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技術情報Technology

コールドスプレー用粉末の開発金属粉、金属箔の研究・開発

コールドスプレー用の金属粉末を開発しました。

コールドスプレー用粉末

コールドスプレー法とは

コールドスプレー法とは、超音速流を用いて粉末を固相状態のまま被覆対象物に衝突させ、皮膜を形成する方法です。コールドスプレー法は粒子を衝突・堆積させてコーティングする点では溶射法に類似する技術ですが、他の溶射法と比較すると施工温度が低いため、皮膜の酸化や基材への熱影響を低減することが可能です。それ以外にも以下のような特長を有します。

  • 付着効率が高い
  • 皮膜は非常に緻密
  • 熱応力が抑制可能
  • 厚膜形成が可能

コールドスプレー装置模式図

コールドスプレー技術の利用例

Al-Cu複合フランジ
プラズマ技研工業（株）殿 提供

コールドスプレー法の持つ種々の特長により、従来の溶射に替わる表面改質技術としてだけでなく、銅フランジ、スパッタリングターゲット、超伝導モーター、ガスタービン、電池など様々な利用例が検討されています。ただ、コールドスプレーは比較的新しい技術のため、これら様々な用途に対して求められる粉末材料の特性は未解明な点が多く、コールドスプレーに適した特性を備える新規粉末材料開発が不可欠となっています。

粉末の開発

コールドスプレー装置[PCS-1000]外観
(プラズマ技研工業㈱製)
最高ガス圧力：5 MPa
最高ガス温度：1000℃

コールドスプレー法に限った話ではありませんが、各溶射法にはそれぞれ用いられる最適な材料特性が存在します。FUKUDAでは高圧型コールドスプレー装置(PCS-1000)を導入し、想定される用途に対応したコールドスプレー用粉末の研究開発を行っております。また、試作対応や皮膜評価も受け付けております。

コールドスプレーに関する外部発表事例

2022年
  • コールドスプレー法および粉末床溶融結合法で作製したクロムジルコニウム銅造形体の比較（日本溶射学会 第116回（2022年度秋季）全国講演大会）
  • 形状の異なるCuCrZr粉末を用いたコールドスプレー皮膜の評価（日本溶射学会 第115回（2022年度春季）全国講演大会：オンライン開催）
  • コールドスプレー法および積層造形法で作製したCu造形体の比較（日本溶射学会 第115回（2022年度春季）全国講演大会：オンライン開催）
2018年
  • コールドスプレーの密着強度に及ぼす粒子形状および後熱処理の影響（溶射技術 Vol.37 No.3 pp.61-68）
2017年
  • コールドスプレーによる高力黄銅膜形成の試み（粉体粉末冶金協会）
  • コールドスプレーの密着強度に及ぼす粒子形状と後熱処理の影響（日本溶射学会 第105回 (2017年度春季) 全国講演大会）
  • コールドスプレーで作製した高力黄銅皮膜の評価（粉体粉末冶金協会 平成29年度春季大会）
  • 福田金属におけるコールドスプレー研究の成果報告（日本溶射学会　コールドスプレー研究分科会）
2016年
  • Prediction of Locations of Poor Splat Bonding in Multi-Traverse Cold Spray Deposition（粉体および粉末冶金 Vol.63 No.7 pp.504-510）
  • コールドスプレーの密着強度に及ぼす粒子形状の影響（日本溶射学会 第103回（2016年度春季）全国講演大会）
  • Cold Spray法による銅・銅合金の成膜検討（粉末冶金協会　粉末製造委員会）
2015年
  • Prediction of Locations of Poor Splat Bonding in Multi-Traverse Cold Spray Deposition（APMA2015）
  • Evaluation of high-strength brass coatings fabricated by cold spray（APMA2015）
  • 熱処理したNi-Cr合金粉末の物性とコールドスプレー皮膜特性の関係（日本溶射学会 第101回（2015年度春季）全国講演大会）
  • Ni-Cr合金のコールドスプレー特性～クロム含有量と粉末形状の影響～（溶射技術 Vol.34 No.4 pp.26-30）
  • コールドスプレー皮膜へのSTAC法の適用検討（溶射Vol.52 No.2 pp.80-83）
2014年
  • 超音波洗浄処理によるコールドスプレー皮膜評価の検討（溶射 Vol.51 No.4 pp.126-128）
  • コールドスプレー皮膜における成膜形状シミュレーションの検討（日本溶射学会　第100回（2014年度秋季）全国講演大会）
  • 超音波洗浄処理によるコールドスプレー皮膜評価の検討（日本溶射学会　第99回（2014年度春季）全国講演大会）
  • コールドスプレーにおけるニッケル基合金のクロム添加量の影響（日本溶射学会　第99回（2014年度春季）全国講演大会）
2013年
  • 熱処理した銅粒子の物性とコールドスプレー皮膜特性の関係（日本溶射学会　第98回（2013年度秋季）全国講演大会）
  • コールドスプレーに適した銅粉末の製造方法に関する検討（溶射技術 Vol.33 No.2 pp.77-81）
  • 銅粒子の物性とコールドスプレーにおける付着率の関係（日本溶射学会　第97回（2013年度春季）全国講演大会）

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