大阪富士工業の溶射パンフレット

本装置の機構は、トーチに供給された高圧の水流が内部で円筒過水流を作る仕組みになっています。
このような状態で、カーボン陰極と鉄製回転陽極との間に電圧をかけ、強制的に直流アークを発生させると、過水流の内側表面の水が蒸発し、分解後プラズマ状態となり、連続的にプラズマアークを発生します。
そのプラズマアークは旋回する円筒水流によって絞り込まれ、エネルギー密度を高めながら、プラズマの急激な熱膨張により、高温･高速の安定したプラズマジェット炎をノズルから噴射します。
プラズマジェット炎の最大温度は、およそ30、000℃にも達しますので高融点のセラミックスでも容易に溶射可能です。

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アルゴン、ヘリウムなどの作動ガス中で、タングステン陰極と銅ノズル陽極間に電圧をかけ、直流アークを発生させると作動ガスが解離・電離し、連続的にプラズマアークが発生します。
これを冷却させたノズルにより絞り込み、15、000℃以上の高温･高速ジェットを噴出させます。
そのプラズマジェット中に粉末を送り、溶融させながら加速して被覆する方法で、セラミックスなどの高融点材料の溶射が可能です。
さらに、プラズマジェット噴流が溶融粒子を高速度で素材に吹き付けることにより、他の溶射方法に比べ高品質な溶射皮膜の形成が可能であり、溶射材料のバリエーションも豊富です。

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炭化水素系や水素ガスと酸素の混合ガスを、内部燃焼室で燃焼させ、その燃焼ガスを4つの集中噴射孔によって、高温の超音速燃焼ガスジェット（マッハ5以上）に変えます。
そして、そのガスジェットの中心に粉末材を窒素ガスで送給し、ノズル内部や集中性の高い燃焼ガスジェット中で溶融、加速しながら素材に激突させます。
この結果、緻密で高品質な溶射皮膜の形成が可能です。

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ガス溶射に比べ、密着力、抗張力が大きく、溶射効率が高いのが特徴です。

2本の異種金属、合金銭を利用すると擬似合金皮膜を形成します。
線材になる金属であれば、すべて溶射が可能です。低温溶射であるため、被陽謝罪が変質･変化しません。
皮膜内の気孔により油保有性に優れ、慴動磨耗性が著しく向上します。

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低温溶射であるため、被溶射材が変質変化しません。
ロッドやチューブ形状でセラミックスの溶射が可能です。
アーク溶射に比べて表面粗度が細かく、高硬度な皮膜が得られます。また、クロム、カーボンの損出が少ないです。

現地出張溶射の主力として、アルミや亜鉛などの防錆溶射に数多くの実績を有しています。

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クロムメッキは大きく装飾用と工業用に分けられます。
装飾用はその光沢を利用することが多いのに対して、工業用は
その物質的な特性に注目した利用法が多いのが特長です。

また、メッキ厚が厚い（JISでは2μm以上と規定）ことが、
装飾用と異なる点です。

クロムメッキの特長は、まず硬度が高いことから機械部品や
工具類に施すことによって、耐摩耗性が著しく向上します。

【溶射の長所】
■メッキと違い処理槽の枠にとらわれないので、処理槽に入らないような
　大きな製品も処理できる（部分処理も可能）
■処理時間が早く、ドライプロセスのため、乾燥時間が不要
■膜厚としては0.5mm～50mm程度で、薄膜厚膜対応が可能

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「溶射加工」という場合、皮膜形成作業（コーティング工程）のみを
考えられることが多いです。

しかし、溶射加工の本来の目的は、依頼主様（クライアント、顧客）の
ご要望にそって、必要な期間、製品の表面に有用な価値を提供すること。

したがって、単に皮膜形成作業だけでなく、それ以外の工程についても
充分な計画が必要です。

【基本的な工程】
■事前協議と仕様書作成
■前処理
■皮膜形成
■後処理
■検査

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固体原料を溶融・投射するという独特のプロセスをとる溶射法は、
他の表面改質技術にはない特長があります。

