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NCネットワーク

コールドスプレー

施工例


コールドスプレー法は、主に金属の微粒子を超高速で基材へ衝突させて大気中で成膜する表面処理技術であり、低温の高速作動ガスにより加速することが大きな特徴である。

Kinetiks4000/CGT社
Kinetiks4000/CGT社


コールドスプレー外観写真
コールドスプレー装置外観写真

遠隔操作が可能なコントロールパネル
遠隔操作が可能なコントロールパネル


試作、研究開発承ります

区切り線

メカニズム・特徴

コールドスプレーの構造

装置の概要

~800℃程度まで昇温させた作動ガス(窒素、ヘリウム)などを用い先細末広形のラバルノズルにより、超音速流にして、その中に材料粒子を投入・加速させ、固相状態のまま基材に高速で衝突させて皮膜を形成する。


各種溶射法との粒子温度・粒子速度の関係

溶射法との違い

コールドスプレー法は、従来の各種溶射法と比べ、粒子温度が低く、粒子速度が速い特徴を有している。


コールドスプレー法の特性

  • 熱による材料の特性変化が少ない。
  • 皮膜の酸化を最小限にすることが可能です。
  • 緻密な皮膜が形成されます。
  • 加工硬化による高い硬度が得られます。
  • 密度、熱及び電気伝導率が高い
  • 圧縮性残留応力の皮膜で厚膜が可能です。
  • 高い付着率により厚膜が可能です。
  • ヒュームの発生がありません。

コールドスプレー法よるCu皮膜
コールドスプレー法よるCu皮膜断面

アークスプレー法よるCu皮膜
アークスプレー法よるCu皮膜断面


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施工事例

コールドスプレー法の特徴を活かした皮膜を紹介します。

Cu皮膜

Cu皮膜
アルミ基材へCuを約15mm成膜させ、旋盤加工したもの

Cu皮膜
アルミ基材へCuを約50mm成膜させたもの

Cu皮膜断面
Cu皮膜断面の様子


Ni皮膜

Ni皮膜
アルミ基材へNiを成膜

Ni皮膜
SS400基材へNiを成膜


WC皮膜

WC皮膜
WCサーメットを300μm以上成膜

WCサーメット皮膜の成膜に成功。
皮膜内に若干の欠陥はあるが、ほとんど無気孔な皮膜であり、 ビッカーズ硬さは1,500HV0.3以上。


区切り線

研究成果発表

溶射法では実現出来ない特性を持った皮膜が得られることから、
新しいアプリケーションを目指して研究開発を行い
学会などを通して様々な成果発表を行っています。

溶射法では実現出来ない特性を持った皮膜が得られることから、新しいアプリケーションを目指して研究開発を行い学会などを通して様々な成果発表を行っています。

近年の発表事例

(一社)日本溶射学会
第94回(2011年度秋季)全国講演大会  
2011年11月14日 ウイングあいちにて

コールドスプレー法では、材料を溶融させることなく成膜可能であることから、材料本来が持つ特性に極めて近い皮膜を得ることができます。

本研究開発は、様々な施工条件にて変化する密度や電気導電率を調査したものです。


コールドスプレーCu皮膜の研究発発表
コールドスプレーCu皮膜の研究発表

コールドスプレーCu皮膜の電気導電率の一例
コールドスプレーCu皮膜の電気導電率の一例


全国講演大会発表風景
サポイン成果発表(日本溶射学会全国講演大会)

(一社)日本溶射学会
第92回(2010年度秋季)全国講演大会  
2010年11月30日 川崎市産業振興会館 にて

経済産業省が管轄する研究開発支援事業に対しての成果や取組みなどを紹介。



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