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トーカロ株式会社

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機能例

CDC-ZACコーティング

CDC-ZACコーティングプロセスとは

CDC-ZACコーティングプロセス 化学反応を利用して酸化クロム(Cr2O3)を主成分とする複合セラミックス皮膜を形成する方法です。高密度、高硬度皮膜、高密着力、低い摩擦係数などの優れた特徴があります。耐摩耗性や耐食性が要求される機械部品に抜群の威力を発揮します。

皮膜特性

(左)盛放し表面あらさ (右)(×600)断面組織写真SEM反射電子像 CDC-ZACコーティングと各種表面処理の断面硬さ比較図 CDC-ZACコーティング皮膜組織の模式図

■高密度

形成された皮膜は、平均粒径が約2μmの酸化クロム系複合ファインセラミックで構成されており、高密度な皮膜を形成します。

■高硬度

Hv1,600〜2,000の硬質セラミック粒子から構成されていますが、皮膜硬度としてはHv1,000〜1,200を示します。

■高密着力

皮膜内に母材のFeが、母材内に皮膜中のCrがそれぞれ相互拡散した化学的結合による中間層を形成していますので、極めて高い密着力を有します。

■高い粒子間結合力

化学緻密化処理によって皮膜内に生成される酸化クロムは、ベースを構成する他の複合酸化物と化学的に結合し、極めて強固な粒子間結合力を有します。

皮膜特性

■耐摩耗性

高硬度、高密度のCDC-ZAC皮膜は極めて優れた耐摩耗性を発揮します。これに加えて皮膜を構成する酸化クロムは平均2μmの超微粒子であるため、この微粒子が潤滑効果を高める働きをしてさらに耐摩耗性を高めるとともに、摺動部分の発熱量を抑える働きを果たしています。

■耐食性

海水、塩基、および殆どの酸や溶剤に侵されませんが、塩酸やフッ素、および硝酸などに対しては充分な耐食性は得られません。右の表は社内試験の結果を示したものですが、実機に使用する場合は母材の材質の選定も長寿命化への大きな要因となります。

■重水素の透過量軽減 (水素透過量軽減例.pdf資料提供: 独立行政法人 日本原子力研究開発機構)

600℃での重水素透過量を1/1000に低減する事に成功しました。
腐食液 5% NaCl 5% HCl 1N NaOH 5% H2SO4 96% H2SO4 キャス 36% HCl
状況 168hr
異常なし
168hr
異常なし
168hr
異常なし
144hr
異常なし
144hr
異常なし
144hr
異常なし
72hr
わずかに腐食
資料提供:日本原子力研究開発機構

適応範囲

■膜厚

30μmから100μmの範囲で膜厚形成が可能。標準膜厚は50μm。

■母材

炭素鋼、合金鋼、鋳鉄、ステンレス鋼、チタン、インコネル、セラミック焼結体などにコーティング可能。アルミニウムでは陽極酸化皮膜を前処理として形成が必要です。

■加工物の形状・寸法

最大外径400mm、最大長さ2,000mm、最小内径3mmまで処理可。複雑な形状もコーティング可能

CDC-ZACコーティング 加工プロセス概念図

CDC-ZACコーティング 加工プロセス概念図

ZACROM

硬質クロムめっきは硬度に優れた特徴がありながら表面に微小亀裂が無数に存在するため耐食性に劣るところが最大の弱点でした。ZACROMはこの微小亀裂を特殊セラミックスで封孔補強した複合機能皮膜です。
硬質クロムめっきの表面顕微鏡写真(黒色の線が微小亀裂)

■特徴

  • ● 300〜400℃の温度域にさらされた後でも高い耐食性を発揮します。
  • ● 繰り返し応力を受けても微小亀裂が拡大・伝播することはありません。
  • ● 皮膜はもとの硬質クロムめっきの硬度を維持します。
  • これらの相乗効果でZACROMコーティングは腐食性の高い環境下でも硬質クロムめっきの数倍から数十倍の耐久性を発揮します。

■耐食性

下記の比較写真をご参照下さい。

スーパーZAC

大越式摩擦試験の結果(グラフ)

スーパーZACコーティングは、シリカ(SiO2)とクロミア(Cr2O3)を主成分とする複合セラミックス皮膜で、CDC-ZAC コーティングの耐食性をさらに改善した新皮膜です。
耐熱性、耐摩耗性に優れ、従来ガラスライニングや樹脂ライニングでは耐えられなかった温度域での腐食環境下でも優れた耐食性を発揮します。
また、母材の膨張・収縮に対する追随性にも優れ、熱膨張係数の高いオーステナイト系のステンレスなどへも適用が可能です。

■耐摩耗性

右のグラフは、大越式摩擦試験の結果を示したものです。スーパーZACコーティングは、SUSステンレス鋼やSS400鋼に比べて優れた耐摩耗性を有しています。摩擦速度を変化させても比摩耗量の変動は小さく、広範な使用条件においても安定した耐摩耗性を発揮します。

■耐食性

下記の比較写真をご参照下さい。

耐食性比較表
関連する実施例

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