ハードフェイシングの原理

ハードフェイシングの基本原理はシンプルですが強力です。

熱エネルギー（アーク、プラズマ、またはレーザー経由）を適用してフィラー金属または合金粉末を溶融することにより、冶金的に結合した高性能な表面層が基板上に形成されます。

この「硬い皮」は、さまざまな摩耗に効果的に耐えます。

•研磨摩耗: 砂、鉱石、または塵埃粒子による摩擦と切削。

•衝撃摩耗: 掘削機の歯や破砕機のハンマーによる高エネルギーの打撃。

•腐食摩耗: 酸、アルカリ、またはその他の化学環境への暴露。

•高温摩耗: タービンまたは炉内の酸化と劣化。

堆積層には通常、硬質炭化物 (Cr₇C₃、WC、TiC) と、Cr、Ni、Mo、Co などの強化元素が含まれており、緻密で耐摩耗性のある微細構造を形成します。

一般的なハードフェーシングプロセス

1.シールドメタルアーク溶接（SMAW）

- 特徴: シンプルな装置、柔軟性、現場での修理に適しています。

- フィラー材料:高炭素、高クロム合金電極。

2.フラックス入りアーク溶接（FCAW）

- 特徴: 半自動または全自動、高い堆積速度、広い面積に効率的。

- 利点: 良好な結合、低希釈、一貫した品質。 

3.ガスメタルアーク溶接(GMAW/MIG/MAG)

- 特徴: 安定したアーク、低スパッタ、滑らかなビード外観。

- 用途: 精密部品、金型、構造補強材。 

4.タングステン不活性ガス溶接 (TIG)

- 特徴: 正確な制御、最小限の熱入力、小さな歪み。

- 用途: バルブシート、金型エッジ、医療機器。

5.プラズマトランスファーアーク（PTA）溶接

- 特徴: 希釈度 < 5%、高密度クラッド、多層堆積に適しています。

- 用途: エネルギー機器、高性能バルブ、ポンプスクリュー。 

6.レーザークラッディング

- 特徴: エネルギーの集中、変形の最小化、高度な自動化。

- 利点: 優れた表面品質と接着強度。

表面硬化材の分類

ハードフェーシングに使用される溶接消耗品は、基材と用途に応じて分類できます。

•鉄基合金：低コスト、耐衝撃性が高く、一般的な摩耗部品に適しています。

•ニッケルベースの合金: 耐腐食性、耐高温性があり、化学およびエネルギー分野でよく使用されます。

•コバルトベースの合金（例：ステライト）：高温でも硬度を維持し、バルブやタービンブレードに使用されます。

•炭化物強化材料（WC、Cr₃C₂、TiC）：耐摩耗性が極めて高く、採掘および混合装置に使用されます。

ハードフェーシング技術の利点

- 耐用年数の延長 – 表面耐久性が 3～10 倍向上。

- メンテナンスコストが削減されます - 部品を交換する代わりに再構築できます。

- ダウンタイムの短縮 - メンテナンス間隔の延長と信頼性の向上

- 機器の性能向上 – 過酷な条件下での安定性が向上。

- 環境に優しく、資源効率が高い - 再製造と廃棄物の削減をサポート

ハードフェーシングの代表的な用途

- 鉱業および冶金：破砕ハンマー、スクリーン、スクリューコンベア。

- 建設および土木：ブルドーザーのブレード、掘削機の歯、ミキシングパドル。

- エネルギーおよび化学：高温バルブ、ポンプ本体、インペラ。

- 農業機械：鋤、耕運機の刃、穀物オーガー。

- 金型と製造：ダイ、成形ツール、摩耗エッジ。

業界データ: ハードフェーシングを適用すると、コンポーネントの平均寿命が 400% 以上延長され、大きな経済的メリットが得られます。

優れた経済性と信頼性を備えたハードフェイシング技術は、製造業において寿命延長、補修、性能向上の重要な手段となっています。ハードフェイシング工程、材料、パラメータ制御を科学的に選択することで、企業は設備の安定性を大幅に向上させ、生産コストを削減し、持続可能な競争優位性を実現することができます。

上海多木工業株式会社は、「表面処理とハードフェーシングソリューション鉱業、エネルギー、機械製造業界向けに総合的な耐摩耗修理サービスを提供しています。

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