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耐摩耗性

鋼材(機械、土木、建築などの工業用材料)などの耐摩耗性を高める技術とは

耐摩耗性とは、繰り返し使用されることによって起こる摩擦、研磨による擦り減りなどに対する強さを指します。自動車・建築・産業など、さまざまな分野で多くの金属製品・構造材が用いられていますが、これらが故障・破損する原因のひとつとなっているのが摩耗です。必要な機材や部品が摩耗すると精度が悪くなったり、耐久性が落ちて突然破損する恐れもあるのです。

そこで選択肢のひとつになるのが、溶射加工による耐摩耗性の付与です。溶射は必要な部分だけに施工できるため、コストの削減や資源の節約にも有効。全体を耐摩耗性材料で保護し、耐久性をアップすることもできます。

参照元:ウイルHP(http://www.will-ok.com/hardf/

鋼材(機械、土木、建築などの工業用材料)などの耐摩耗性を高めるための溶射の材料

溶射加工における耐摩耗性材料として挙げられるのは、硬質素材であるセラミック、高炭素鋼、セラミックと金属を複合させたサーメットなど。こうした材料を溶射によって吹き付けることにより、摩耗が激しい部品・機材の寿命延長を図ることができます。施工上での制限がほとんどないため、めっき加工よりも使用しやすいのが特徴です。

ただし、摩耗といってもその形態は一辺倒ではありません。すべり摩耗・腐食摩耗・ひっかき摩耗・エロ―ジョン(浸食)など、摩耗の種類をしっかりと見極め、目的・材質・使用環境などによって適した材料・溶射方法を選ぶ必要があります。また、耐摩耗性と同時にすべり性(潤滑性)を向上させたいなど、希望する付加価値によっても方法は異なってきます。

鋼材(機械、土木、建築などの工業用材料)などの耐摩耗性を高めるための溶射の特徴

耐摩耗性を高めるには硬度をアップさせることが有効とされますが、それだけでは機能の向上が認められないケースもあります。摩耗の原因となっている要素や、対象となる基材との相性・密着性・使用環境などを考慮し、適した溶射方法を選ぶことが重要です。

大気プラズマ溶射法「APS」

トーカロ株式会社が提供している大気プラズマ溶射法「APS (Atmospheric Plasma Spraying)」は、耐高温・絶縁特性・耐摩耗性を付与できる溶射方法です。10,000℃を超える高温のプラズマジェットを用いて、高融点材料とされるセラミック、セラミックと金属を合わせたサーメットなどを溶融し、基材に噴射して密着度の高い皮膜を形成します。大気プラズマ溶射法「APS」では、溶射による基材の変形が見られないのが特徴です。

参照元:トーカロHP(https://www.tocalo.co.jp/technical/aps.html

セラミック溶射

セラミック溶射は、必要な部分だけにセラミックコーティングを施せる方法なので、コストを抑えて耐摩耗性を付与することが可能です。対応となる溶射方法は、高速フレーム溶射・プラズマ溶射・デトネーション溶射。ただし、セラミックは高硬度ですが粘性に不安があるため、衝撃や温度変化による破損を考慮する必要があります。

サーメット溶射

サーメット(Ceramics + Metal = Cermet)とは、セラミックと金属を複合させた溶射材料。セラミック特有の高硬度・耐摩耗性・耐熱性といった特性と、金属が持つ靭性を併せ持っています。サーメット溶射には高速フレーム溶射(HVOF・HVAF)が用いられ、高速で基材に吹き付けることにより高い密着力と緻密な皮膜を実現できます。

超硬金属溶射

非常に硬度の高い超硬合金(タングステンカーバイド)を、高速フレーム溶射を用いて吹き付ける技術です。耐摩耗性・密着性に優れた方法で、厳しい環境下でも使用できるのが特徴。一部分だけ摩耗してしまった部分や、欠損部の肉盛にも用いられます。

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引用元:日鉄ハードフェイシング公式
(https://www.nshard.co.jp/)
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引用元:プラクスエア工学公式
(https://www.praxairsurfacetech.jp/)
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取り扱う溶射技術
  • 高速ガス溶射
  • 大気プラズマ溶射
  • アーク溶射
取り扱う溶射技術
  • 爆発溶射
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※1参照元:デジタルリサーチ「2013年版溶射市場の現状と展望」(2021年12月調査時点)
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