溶射法の長所として、溶射材料や素材材質の選択範囲が広いことや
皮膜形成速度が高いこと、現場施工が可能などが挙げられます。

また、素材の温度を低温に保って皮膜形成ができ、ドライプロセスであり、
環境への負担が小さいです。

【溶射法の長所】
■溶射材料・素材材質の選択範囲が広い
■皮膜形成速度が高い
■溶射する素材寸法の選択範囲が広い
■現場施工が可能
■素材の温度を低温に保って皮膜形成ができる
■ドライプロセスであり、環境への負担が小さい

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溶射とは、金属やセラミックスを溶融又は半溶融状態まで加熱させ、
素材表面に衝突・堆積させ皮膜とする表面改質技術の一種です。

溶射の「溶」は溶融させることを意味し、溶射の「射」は衝突・堆積に
相当します。したがって良い溶射皮膜を作るには充分な溶融状態を作る
ための高温状態と、粒子を吹き付けるための高速状態が必要となります。

溶射法における成膜プロセスは、溶融された粒子が基材に衝突、同時に
扁平化します。また一部は飛沫となって飛び散るものもあります。

溶融されて液体になった原料粒子が次々と積層してゆくことで成膜されます。

【さまざまな溶射法】
■水プラズマ溶射
■ガスプラズマ溶射
■高速フレーム溶射
■アーク溶射
■フレーム溶射

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溶射はさまざまなところで活用されています。

ロールや軸、ベアリング、ケーシング、ローラーなど、
さまざまな機械設備・工業製品の部品の補修はもちろん、
装飾目的の施工なども実施しています。

母材がSSやステンレスなどの品物の表面を補修しつつ、
画期的に寿命を延ばす皮膜もあります。

一品ものから承っております。お気軽に当社までご相談ください。

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1970年代後半、塩水噴霧試験、海岸暴露試験などを精力的に実施し、
防錆溶射技術を確立しました。

1980年代では、現地で施工できる自動溶射装置を備え、原油タンク等の
防食溶射を手掛けるようになりました。2011年までに、数十機のタンクに
溶射施工を実施しています。

1990年代後半～現在は、福北橋梁をはじめとして、各橋梁部材の溶射が
盛んになりました。それら部材についての品質面・コスト面の向上を目指し、
自動溶射による施工技術を発展。

現在も、さらに複雑な形状に対応できるよう、常に改良を進めています。

【タンクへの施工事例（アルミ防食溶射）】
■灯油タンク
■ナフサタンク
■ガソリンタンク
■原油タンク
■プロパンタンク

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昨今、化学薬品の貯蔵庫・配管等に溶射を適用することが多くなりました。

各種セラミックやハステロイのような材料が、この分野で効力を発揮。

化学薬品に強く、気孔の少ない皮膜を素材上に成膜させることにより、
素材および機器の寿命を延ばします。

【適用事例】
<塩化水素用スリーブ>
■溶射法：プラズマ溶射（内径溶射）
■溶射材：セラミックス
■膜厚：0.3～0.4mm
■要求性能：耐化学薬品

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絶対の安全性、信頼性が要求される航空機技術。近年、エンジン
作動最高温度が1、600℃の航空機ジェットエンジンが実用化されました。

これにより更に過酷な環境から構成部品を保護し、部品寿命を確保すべく、
遮熱コーティングの要求精度が高まっています。

「燃焼筒・タービンブレード」は、航空機の心臓部であるエンジンを
構成している部品で、「ランディングギア」とは、飛行機が離着陸の際、
用する前後計3つの離着陸装置のことです。

【参考】
■溶射法：プラズマ溶射、HVOF溶射
■溶射材：セラミックス、サーメット
■膜厚：0.5～0.7mm
■要求性：断熱性、高温耐食性、(高温)耐磨耗

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製鉄設備で使用される装置や機械は、製鉄工程特有の高温・腐食環境など、
過酷な状況で使用されます。

したがって、それらの使用部材や表面には、耐摩耗・耐熱・防食といった
性能が強く求められます。

溶射は、このような部材や表面の高寿命化に欠かせない技術として活用されています。

【施工事例（抜粋）】
■コンベアプーリー
■コークス炉・上昇管
■CDQボイラチューブ
■酸洗ブライドルロール
■サポートロール

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製紙用ロールは工程上、紙による衝撃や磨耗・腐食が激しいため、
耐磨耗性・耐衝撃性・耐食性が強く求められています。

