コーティングとは何ですか
コーティングは、1回の塗布により得られる固体連続フィルムである。それは保護、絶縁および装飾の目的のために金属、生地、プラスチックおよび他の基質に塗られる薄いプラスチック層である。コーティングは、気体、液体または固体であることができます。コーティングの種類および状態は、通常、スプレーされる基板に従って決定される。
紹介
使用されるコーティングの種類によって異なる名前があります。例えば、プライマーのコーティングはプライマー層と呼ばれ、トップコートのコーティングはトップコート層と呼ばれています。一般被膜から得られるコーティングは薄く、約20~50ミクロン、一方で厚いペーストコーティングは一度に1mm以上の厚みでコーティングを得ることができる。それは保護、絶縁、装飾および他の目的のための金属、生地、プラスチックおよび他の基材上に塗られる薄いプラスチック層である。
高温電気絶縁コーティングは、銅、アルミニウムおよび他の金属から成っている導体の外、または絶縁性のペンキ、プラスチック、ゴムおよび他の絶縁コーティングとの外である。しかし、絶縁塗料、プラスチック、ゴムは高温を恐れています。一般的に、彼らは200°Cを超えると、彼らは集中し、その絶縁特性を失うことになります。そして、多くのワイヤは、高温で動作する必要があります。私たちは何をすべきか?はい、高温電気絶縁コーティングを助けてください。このコーティングは、実際にはセラミックコーティングの一種です。電気絶縁性能を高温で維持することに加え、金属導体と密接に「シームレス」を実現することもできます。導体を7回8回包むと、それらは分離されません。このコーティングは非常に密です。それを適用し、大きな電圧差を持つ2本のワイヤが一緒に触れると、故障は起こりません。
高温電気絶縁被覆は、その化学組成に応じて多くの種類に分けることができます。例えば、グラファイト導体の表面に窒化ホウ素やアルミナやフッ化銅のコーティングは、400°Cで良好な電気絶縁性能を有する。金属導体のエナメル質は700°Cに達することができ、リン酸塩系無機バインダーコーティングは1000°Cに達することができ、プラズマスプレーアルミナコーティングは1300°Cで良好な電気絶縁性能を維持することができます。
高温電気絶縁コーティングは、電力、モーター、電気器具、エレクトロニクス、航空、原子力、宇宙技術などで広く使用されています。
分類
米国におけるf.n.longoによる熱噴霧コーティングの分類方法によれば、コーティングは次に分けることができます。
1. 耐摩耗性コーティング
それは抗接着摩耗、表面疲労摩耗コーティングおよび浸食抵抗性のコーティングを含んでいる。場合によっては、低温に対する耐摩耗性コーティング(< 538="" ℃)="" and="" high="" temperature="" (538="" ~="" 843="">
2. 耐熱性と耐酸化コーティング
コーティングには、高温プロセス(酸化雰囲気、腐食性ガス、843°C以上の浸食および熱バリアを含む)および溶融金属プロセス(溶融亜鉛、溶融アルミニウム、溶融鉄および鋼、溶融銅を含む)に適用されるコーティングが含まれます。
3. 大気および浸漬耐腐食性コーティング
大気腐食は、産業大気、塩大気およびフィールド雰囲気によって引き起こされる腐食を含む。浸漬腐食には、淡水、飲料水以外の淡水、温水、塩水、化学、食品加工による腐食が含まれます。
4. 導電性および抵抗性コーティング
コーティングは、導電性、抵抗性およびシールドに使用されます。
5. サイズの塗り付けを復元する
このコーティングは、鉄系(機械加工および研削性炭素鋼および耐腐食性鋼)および非鉄金属(ニッケル、コバルト、銅、アルミニウム、チタンおよびそれらの合金)製品に使用されます。
6. 機械部品用ギャップ制御コーティング
コーティングは研削可能である。
7. 耐薬品性コーティング
化学的腐食には、各種の酸、アルカリ、塩、各種無機物、各種有機化学媒体の腐食が含まれます。
上記のコーティング機能の中でも、耐摩耗性コーティング、耐熱性酸化防止コーティング、化学耐食コーティングは、冶金産業の生産と密接に関連しています。
アプリケーション
セメントカーバイドコーティング
切削加工では、工具の性能は、切削効率、精度、表面品質に決定的な影響を与えます。硬度と強度 - セメントカーバイドツールの性能の2つの主要なインデックスの間には常に矛盾があります。硬度の高い材料は強度が低く、強度を向上させることが多く硬度を低下させるコストで行われます。この矛盾を解決し、切削工具の切削性能を向上させるために、より効果的な方法は、様々なコーティング技術を使用して、セメント炭化マトリックス上の高硬度および高耐摩耗性を有する材料の1層以上をコーティングすることです。
化学的および熱的な障壁として、セメント炭化工具の表面のコーティングは、大幅に加工効率を向上させ、加工精度を向上させ、工具の寿命を延ばし、機械化コストを削減することができる、セメント化炭化工具のクレーター摩耗を低減する。
コーティングの特徴は、コーティングフィルムが工具マトリックスと組み合わされて、マトリクスの靭性を低下させることなく工具の耐摩耗性を向上させ、工具とワークの摩擦係数を低減し、工具の寿命を延ばす。また、コーティング自体の熱伝導率は工具マトリックスや加工材料の熱伝導率よりもはるかに低いため、摩擦によって発生する熱を効果的に低減し、熱バリアを形成し、熱損失経路を変更し、工具とワークの間の熱衝撃と力の影響を低減するように、 ツールと切断を行い、効果的にツールのサービスパフォーマンスを向上させます。
