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プラズマワイヤアーク溶射（PTWA） は、円筒状表面の内面、または任意の形状の外面にコーティングを施す溶射プロセスです。主に内燃機関のシリンダーボアのコーティングに用いられ、鋳鉄製シリンダースリーブを使用せずにアルミニウム製エンジンブロックを製造することを可能にします。
PTWAの発明者は、2009年のIPO全米年間最優秀発明家賞を受賞しました。[ 1 ]この技術は当初、Flame-Spray Industriesによって特許取得および開発され、その後Flame-SprayとFordによって改良されました。
単一の導電線がシステムの原料として使用されます。非消耗性陰極とワイヤ間の伝達アークによって形成される超音速プラズマジェットがワイヤを溶融し、霧化します。空気の流れが霧化された金属を基板上に運びます。粒子は高い運動エネルギーのため、基板の表面に衝突すると平坦化します。粒子は接触すると急速に固化し、結晶相と非晶質相の両方をとることができます。[ 2 ]また、粒子の層を積み重ねて多層コーティングを製造し、耐摩耗性を向上させることも可能です。芯線を含む、 1.59 mm (0.0625インチ)までのすべての導電線を原料として使用できます。耐火金属や低融点材料も容易に堆積できます。
PTWAは、エンジンやトランスミッション部品の摩耗面にコーティングを施す際に、滑り軸受として使用できます。共晶点以下のアルミニウム・シリコン合金ブロックのシリンダーボアの場合、PTWAは鋳鉄製ライナーに比べて軽量かつ低コストという大きな利点があります。ボア表面が薄いため、ボア間隔をよりコンパクトにすることができ、熱伝達性能の向上も期待できます。
PTWAを使用する自動車用エンジンには、日産VR38DETT [ 3 ]やフォード・コヨーテ[ 4 ] [ 5 ] などがあります。キャタピラーとフォードもエンジンの再生にPTWAを使用しています[ 6 ] 。