ホモジナイザーにおけるコバルト合金の用途

ホモジナイザーは、食品、製薬、化学などの業界で広く利用されており、高圧せん断や衝撃といった物理的手段を用いて材料を均質化します。そのコア部品の性能は、機器の寿命と稼働効率を直接左右します。コバルト合金は、その優れた耐摩耗性、耐腐食性、高温安定性により、ホモジナイザーの主要部品の中核材料となっています。

ホモジナイザー部品におけるコバルト合金の主要用途

バルブシートとバルブプラグ

ホモジナイザーのバルブシートとプラグは、高圧衝撃と材料摩擦に長期間耐える必要があります。合金 20の硬度はHRC 56～60に達し、炭化物相による高い硬度と耐摩耗性により、高応力による摩耗に効果的に耐え、部品の寿命を延ばします。食品業界では、これらの継手は酸性の果汁や酵素を含む乳製品と頻繁に接触するため、この合金の耐腐食性は金属イオンの移行を防ぎ、食品の安全性を確保します。

均質化バルブ

ホモジナイザーバルブは高圧ホモジナイザーの中核部品であり、極度の圧力（多くの場合1,000バールを超える）と高い流体速度に耐えられるように設計されています。コバルト合金製のホモジナイザーバルブ（例：Wバルブ、ウェーブバルブの組み合わせ）は、流体せん断効率を高め、エネルギー消費量を削減するとともに、表面粗さを低く維持し、材料残留物を低減するように最適化されています。例えば、乳化システムでは、二次ホモジナイザーバルブが粒子分布の均一性を制御することで、製品の安定性を大幅に向上させます。

プランジャーとシーリング部品

ホモジナイザー用プランジャーは、強度と耐摩耗性の両方が求められます。コバルト合金の表面溶接や溶射技術（プラズマクラッディングなど）によって形成される冶金結合層は、長期にわたる往復摩擦に耐えることができ、高温安定性（≤480℃）によりシール不良を防止し、高圧環境下でも気密性を確保します。

コバルト合金のコア性能上の利点

優れた耐摩耗性と耐腐食性

コバルト合金中のクロム、タングステン、その他の元素によって形成される炭化物は、耐摩耗性と耐化学腐食性に優れています。例えば、クロムによって生成される緻密な酸化膜（Cr₂O₃）は、酸性およびアルカリ性の媒体を分離することができ、特に石油化学産業において、粒子を含む高粘度物質の処理に優れた効果を発揮します。

高温安定性と機械的強度

コバルト合金は、ホモジナイザー運転中に局所的な摩擦により480℃を超える高温環境下でも、高い強度と耐クリープ性を維持します。低い熱膨張係数により、高温条件下でも寸法安定性が確保され、熱変形によるシール漏れを防止します。

生体適合性と加工性

コバルト合金は鉛やカドミウムなどの有害元素を含まず、優れた表面仕上げを特徴としており、食品・医薬品業界の衛生基準を満たしています。さらに、鋳造、クラッディング、レーザークラッディングなどの加工方法を採用することで、様々な作業条件のニーズに対応できます。例えば、プラズマクラッディング技術は、バルブシート表面にナノスケールの緻密なコーティングを施し、耐摩耗性を向上させることができます。

産業アプリケーション

食品加工

果汁均質化工程では、コバルト合金バルブマニホールドは 8,000 時間以上連続稼働することができ、これは従来のステンレス鋼継手よりも 3 倍以上長く、同時に金属汚染のリスクを回避します。

バイオ医薬品

ホモジナイザーは細胞破壊やリポソーム調製に使用され、コバルト合金の耐腐食性により生物学的酵素や有機溶媒の浸食に耐えることができ、製造プロセスの清潔さと一貫性を保証します。

化学薬品およびコーティング

研磨粒子を含むコーティングを扱う場合、コバルト合金の高硬度により継手の磨耗が大幅に減少し、ダウンタイムとメンテナンスが最小限に抑えられます。