セラミックコーティングとは
その特徴と用途を解説
セラミックコーティング加工は、金属基材や高分子基材の表面にセラミック成分主体の薄い皮膜を形成することで、基材（ワーク）を様々な負荷から効果的に保護する表面処理方法です。この加工は、耐熱性や耐摩耗性、耐腐食性といった特性を付与するため、多くの産業分野で利用されています。セラミックコーティングによる基材の保護は、製品の寿命を延ばすとともに、信頼性や性能向上にも寄与します。
セラミック樹脂の特長
セラミックコーティングは、多くの産業で採用されている画期的な表面処理技術です。本記事では、セラミックコーティングの主な特長と、その優れた効果について詳しくご紹介します。
耐摩耗性の向上
セラミックコーティングは、極めて高い硬度を持ち、金属や高分子基材の表面を保護することで摩耗を大幅に軽減します。これにより製品の寿命が延び、メンテナンスコスト削減にも寄与します。
優れた耐熱性
高温環境下でも性能を維持できるセラミックコーティングは、熱処理装置やエンジン部品などに最適な選択肢です。
高い耐腐食性
化学物質や酸性・アルカリ性環境に対する耐性を提供し、腐食による劣化を防止します。これにより、基材の長期的な信頼性が向上します。
絶縁性と滑り性
セラミックコーティングは、電子機器の絶縁体としての役割を果たし、特殊な表面処理により滑り性や非粘着性を付与することも可能です。
美しい外観と防汚性
セラミックコーティングは、製品の表面を滑らかに仕上げ、美しい外観と防汚効果を実現します。
これらの特長から、セラミックコーティングは、航空宇宙、自動車、医療、食品加工、電子機器など、幅広い分野で活用されています。
セラミック樹脂の特性
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高硬度
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1500～2000ビッカースを有します。 |
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無気孔
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気孔率がゼロに近いため、腐食性液体・気体の進入を防ぎます。 |
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高密着力
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被膜中のCrと母材のFeが相互拡散した化学的結合により中間層を形成しており、極めて高い密着力を持っています。 |
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耐摩耗性
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硬質クロムメッキの約3倍以上の耐摩耗性を有します。 |
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電気絶縁性
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1～10ｘ10_Ω／cm |
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膜厚
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30～100μm |
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色調
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ブラック |
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適用基材
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金属 、セラミック焼結体、チタン等 |
高い硬度
セラミックは非常に硬く、金属よりも優れた硬度を持つ場合があります。この性質により、耐摩耗性や耐傷性が求められる用途に適しています。
耐熱性
高温でも安定した性能を発揮するため、耐熱性が必要な環境でよく使われます。例えば、熱交換器やエンジン部品などが挙げられます。
絶縁性
電気をほとんど通さないため、絶縁体として優れており、電子部品や電気絶縁材に利用されています。
耐腐食性
化学的に安定しており、酸やアルカリ、化学物質に対する耐性を持ちます。そのため、化学装置や防腐加工に活用されています。
軽量
金属に比べて軽量であるため、構造用材料としても有用です。同時に、強度も高い場合が多いです。
熱膨張の低さ
熱膨張率が低く、温度変化に対して形状を保つ性質があります。この特性は、精密機器や光学部品に特に有効です。
耐摩耗性
摩擦や使用による劣化が少なく、長期間にわたって性能を維持できます。
セラミックコーティングの用途
ガイドプーリ、繊維ガイド、搬送ロール、ピストンシリンダー、インペラ、スリーブなど
セラミックコーティングに関するQ＆A
セラミックコーティングとはどのような処理ですか？
金属表面にセラミック系樹脂や無機質粒子を焼き付け・塗布することで、耐摩耗性・耐熱性・耐薬品性・硬度を大幅に向上させる表面処理です。高温環境や摩耗の激しい部品の寿命延長に効果があります。
どんな特長がありますか？
セラミックコーティングには以下の特長があります。
・非常に高い耐摩耗性（硬度が高い）
・耐熱性に優れる（200〜500℃以上の仕様も可能）
・耐薬品性・耐食性が高い
・低摩擦性で摺動性が向上
・金属表面の硬度アップによる寿命延長
・変色・劣化が少なく長期安定
“高温・高摩耗・高負荷”の環境で特に力を発揮します。
どんな用途で採用されていますか？
セラミックコーティングは以下のような用途で採用されています。
・摺動部品（シャフト、ガイド、ピストン）
・高温部品（ヒーター部材、乾燥炉部品）
・金型・成形機部品（離型性＋耐摩耗）
・食品加工機器（耐摩耗＋衛生性）
・化学装置・薬液設備（耐薬品性）
・ポンプ・バルブ・シール部品
・自動車・産業機械の摩耗部品
“摩耗を減らしたい・高温に耐えたい・薬品に強くしたい”というニーズに最適です。
膜厚はどのくらいになりますか？
一般的には20〜50μm程度の薄膜が多いですが、用途に応じて10μm以下の超薄膜や100μm以上の厚膜仕様も可能です。薄膜でも高硬度・高耐摩耗性を発揮するのが特長です。
どんな素材にコーティングできますか？
鉄、ステンレス、アルミ、銅などの金属に施工できます。特に摺動部品・高温部品・耐摩耗部品など、金属の性能を底上げしたい用途で多く採用されています。
耐熱温度はどのくらいですか？
使用するセラミック樹脂の種類によりますが、一般的には200〜500℃程度が目安です。高温環境での摺動部やヒーター周辺部品にも使用できます。
耐薬品性はありますか？
酸・アルカリ・溶剤に対して高い耐性があります。化学装置や薬液環境での腐食対策としても有効です。
摩擦係数はどのくらいですか？
セラミックコーティングは低摩擦性を持ち、摩擦係数は0.1〜0.2程度が一般的です。摺動性が向上し、摩耗や焼き付きの防止に効果があります。
密着性は問題ありませんか？
金属表面にサンドブラストや前処理を行うことで、強固な密着性を確保しています。高温・高摩耗環境でも剥がれにくい皮膜を形成します。
食品衛生法には対応していますか？
食品接触用途に対応したセラミックコーティング材もあり、食品衛生法に適合した仕様での施工が可能です。食品加工機器の耐摩耗・耐熱用途で採用されています。
REACH規制には対応していますか？
REACH規制に準拠した材料を使用しており、環境負荷に配慮した仕様にも対応可能です。化学設備・食品設備・高温部品など、幅広い用途で安心してご利用いただけます。