当社は、さまざまな形状・種類の製紙用ロールについて、
多くの施工実績を有しています。

ご用命の際はお気軽にご相談ください。

【施工事例概要】
■形状：φ330～800×5、600～8、000
■材質：鋳鉄
■使用条件：抄紙機（ワイヤーパート、プレスパート）
・温度：常温
・通板材：ナイロンワイヤー、湿紙
・その他：白水による腐食あり
■要求性能：耐磨耗、紙離れ製、耐食性
■従来対策：ゴムライニング
■溶射仕様：材料「アルミナ系セラミックス」、溶射法「水プラズマ法」

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発電所分野では、事業用発電施設における火炉蒸発管の損傷
対策に、溶射皮膜が適用されています。

損傷の形態は燃料や炉内雰囲気によって異なり、その要因は、
高腐食・エロージョン磨耗の2つに大別することができます。

【概要】
<施工>
■施工対象となる製品の形状や面積に応じて、当社工場内での
　ロボットによる自動溶射や、現地での手動溶射を実施
<溶射による補修>
■操業を開始してから損傷が進んだ箇所については、局所的な補修溶射も実施

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半導体・IT業界における溶射の重要性も増してきており、当社でも
実績を重ねています。

製品の性質上公開できないものが多いため、ここでは、よりクリアな
施工環境が求められる半導体部品への溶射に対応した設備をご説明。

高品質・ハイレベルな要求事項に応える為、日々研究を進めています。

【施工設備】
■不純物の混入を避け、専用設備としたクリアな溶射環境
■信頼度の高いロボットによる完全自動施工
■新しい溶射ガン

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大型セラミックパイプは、水プラズマ溶射を応用したセラミック成型品です。

当社が作りだす、熱膨張・収縮に非常に強い製品。

「パイプ」や「タイル」、「るつぼ」など、WAPLOCの
形状と寸法－多彩な形状のセラミック部品が製造できます。

【ラインアップ】
■パイプ
■タイル
■るつぼ

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溶射は、機材に優れた電気特性を付与することが出来ます。

導電性が良い基材に導電性の無い皮膜を形成して絶縁させることや、
誘導過熱させることができる金属皮膜を非金属の基材に形成したりなど、
用途の広がりは無限です。

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耐衝撃皮膜は、繰り返し物体が衝突したり、力が加わる箇所に
有効な皮膜です。耐衝撃皮膜を表面に施工することで、基材の
強度を増すことができ、基材が破壊されることを防ぎます。

当社では、落球試験と呼ばれる試験を実施し、耐衝撃性を
測定しています。

落球試験では、パチンコ玉のようなものを500個を1セットとして
測定部位に集中的に落下させ、皮膜に異常が確認されるまでの
セット数によって、耐衝撃性の優劣を判断します。

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産業機械部品などの設備を稼動させる際、金属部品同士の擦れによる
摩擦や衝撃による欠損により減肉や欠損はつきものですが、そのような
場合に有効な手段の一つが、溶射による肉盛補修です。

溶射は溶接と異なり、セラミックスやサーメット（金属とセラミックスを
混合した複合材料）を皮膜の形成に使用できるほか、母材についても
材質を選ばないため、さまざまな用途で利用することが可能。

高硬度・耐熱・耐食・耐衝撃など、機械部品の表面に付加できる性質も
さまざまです。また、減肉の進んだ製品については、寸法を復元するための
肉盛溶射も実施できます。（製品の形状や溶射材料にもよる）

【事例】
■クランクフランジ　外径補修
■ケース　内径補修

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一般に金属は、セラミックに比べて硬度で劣ります。

ところが、非常に硬い基材が必要とされる場合でも、
セラミック成形品では作れないことや、コスト面で
セラミックを使用できないことがあります。

そのようなときに有効なのが、溶射による表面改質です。
基材表面に硬いセラミックやサーメットの皮膜を成膜させ、
基材本来の硬さより硬くすることで、耐久性等を確保できます。

