ホット ランナーの腐食を遅らせるための中心的な方法は、材料の選択、表面保護、プロセス制御、システム設計の 4 つの側面から相乗的に機能することです。重要なのは、フッ化水素酸 (HF) の生成経路をブロックし、電気化学的腐食状態を排除することです。中でも、NCF800 などの耐食性合金の選択、セラミック コーティングの適用、加工温度の 350 度以下の制御、異種金属間の接触の回避の 4 つは重要な対策です。{2}
I. 基板の耐性を高めるために耐食性材料を優先する-
優れた耐高温性と耐食性を備えた合金材料を選択することは、腐食の発生を遅らせるための基本です。{0}
NCF800 合金 (Fe-Ni-Cr ベース):
蒸気、空気、二酸化炭素混合物に対する優れた耐食性があり、高温環境に適しています。-
硝酸、酢酸、プロピオン酸などの有機酸に強く、化学炉や熱処理炉の用途に適しています。
注: 高濃度のフッ化水素酸 (HF) では性能が低下します。-動作条件に基づいた評価が必要です。
N06030 合金 (高クロムニッケル鉄ベース):
湿式プロセスのリン酸、硝酸とフッ化水素酸の混合物中での強い安定性。 G3 および 20 合金より優れた耐食性。低炭素 + ニオブ安定化設計により、粒界腐食に対して強力な耐性が得られます。溶接後の熱処理は必要ありません。-
推奨事項: PFA/PTFE 加工の場合、耐 HF 性を大幅に向上させるために、N06030 またはチタン合金コンポーネントを優先してください。
II.表面保護を強化し、物理的バリアを構築する
表面処理技術により金属表面に保護層を形成し、腐食性媒体を効果的に隔離します。
保護方法、原理、および効果:
セラミックコーティング (例: Al₂O₃-TiO₂): 緻密で不活性なフィルムを形成し、HF の浸透をブロックします。 2000 時間の塩水噴霧試験後も錆びません。-
化学ニッケル-リンメッキ (Ni-P): 複雑な構造を均一に覆い、耐食性と耐摩耗性を提供します。塩水噴霧に1000時間以上耐えます。
硬質クロムメッキ：表面硬度と耐酸化性を向上させます。低コストですが、HF 耐性は限られています。
エンジニアリング上の推奨事項: ノズルやバルブニードルなどの重要なコンポーネントにはセラミックコーティングを優先し、耐食性と耐摩耗性のバランスをとります。
Ⅲ．プロセスパラメータを最適化して腐食源を排除
PFA や PTFE などの材料は高温で分解して、化学腐食の主な原因となるフッ化水素酸 (HF) を生成します。
温度制御戦略: 材料の熱分解を防ぐために、ホット ランナーの動作温度を 350 度以下に維持します。実験によると、温度を 360 度から 340 度に下げると、HF の発生を 60% 以上削減できることがわかりました。
滞在時間管理:
射出サイクルを最適化して、ランナー内での溶融物の滞留時間を短縮します (推奨)<10 minutes).
酸性生成物の蓄積を防ぐため、洗浄を行わずに長時間停止することは避けてください。
窒素保護:
停止中または材料の洗浄中に乾燥窒素を導入して、残留 HF ガスを除去し、腐食のリスクを軽減します。
IV.システム設計を改善して電気化学的危険を排除します。
電気化学腐食は、冷却水チャンネルやインサートのギャップなどの領域で発生することがよくあります。これらのリスクを軽減するには構造設計が必要です。
異種金属間の接触を避ける：冷却水には銅管の代わりにステンレス鋼の波形管を使用してください。電気腐食を防ぐために、インサートとベース材料には同じ材料 (例: H13+H13) を使用してください。
絶縁と絶縁:
さまざまな金属接続部に PTFE ガスケットまたはセラミック絶縁スリーブを取り付けます。
冷却水管理：pH7.0～8.5、導電率管理<800 μS/cm. Add silicate corrosion inhibitor (concentration 300~500ppm).
フィールドニーモニック: 「高温化学保護、湿気電気保護、異種材料絶縁、定期的な水検査」。
