表面処理 / 皮膜形成
溶射（プラズマ溶射）
溶射とは、金属やセラミックスなどの材料を加熱して溶融または半溶融の状態にし、基材の表面に吹き付けて皮膜をつくる表面処理です。なかでもプラズマ溶射は高温のプラズマジェットを熱源とし、セラミックスなどの高融点材料も皮膜にできます。耐摩耗・耐熱・耐食・絶縁などの機能を付与します。
仕組みと効果
"なぜ効くか"粉末・線材・棒状の溶射材料を熱源で溶かし、高速の粒子として基材に衝突させます。衝突して扁平になった粒子が積み重なり、層状の皮膜になります。
熱源の違いで、フレーム溶射、アーク溶射、プラズマ溶射、高速フレーム溶射（HVOF）などに分かれます。材料を溶かさずに固体のまま堆積させるコールドスプレーも関連技術です。
プラズマ溶射は、アルゴンなどのガスを電離させた1万℃を超えるプラズマジェットを使い、アルミナやジルコニアなどのセラミックスも溶射できます。
基材はブラストで粗面化して密着を確保します。皮膜の形成中も基材自体の温度上昇は比較的小さく、熱による変形や材質変化を抑えやすい処理です。皮膜には気孔が含まれるため、用途によって封孔処理を行います。
主な効果
- 耐摩耗性の向上
- 耐熱性・遮熱性（遮熱コーティング）
- 耐食性の向上
- 電気絶縁
- 摩耗・損傷した部品の寸法回復（補修）
用語の定義
- プラズマ溶射
- ガスを電離させた高温のプラズマジェットで溶射材料を溶かし、基材に吹き付けて皮膜をつくる溶射法。高融点のセラミックスに適する。
- HVOF（高速フレーム溶射）
- 燃料と酸素の燃焼による高速のフレームで粒子を加速する溶射法。緻密な皮膜を得やすく、超硬系（WC系など）の皮膜に多く使われる。
- 封孔処理
- 溶射皮膜の気孔を樹脂などで埋め、耐食性や絶縁性を高める後処理。
主な用途
"どこに使うか"| 分野 | 適用例 |
|---|---|
| 航空機・ガスタービン | タービン部品の遮熱コーティング |
| 半導体製造装置 | 装置内部品の耐プラズマ性セラミックス皮膜 |
| 製紙・鉄鋼 | ロールの耐摩耗皮膜 |
| 産業機械 | 摩耗した軸・部品の補修 |
加工条件の目安
"どんな条件か"一般的な目安です。実際の条件は、部品・材質・要求仕様に応じて受託企業が決めます。
| 項目 | 目安 |
|---|---|
| 皮膜材料 | 金属・合金、セラミックス（アルミナ、ジルコニアなど）、サーメット（WC系など） |
| 膜厚 | 一般に数十μm〜数mm |
| 基材 | 金属が中心 |
| 皮膜の緻密さ | 方式により異なる |
| 後処理 | 封孔処理、研削・研磨仕上げ |
| 関連規格 | ISO 14917（溶射の用語と分類）など |
よくある質問
"バイヤーの問いに直答"プラズマ溶射とHVOFの違いは何ですか？
プラズマ溶射は高温のプラズマでセラミックスなど高融点材料を溶射できます。HVOFは粒子速度が速く緻密な皮膜を得やすいため、超硬系の耐摩耗皮膜に多く使われます。
溶射とめっきの違いは何ですか？
めっきは電気化学的に金属の薄い膜をつくります。溶射は溶かした材料を吹き付けるため、厚い皮膜にしやすく、セラミックスなど材料の選択肢も広い処理です。
部品の一部だけに溶射できますか？
マスキングで範囲を限定して施工するのが一般的です。範囲と膜厚を図面で指定してください。
日本で溶射を依頼できる会社はどこですか？
FactoryMatchの掲載企業では、プラズマ技研工業株式会社が溶射に対応しています（各社の公開情報による）。最小ロットや海外対応は対応企業の比較表で確認できます。
対応企業
"どこに頼めるか"掲載企業の公開情報をもとにした一覧です。
| 企業 | 所在地 | 該当する技術 | 最小ロット | 海外対応 |
|---|---|---|---|---|
| プラズマ技研工業株式会社 | 埼玉県大里郡寄居町 | プラズマ溶射、HVOF（高速フレーム溶射）、受託コーティング（溶射加工） | — | — |