精密振動ふるい分けシステムは、Fe-Al熱スプレー用原料の重要な品質管理メカニズムとして機能します。具体的には、ボールミル処理されたバルク混合物から38～75μmのような狭い粉末分級を分離します。原料を厳密にろ過することにより、システムは、高速度ガスデトネーションおよび超音速スプレープロセスにおける安定性に必要な、一貫した物理的形状を材料が達成することを保証します。
主なポイント 精密ふるい分けの主な価値は、粉末の溶融挙動の同期です。外れ値を除外することにより、システムは、不完全な溶融（大きな粒子による）と過度の酸化（小さな粒子による）という二重の失敗を防ぎ、コーティング密度と堆積効率を直接最適化します。
熱力学と流れの最適化
均一な加熱の確保
熱スプレーでは、粒子の熱履歴はその質量と表面積によって決まります。精密ふるい分けシステムにより、超音速流に入るすべての粒子が厳密なサイズ公差内に収まることが保証されます。
粒子が均一なサイズの場合、それらは同じ速度で加熱されます。この均一性は、スプレー流全体で一貫した溶融状態を達成するために不可欠です。
材料の流動性の維持
不均一な粒子サイズは、フィードラインの詰まりや不規則な脈動を引き起こすことがよくあります。これは、精密なタイミングが必要なガスデトネーションスプレーでは特に有害です。
狭い範囲の粉末を抽出することにより、ふるい分けシステムは予測可能な材料の流動性を保証します。これにより、ガンへの原料の供給が一定かつ中断なく行われ、堆積プロセス全体が安定します。
コーティングの品質と性能への影響
堆積効率の最大化
堆積効率とは、実際に基材に付着するスプレー粉末の割合を指します。
粒子が適切にふるい分けされている場合、それらは（未溶融であるために）基材から跳ね返ったり、（小さすぎるために）衝突前に蒸発したりする可能性が低くなります。精密ふるい分けは、最終的なコーティングに寄与する粉末の量を最大化します。
コーティング密度と構造の強化
原料の一貫性は、コーティングの充填密度を直接決定します。
均一な粒子分布は、空隙の少ないより密度の高いコーティング構造につながります。さらに、一貫した粒子サイズは初期結合強度を向上させ、より耐久性があり、凝集性の高い層を作成します。
不適切なサイズ設定のリスクの理解
小さすぎる粒子の危険性
ふるい分けプロセスで「ファイン」（ターゲット範囲未満の粒子）を除去できなかった場合、コーティングの品質はすぐに低下します。
小さな粒子は、熱プルーム内で速すぎると加熱されます。これにより過度の酸化が発生し、コーティング内に脆い酸化物が導入され、その構造的完全性が弱まります。
大きすぎる粒子の問題
逆に、指定されたメッシュ範囲を超える粒子（例：75μmより大きい）は、熱質量が大きすぎます。
これらの粒子は、しばしば不完全な溶融を起こします。基材に衝突すると、効果的にスプラット化して結合するのではなく、弱点や表面の粗さを生み出します。
目標に合わせた適切な選択
Fe-Al熱スプレープロジェクトのパフォーマンスを最大化するために、ふるい分けパラメータを特定の運用ニーズに合わせて調整してください。
- プロセスの安定性が最優先事項の場合：ガスデトネーション中の均一な流動性とノズル詰まりの防止を保証するために、不規則な形状とファインの除去を優先してください。
- コーティングの完全性が最優先事項の場合：酸化を防ぎ、すべての粒子が衝突前に完全に溶融することを保証するために、厳密な上限と下限（狭い分級）を施行してください。
精密ふるい分けは単なる選別ではありません。それは、熱挙動とコーティング塗布の最終的な成功を決定する基本的なステップです。
概要表：
| 影響因子 | 精密ふるい分けの利点 | 不適切なサイズ設定のリスク |
|---|---|---|
| 熱力学 | 均一な加熱率と一貫した溶融状態 | 不完全な溶融または過度の酸化 |
| 材料の流れ | スムーズで一定の供給、ノズル詰まりなし | 詰まり、脈動、プロセスの不安定性 |
| コーティング密度 | 最小限の空隙を持つ高い充填密度 | 多孔性の増加と構造的な弱点 |
| 堆積効率 | 基材への付着の最大化 | 跳ね返りまたは蒸発による材料損失 |
| コーティングの純度 | 微細粒子からの酸化物介在物の低減 | 脆いコーティング層と不良な結合 |
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参考文献
- C. Senderowski. Nanocomposite Fe-Al Intermetallic Coating Obtained by Gas Detonation Spraying of Milled Self-Decomposing Powder. DOI: 10.1007/s11666-014-0086-1
この記事は、以下の技術情報にも基づいています Kintek Solution ナレッジベース .
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