セラミックコーティングを施した H13 鋼の寿命は、動作条件、コーティングプロセス、メンテナンスレベルに応じて、通常 2,000 ～ 10,000 生産サイクルの範囲です。アルミニウム合金ダイカストなどの一般的な用途では、寿命はコーティングされていない金型の寿命よりも 2.5 ～ 3 倍長くなります。
I. コーティングの寿命に影響を与える主な要因
1. 動作温度とサーマルサイクル周波数
500 度以下 : コーティング構造が安定し、酸化と重量増加が遅く、寿命が最も長くなります。
500 ～ 650 度 : 長期間の暴露により微小亀裂が広がる可能性があります。-基板の予熱と冷却制御が必要です。
高周波熱衝撃（例: 1 分間に複数回の金型の開閉）: コーティングの疲労と剥離を加速します。グラデーションコーティングのデザインをお勧めします。
測定データ: Al₂O₃-TiO₂ を自動車用ダイカスト工場の H13 金型にスプレーした後、600 度で 8,200 サイクル後も重大な剥離は観察されませんでした。-
2. コーティングの種類とプロセス
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コーティング工程 |
一般的な厚さ |
粘着力(MPa) |
平均寿命の向上 |
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プラズマ溶射（APS） |
100–200μm |
40以上 |
2.5～3.0倍 |
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高速消火スプレー（HVOF） |
80–150μm |
70 3.0 以上 - 3.5 倍 物理蒸着 (PVD) 2 ～ 5μm 30 1.8 以上 - 2.2 倍 |
推奨: HVOF 溶射 WC{0}}Co または Cr₃C₂-NiCr、高い接合強度、良好な密度、最適な熱疲労耐性。
3. 腐食環境
フッ素樹脂（PFA、FEP など）の加工では、高温分解によりフッ化水素酸（HF）が生成されます。-
セラミックコーティング (Al₂O₃、ZrO₂ など) は HF の浸透を効果的にブロックし、2000 時間の塩水噴霧試験にも錆びずに耐えます。
コーティングに微小亀裂が現れると、HF が亀裂に沿って基材を侵食し、局所的な膨れや剥離を引き起こします。
注意: ノズルまたはマニホールド領域に「白い斑点」または微小孔の漏れが見つかった場合は、直ちに機械を停止して検査してください。
II.コーティングの寿命を延ばすための実践的な推奨事項
金型の予熱温度を制御: 熱応力の影響を軽減するために、起動前に 150 ～ 200 度に予熱します。
冷却システムの最適化: 熱疲労を引き起こす可能性のある局所的な過熱や不均一な冷却を避けるために、均一な冷却を確保します。
定期的なクリーニングと検査: コーティングに傷を付けないように、柔らかい工具を使用してカーボン堆積物を除去してください。
微小亀裂を早期に検出するには、蛍光浸透探傷試験 (FPI) を使用します。
機械的衝撃を避ける: 金型の修理および組み立て中に、硬い物体がコーティング表面を傷つけるのを防ぎます。
