硬い表面とも呼ばれる硬い顔は、耐摩耗性、侵食、腐食、衝撃に対する耐性を高めるために、硬い摩耗耐性物質を基質の表面に適用するプロセスです。困難な材料サプライヤーとして、私はさまざまな業界のこれらの材料の多様なアプリケーションと利点を直接目撃しました。このブログでは、さまざまなセクターでの対面材料がどれほど難しいか、それらの重要性を探ります。
硬い顔をする材料を理解する
ハードフェイスの素材には、それぞれが特定のアプリケーションに合わせて調整された幅広い組成物があります。一般的なタイプには、炭化タングステン、炭化クロム、ニッケルベースの合金、コバルトベースの合金が含まれます。これらの材料は、高硬度、優れた耐摩耗性、良好な耐食性などのユニークな特性を提供します。
タングステン炭化物は、その極端な硬度と耐摩耗性のため、最も人気のある硬い顔をしている材料の1つです。鋳造タングステン炭化物やセメント付きタングステン炭化物など、さまざまな形で見つけることができます。たとえば、キャストタングステンカーバイドは、高い衝撃と耐摩耗性が必要なアプリケーションでよく使用されます。タングステンカーバイドチューブラー溶接ロッドを鋳造しますこの材料を利用する製品であり、鉱業や建設などの業界で一般的に使用されています。
ニッケルベースとコバルトベースの合金も、硬い顔に広く使用されています。それらは良好な腐食抵抗を提供し、高温度アプリケーションで使用できます。これらの合金は、クロムやモリブデンなどの他の元素を追加してパフォーマンスを向上させることでさらに強化できます。
アプリケーション方法
硬い向き材料を適用するにはいくつかの方法があり、方法の選択は、材料の種類、基板、硬い向き層の必要な厚さ、アプリケーション環境などの要因に依存します。
溶接
溶接は、ハード対面の最も一般的な方法の1つです。これには、硬い向き材料と基質表面を溶かすために冶金結合を形成することが含まれます。シールドメタルアーク溶接（SMAW）、ガスタングステンアーク溶接（GTAW）、フラックス - コア付きアーク溶接（FCAW）など、さまざまな溶接プロセスが利用できます。
SMAWは、シンプルでコスト - 効果的な方法です。フラックスでコーティングされた消耗品電極を使用して、電極と基質の間にアークを作成します。アークからの熱は電極と基質を溶かし、フラックスは溶融金属を酸化から保護します。この方法は、大規模なコンポーネントや屋外環境で、ハードフェイスの材料を大規模なコンポーネントに適用するのに適しています。
Tig溶接としても知られるGTAWは、非消費可能なタングステン電極を使用してARCを作成します。別のフィラー金属を溶接プールに追加できます。 GTAWは、溶接プロセスを正確に制御し、高品質の溶接が必要な薄い壁のコンポーネントとアプリケーションに適しています。
FCAWは、フラックスで満たされた管状電極を使用する半自動または自動溶接プロセスです。高堆積速度を提供し、厚い硬い顔の層を適用するのに適しています。
サーマルスプレー
熱噴霧は、硬い顔をする材料を適用するためのもう1つの一般的な方法です。それには、硬い顔をしている材料を溶融または半溶融状態に加熱し、高速で基質表面に推進することが含まれます。溶融粒子は平らになり、冷却すると基板に結合します。
プラズマスプレー、高速酸素燃料（HVOF）スプレー、ワイヤーアークスプレーなど、さまざまな種類の熱噴霧プロセスがあります。WC -10CO4CRサーマルスプレー熱噴霧を使用して適用できる製品の例です。このプロセスは、薄くて均一な硬い顔の層を適用するのに適しており、複雑な形状のコンポーネントで使用できます。
プラズマスプレーは、高エネルギープラズマアークを使用して、硬い顔をしている材料を加熱します。高い堆積速度を達成でき、幅広い材料を適用するために使用できます。一方、HVOFスプレーは、燃料と酸素の高速ジェットを使用して、粒子を加熱して加速します。それは、優れた摩耗と腐食抵抗を備えた、密集した、よく結合した硬い顔の層を生成します。