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近年の耐熱部品には、設備の高効率化や長寿命化のため、これまで
以上に高い耐熱性能が求められるようになっています。

メンテナンスにかかるコストを低減し性能の向上を図るため、耐熱・
耐高温酸化性に優れた溶射皮膜は、ガスタービンやジェットエンジン、
ボイラー部品、鉄鋼など様々な分野で、必要不可欠なものになっています。

大手高炉メーカーのパートナーとして長年の実績を持つ当社は、
耐熱・耐高温酸化についての豊富なノウハウと実績を持っています。

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腐食には、さまざまな雰囲気があり、酸による腐食や電気的な腐食
など、種類もさまざまです。

基材の特性だけでは完全に防げない腐食雰囲気がある場合、または
耐えられる特性があっても基材として使用するには材料が高すぎる
場合は、溶射による表面改質が大変有用です。

また、防錆は、当社においても溶射部門設立当初からいちはやく防錆
溶射を導入し、こうしたニーズに応えてきました。現在では、実績や
管理の面でも高い信頼をいただき、日本各地で溶射施工を実施しています。

【腐食の種類】
■均一腐食
■局部腐食（電気腐食、すき間腐食、孔食、粒界腐食、磨耗腐食）

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磨耗とは、さまざまな種類があり、その原因もさまざまです。

溶射によって耐磨耗性能を付与するためには、こうした磨耗の特性に
配慮する必要があります。

溶射による耐磨耗は、従来の表面改質技術では不十分だった、高荷重軸
受け部への肉盛やライニングの表面処理にも、非常に有効な手法です。

【磨耗の種類】
■金属同士が接触して柔らかい方の金属が引き裂かれて硬いほうに移動し、
　磨耗粉として脱落を繰り返す磨耗
■磨耗面に介在する異物により表面が削り取られる磨耗
■摩擦面の一方の硬度がもう一方より相当高く、硬い表面突起部が
　相手摩擦面を引っ掻くことによる磨耗
■溶射皮膜表面の微小な凸凹に対して垂直荷重または二つの固体面に摩擦が
　繰り返すことによって疲労が生じ、溶射皮膜の破損・剥離が生じる磨耗

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熱源にレーザーを用いるレーザーコーティング『レーザークラッディング』では、レーザー照射部の励起発熱反応を利用し、しかもその出力を精密に制御できることから、母材への熱影響を低く抑えることが可能となります。

【研究概要】
＜モルテンプール型レーザーコーティング＞
■熱源としてレーザーを用い、母材上にモルテンプールを形成しながら
　その中に粉末を供給してそれを溶融凝固
■部材の表面に耐摩耗性や耐食性等の機能性表面を形成する
■母材成分の低希釈コーティング

＜非モルテンプール型レーザーコーティング＞
■原材料粉末を複数のレーザー光で直接加熱溶融することで
　基材表面の溶融を必要最小限に留める
■熱変形や皮膜成分の変質がほとんどない
■複数のレーザー光を使用するため、高出力化や異波長レーザー光の
　組合せが可能

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　その他関連資料もダウンロードいただけます。 （詳細を見る）

『レーザークラッディング』は、母材への熱影響を抑えて
肉盛施工が行える、レーザーコーティング技術です。

レーザー照射部の励起発熱反応を利用し、その出力を精密に制御することで、
熱影響部の硬化に伴う母材の割れや、溶接熱影響による相変態を抑制。
高機能素材を使ったコーティングもきれいに仕上がります。

現在、当社が参画する研究プロジェクトの紹介資料を進呈中。
レーザークラッディングの様々な応用技術をご覧いただけます。

【研究例】
＜モルテンプール型レーザーコーティング＞
母材上にモルテンプールを形成しながら粉末を供給、溶融凝固させることで、
部材の表面に耐摩耗性や耐食性等の機能性表面を形成します。

＜非モルテンプール型レーザーコーティング＞
原材料粉末を複数のレーザー光で直接加熱溶融することで、基材表面の溶融を
必要最小限に抑制。熱変形や皮膜成分の変質がほとんどありません。
高出力化や異波長レーザー光の組み合わせも可能です。

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