予備処理により、吸着水が除去されます。アルミナ粉末やグラファイト粉末は、保管中に環境から自然に水分を吸収します。これらの材料は吸湿性が非常に高いため、高温度乾燥炉での加熱（多くの場合、18時間などの長期間）は必須です。このプロセスにより、粉末の流動性が回復し、大気プラズマ溶射の品質を損なう供給速度の変動やノズル詰まりを防ぎます。
水分は、熱溶射の一貫性にとって目に見えない敵です。粉末が十分に乾燥していることを確認することで、圧力サージや供給の不安定性の根本原因を排除し、最終コーティングの構造的欠陥を直接防止します。
粉末ハンドリングの物理学
環境への感受性
セラミック粉末やグラファイト粉末は、保管中に不活性ではありません。それらは周囲の環境と相互作用します。
それらは周囲の湿気を吸収しやすいです。管理された倉庫でさえ、湿気は物理的に吸着された水として粒子表面に付着する可能性があります。
流動性の回復
水分は結合剤として機能し、粒子間に微細な塊を形成します。
高温度乾燥はこれらの結合を断ち切ります。水を追い出すことで、粉末が湿った砂のように塊になるのではなく、液体のように流れるようになります。
スプレープロセスへの影響
供給変動の防止
大気プラズマ溶射は、材料の正確で安定した供給に依存しています。
粉末が湿っていると、供給速度が不安定になります。これにより、プラズマジェットの脈動や基材への材料の不均一な堆積が発生します。
機器故障の回避
水分は流れを妨げるだけでなく、物理的な停止を引き起こします。
湿った粉末はブリッジを形成し、供給ノズルを詰まらせる可能性があります。これはしばしば供給システム内の危険な圧力サージを引き起こし、メンテナンスと清掃のためにダウンタイムを余儀なくされます。
コーティング品質への影響
内部欠陥のリスク
不均一な粉末供給は、不均一なコーティング構造に直接つながります。
供給速度が変動すると、プラズマ炎は粒子を均一に溶かすことができません。これにより、完成した層内に空隙、多孔性、および内部欠陥が生じます。
構造的完全性の確保
空隙のないコーティングには、乾燥粉末の連続的で妨げられない流れが必要です。
予備処理により、プラズマストリームに入るすべての粒子が乾燥し、完全に溶融および堆積する準備ができていることを確認し、コーティングの機械的特性を維持します。
トレードオフの理解
乾燥と酸化のバランス
水分を除去することは重要ですが、熱の適用には精度が必要です。
特にグラファイトは高温に敏感です。粉末を脱水するのに十分な熱を適用する必要がありますが、過度の温度は表面酸化や相変化を引き起こす可能性があります。
材料の完全性
水分を除去するのに十分なほど積極的でありながら、材料の真正性を維持するのに十分制御された乾燥サイクルを確保する必要があります。
目標は、厳密な脱水であり、スプレーガンに到達する前の原料の化学的変化ではありません。
目標に合った適切な選択
成功する熱溶射キャンペーンを確保するために、予備処理プロトコルを特定の品質指標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：流動性を最大限に確保し、ノズル詰まりや圧力サージを防ぐために、長時間の乾燥時間（例：18時間）を優先してください。
- コーティング密度が最優先事項の場合：多孔性や内部空隙を引き起こす供給変動を排除するために、水分が完全に除去されていることを確認してください。
- 材料の純度が最優先事項の場合：グラファイトなどの敏感な材料を酸化することなく粉末を脱水するために、乾燥温度を注意深く監視してください。
粉末の予備処理を保管ステップとしてではなく、製造プロセスの最初の重要な段階として扱ってください。
概要表：
| 特徴 | 水分の影響 | オーブン予備処理の利点 |
|---|---|---|
| 粉末流動性 | 塊になり、流れが悪い | 液体のような流れと一貫性が回復 |
| 供給速度 | 不安定な脈動と変動 | 安定した正確な材料供給 |
| 機器の安全性 | ノズル詰まりと圧力サージ | メンテナンスとダウンタイムの削減 |
| コーティング品質 | 多孔性、空隙、構造的欠陥 | 高密度で均一な高強度層 |
| 材料の状態 | 物理的に吸着された水 | 化学変化のない完全な脱水 |
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参考文献
- Jacob Mathew, Mitjan Kalin. Effect of Spraying Power on the Tribological Properties of Alumina and Alumina-Graphite Coatings. DOI: 10.3390/coatings13071165
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 .