ろう付け
ろう付けとは、基板と硬い向き材料の融点よりも低い融点を持つフィラー金属を使用して、硬い向向材料を基板に結合するプロセスです。フィラー金属はその融点に加熱され、毛細血管作用により関節に流れ込み、強い結合が生じます。
ろう付けは、基板が溶接に関連する高温に耐えられない用途に適しています。しばしば、形成されたハードフェイスの挿入物を基板に取り付けるために使用されます。
さまざまな業界のアプリケーション
幅広い産業では、成分のパフォーマンスと寿命を改善するために、幅広い業界でハードフェイスの材料が使用されています。
鉱業
鉱業では、クラッシャー、コンベア、掘削ツールなどの機器は、深刻な耐摩耗性と衝撃の影響を受けます。これらのコンポーネントには、耐摩耗性を高めるために、硬い材料が適用されます。たとえば、岩の粉砕機の歯は、岩からの絶え間ない衝撃と摩耗に耐えるために、タングステン炭化物に激しく直面することができます。これにより、歯のサービス寿命が延長されるだけでなく、ダウンタイムとメンテナンスコストも削減されます。
石油およびガス産業
石油およびガス産業では、バルブ、ポンプ、パイプラインなどのコンポーネントが腐食性の液体と高圧環境にさらされています。ニッケルベースの合金などの良好な腐食抵抗を備えた硬い顔をしている材料は、腐食や侵食から保護するためにこれらの成分に適用されます。WC -10NIサーマルスプレー過酷な石油およびガス環境でのこれらのコンポーネントのパフォーマンスを向上させるために使用できます。
製造業
製造業では、切削工具、金型、ダイのパフォーマンスを向上させるために、ハードフェーシングが使用されています。ツールの最先端にハードフェイスの層を適用することにより、その切断性能を大幅に改善し、ツールの寿命を延ばすことができます。同様に、カビやダイに硬い顔を適用して、摩耗や変形に対する抵抗を増加させ、より高い品質の製品と生産コストを削減することができます。
ハードフェイスの材料を使用することの利点
硬い顔をする材料の使用は、いくつかの利点を提供します。まず、コンポーネントのサービス寿命を大幅に拡張できます。基質の表面を摩耗、腐食、衝撃から保護することにより、コンポーネントの頻繁な交換の必要性が減少し、その結果、メンテナンスコストが削減されます。
第二に、激しい顔をすることで、機器の性能が向上する可能性があります。たとえば、切削工具の場合、硬い顔の層は切断速度と精度を高め、生産性を高めます。
最後に、ハードフェイスは、コンポーネント全体により高価な材料を使用することと比較して、コスト - 効果的なソリューションになります。コンポーネント全体に高いパフォーマンス素材を使用する代わりに、重大なレイヤーを重要な領域にのみ適用して、全体的なコストを削減できます。
結論
ハードな材料は、コンポーネントのパフォーマンスと寿命を改善することにより、さまざまな業界で重要な役割を果たします。厳しい顔をしている材料サプライヤーとして、私は顧客に高品質の製品と技術サポートを提供することの重要性を理解しています。鉱業、石油、ガス、製造業のいずれであっても、特定のニーズを満たすことができる厳しいソリューションがあります。
私たちの困難な資料についてもっと知りたい、または特定のアプリケーション要件について話し合うことに興味がある場合は、調達相談のために私たちに連絡することをお勧めします。私たちの専門家チームは、プロジェクトに最も適した困難な材料と適用方法を見つけるのを支援する準備ができています。
参照
-ASMハンドブック、第5巻：表面工学、ASMインターナショナル。
- アメリカ溶接協会の届けられたハンドブック。
- 熱スプレー技術：研究から産業用アプリケーションまで、Christian Coddetが編集。
