大粒子クラッディングとは、溶接工程中に溶融池に大型の耐摩耗性合金粒子(炭化タングステン、クロム合金、モリブデン合金など)を添加し、溶接チャネル内に均一に分散させることで、クラッディング層の耐摩耗性、耐衝撃性、耐食性を向上させる特殊なクラッディングプロセスです。このプロセスは、鉱山機械、建設機械、冶金設備など、高い耐摩耗性が求められる産業機器に主に用いられます。

大型粒子被覆材

大型粒子表面処理を選ぶ理由とは?

優れた耐摩耗性:合金粒子の高硬度により、部品の耐摩耗寿命が大幅に向上します。

高い耐衝撃性:大きな粒子が均一に分散されているため、材料の耐衝撃性や耐亀裂性が向上します。

強固な結合:溶融した粒子は基材と強固に結合し、剥離したり破損したりしにくい。

高温耐性:冶金、鉱業、石油化学産業など、高温の摩耗環境に適しています。

修理性:摩耗部品の修理や再製造に適しており、コスト削減につながります。

大型粒子被覆のプロセス/方法について

1. 開放アーク溶接(オープンアーク溶接)

開放アーク溶接法を採用すると、溶融池が深くなり、大粒子合金の溶着に適している。

鉱山コンベアパイプ、破砕機ライナーなど、広範囲の耐摩耗性表面処理に適しています。

2. プラズマサーフェシング(PTA、プラズマ転送アーク)

PTA溶接

プラズマアークを熱源として採用することで、高温かつ集中したエネルギーが得られ、溶接層と母材の良好な組み合わせが可能になります。

ドリル工具や金型など、高精度かつ高耐摩耗性が求められる部品に適しています。 

3. サブマージアーク溶接(SAW)

厚層肉盛溶接に適しており、溶接効率が高く、鋼板、ローラーコンベアなどの大型ワークピースに適しています。 

4. レーザークラッディング

加熱面積が小さく、加工物の変形も小さいため、航空機エンジン部品など、加工物に高い精度が求められる用途に適しています。

従来型クラッディングと大粒子クラッディングの比較

合金粒子のサイズに関して、従来のクラッディングでは、0.1~0.5mm微粒子、一方、大きな粒子被覆材は1~5mm大きな粒子。耐摩耗性に関して言えば、従来の被覆材は微粒子を選択しているため耐摩耗性が非常に低いが、大きな粒子は耐摩耗性が高い。耐衝撃性に関して言えば、従来の被覆材は剥離やひび割れを起こしやすい。そのため、耐用年数が短く、頻繁に交換する必要がある。大きな粒子の被覆材は、粒子が均一に分布し、「粒子強化構造」クラッド層内部に、摩耗を均一化し、ワークピースの耐用年数を延ばす。従来のクラッドと比較して、大粒子クラッドの厚さは最大で3-10mmこれは、通常の耐摩耗層よりも耐久性に優れています。

一般的な大粒子表面処理材料

炭化タングステン(WC)

非常に難しい(HRC 70-80)業界で最も硬く、耐摩耗性に優れた素材の一つと言えるでしょう。

破砕機のハンマーや掘削バケットの歯など、過酷な摩耗環境に適しています。

クロム(Cr)

主に、鉱山機械や搬送装置など、腐食や摩耗に強い環境で使用されます。

硬度が高く(HRC 55~65)、耐摩耗性に優れています。

モリブデン合金(Mo)

高温での耐摩耗性に優れており、高温炉の内張り、耐熱パイプなどに適しています。

硬度はHRC50~60で、高温摩耗条件下に適しています。

複合セラミック粒子

金属とセラミックの利点を組み合わせることで、優れた耐摩耗性と耐衝撃性を実現しています。

建設機械、ブルドーザーの履帯、コンクリートミキサーのブレードなどに適しています。

主な応用分野

- 鉱山機械:破砕機ハンマーヘッド、コンベアライナー、掘削機バケットエッジなど。冶金設備:製鋼所ロール、焼結機格子板、連続鋳造機など。

- 冶金設備:製鋼所ロール、焼結機格子板、連続鋳造機など。

- 石油化学産業:ドリルビット、泥水ポンプ用ブッシング、耐摩耗パイプなど。

- 建設機械:ブルドーザーの履帯、コンクリートミキサーのブレードなど

大型粒子表面処理はどのような用途に適用できますか?

お使いの機器が以下の問題を抱えている場合、大粒子表面処理が最適な選択肢となります!

・摩耗の激しい環境で稼働する機器(例:破砕機、コンベア、混合装置)

・機器は頻繁に衝撃荷重を受ける(例:建設機械のバケット、履帯プレート)

・高温環境または腐食性環境下で稼働する機器(例:高温炉の内張り、石油掘削工具)

・高いメンテナンスコストと、機器の寿命を延ばす必要性。

上記の内容から、大粒子表面処理は、溶融池に高硬度の大粒子材料を添加することで、ワークピースの耐摩耗性と耐用年数を向上させる、非常に効率的な表面強化技術であることが分かります。鉱業、冶金、石油化学、建設機械などの分野で広く使用されており、過酷な作業環境下で使用される機器に信頼性の高い耐摩耗性を提供します。大粒子表面処理についてもっと詳しく知りたいですか?お問い合わせ。


投稿日時:2025年3月19日