜鉛アルミ(Zn-Al)
    防錆・耐食性を添加して、屋外ボックス、風力発電部材、鉄鋼製品各種に使われます。
  • モリブデンMo
    耐熱・耐焼付き性を添加して、高温工業用部品、ピストンリングに使われます。
  • 純銅(Cu)
    導電性を添加して、抗菌用途、伝熱管、アンティーク調部材に使われます。
  • エバジュール(Cu—Si-Mn—B)
    導電性を添加して、純銅より高強度に使われます。
  • 白銅(キュプロニッケル) (Cu-Ni)
    耐食性を添加して、熱交換器、耐海水用途に使われます。
  • アルミ青銅(Cu-Al-Fe)
    耐食・耐焼付き性を添加して、海水用部材、化学工業部材に使われます。
  • 黄銅(Cu-Zn)
    銅中で加工性良を添加して、黄金色装飾、抗菌用途に使われます。
  • ニッケルアルミ(Ni-Al)
    下盛材料を添加して、溶射被膜を剥がれ難くする、テフロン下処理に使われます。
  • 80-20ニッケルクロム(80Ni—20Cr)
    耐高温酸化性を添加して、高温工業用部品、ごみ焼却炉に使われます。
  • 50-50ニッケルクロム(50Ni-50Cr)
    耐高温腐食性を添加して、高温部品、硫化腐食緩和(石炭・重油系部材)に使われます。
  • モネル(70Ni-30Cu)
    耐ふっ酸・耐海水性を添加して、耐海水用部材に使われます。
  • チタン(Ti)
    耐食・生体親和性を添加して、海洋構造物、医療用インプラントに使われます。
  • インコネル625 (Ni-Cr-Mo—Fe—Nb)
    耐塩化物性を添加して、耐各種酸装置、ボイラー管に使われます。
  • インコネル718 (Ni-Cr—Mo—Nb—Ti—Al)
    耐熱性・耐酸化性を添加して、耐熱部品、エンジン部材に使われます。
  • ハステロイB (Ni—Mo—Fe—Co)
    耐塩化物性を添加して、耐塩酸用部材、酸洗設備部材に使われます。
  • ハステロイC (Ni-Cr—Mo—Fe—W—Co)
    耐各種酸類を添加して、耐各種酸用部材、化学装置、熱処理炉用部材に使われます。
  • アモルファス合金(Fe—Cr—B-Si-α)
    耐食・耐磨耗性を添加して、ボイラー管、各種摩耗部材に使われます。

自溶性合金溶射材料

各種フレーム溶射と高速フレーム溶射処理設備を用いて吹き付ける材料

溶射被膜の中で、 特に気孔が少なく密着強度の高い被膜です。 ポンプ部品・スクリュー・スリーブ・バルブ、ボイラー部品・ローラー・シャフト・プランジャー、キャプスタンローラー、ガイドロールなど、特に摩耗する様な箇所や腐食環境下、工ロージョン摩耗環境下にある様な機械部品に用いられます。
SFWC1~4(メテコ31C、35C等)に対しては、WC(超硬)含有である為、特に激しい摩耗環境下に強い被膜タガネ・機械爪等に用います。

  • SFNi1 (メテコ12C等)Ni基自溶合金1種(Ni-Cr-B-Si-C-Fe-Co-Mo-Cu)
    耐食・耐熱・耐衝撃性を添加します。
  • SFNi4(メテコ16C等)Ni基自溶合金4種(Ni-Cr-B-Si-C-Fe-Co-Mo-Cu)
    耐磨耗・耐食・耐熱性を添加します。
  • SFNi5(メテコ15E等)Ni基自溶合金5種(Ni-Cr-B-Si-C-Fe-Co)
    耐磨耗・耐摺動性を添加します。
  • SFCo1 (メテコ18C等)Co基自溶合金1種(Ni-Cr-B-Si-C-Fe-Co-Mo-Cu)
    高温耐磨耗・耐食性を添加します。
  • SFCo2(メテコ18C等)Co基自溶合金2種(Ni-Cr-B-Si-C-Fe-Co-Cu)
    高温耐磨耗・耐食性を添加します。
  • SFWC1~4(メテコ31C、35C等)WC(超含)含有のNi・Co基自溶合金
    耐磨耗性を添加します。

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