工具摩耗機構の研究は、工具の端の最高温度が高速切断で900°Cに達することができることを示しています。このとき、工具摩耗は機械的摩擦摩耗(工具バックウェア)だけでなく、ボンディングウェア、拡散摩耗、摩擦酸化摩耗(工具エッジ摩耗、三日月ピット摩耗)、疲労摩耗です。この5種類の摩耗は、工具の耐用年数に直接影響を与えます。
工具コーティング
ツールコーティング技術は、一般に、化学気相蒸着(CVD)技術と物理蒸着(PVD)技術に分けることができます。
CVD技術の開発
1960年代から、CVD技術は、セメント化炭化物のインデックス可能なツールの表面処理に広く使用されてきました。CVDプロセス蒸着に必要な金属源は比較的容易に調製できるため、スズ、チック、TiCN、ティブン、TiB2およびAl2O3などの単層および多層複合コーティングの堆積を実現することができる。被覆と基材との間の接着強度が高く、膜厚が7~9 μ mに達する可能性がある。したがって、1980年中~後半までに、米国のセメントカーバイド工具の85%が表面コーティングで処理され、そのうちCVDコーティングが99%を占めた。1990年代半ばまでに、CVDコーティングされたセメントカーバイドブレードは、コーティングされたセメントカーバイド工具の80%以上を占めました。CVDコーティングは耐摩耗性に優れていますが、CVDプロセスには固有の欠陥もあります:まず、プロセス処理温度が高く、工具材料の曲げ強度を低下させることが容易です。第二に、フィルムは引張応力の状態にあり、ツールを使用するとマイクロクラックを引き起こすのは簡単です。第3に、CVDプロセスによって排出される排ガスと廃液は、現在のグリーン製造の概念と矛盾する大きな環境汚染を引き起こす。そのため、1990年代半ば以降、高温CVD技術の開発と応用は一定の範囲に制限されてきました。
1980年代後半、Widiaが開発した低温化学気相蒸着(PCVD)技術は実用レベルに達し、プロセス温度が450~650°Cに低下し、スズ、TiCN、および糸カッター、粉砕カッター、金型のチックコーティングに使用できるηフェーズを効果的に阻害していますが、 PCVDプロセスは、ツールコーティングの分野で広く使用されていません。
1990年代半ば、中温化学気相堆積(mt-cvd)の新技術がCVD技術に革命を起こしました。Mt-cvd技術は、700~900°CでTiCl4、H2、N2と分解・化学反応する主反応ガスとしてC/N含有有機アセトニトリル(CH3CN)を用いた新しいプロセスです。緻密な繊維状結晶形態を有するコーティングはmt-cvd技術によって得ることができ、そしてコーティング厚さは8~10 μ mに達することができる。このコーティング構造は、耐摩耗性、耐熱衝撃性および靭性が高く、高温耐酸化性に優れたAl2O3、スズ、その他の材料、加工材料との親和性が低く、高温化学気相堆積(ht-cvd)を介してブレード表面に優れた自己潤滑性能を備えています。
Mt-cvdコーティングブレードは、高速、高温、大きな負荷および乾燥切断に適しており、その寿命は通常の被覆ブレードの約2倍の長さであることができます。現在、CVD(mt-cvdを含む)技術は、主にセメントカーバイド旋盤工具の表面コーティングに使用されています。コーティングされたツールは、高速ラフ加工と中型および重い切断の半仕上げに適しています。現在PVD技術では実現が難しいα-Al2O3コーティング技術によっても実現可能なため、乾式切断においてCVDコーティング技術は依然として非常に重要な役割を果たしています。
PVD技術の開発
PVD技術は1970年代後半に登場しました。プロセス処理温度は500°C以下で制御できるため、高速鋼工具のコーティングの最終処理工程として使用できます。PVDプロセスを用いることで、高速鋼工具の切断性能を大幅に向上させることができるため、1980年代から急速に普及しています。1980年代末までに、工業先進国における複雑な高速鋼工具のPVDコーティングの割合は60%を超えました。
高速鋼製切削工具の分野でPVD技術の応用が成功し、世界の製造業で大きな注目を集めています。高性能で信頼性の高いコーティング装置の開発を競う一方で、特にセメント化炭化物やセラミック切削工具など、応用分野の拡大に関する研究も深めています。結果は、CVDプロセスと比較して、PVDプロセスは、より低い処理温度を有し、600°C未満の工具材料の曲げ強度に影響を及ぼさないことを示している。フィルムの内部応力状態は、セメント炭化物の精密および複雑なツールのコーティングに適している圧縮応力です。PVDプロセスは環境に悪影響を及ぼさない、現代のグリーン製造の開発方向に沿ったものです。
高速加工の時代の到来に伴い、高速鋼工具の適用割合は徐々に低下し、耐え難い傾向となっている、固化炭化工具やセラミック工具の適用割合が増加しています。そこで、工業先進国は、1990年代初めからセメント化炭化工具のPVDコーティング技術の研究に取り組み、1990年代半ばまでに画期的な進歩を遂げ、セメント化炭化エンドミルカッターの塗装処理に広く使用されてきたPVDコーティング技術、ドリルビット、ステップドリル、オイルホールドリル、リーマー、タップ、 インデックス付け可能な切削インサート、特殊な形状のカッター、溶接カッターなど。