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WPC処理の特許内容・効果

表面加工熱処理法

金属成品の表面に成品硬度と同等以上の硬度を有する
40〜200μmのショットを噴射速度100m/sec以上で噴射し、
表面温度をA3変態点以上に上昇させる事を特徴とする
金属成品表面加工熱処理法である。
 金属成品の表面にショットを噴射する事により、
A3変態点以上の温度域での急熱、急冷が瞬時に繰り返され、
熱処理効果、鍛錬効果の加工強化が行われる。
金属表面層の残留オーステナイトのマルテンサイト化や、
再結晶、微細化が行われ、緻密な高硬度で靱性に富む組織が得られる。
又、表面の内部残留圧縮応力も高める事ができる。

 

金属成品の摺動部の摩耗防止法(USP)(EP)

 金属成品の摺動部の表面に金属成品と同等以上の硬度を有し
且つ略球状を成す20〜200μmのショットを噴射速度50m/sec以上で噴射し、
金属成品の表面付近の温度を、鉄系の金属成品はA3変態点以上に、
又、非鉄金属成品は再結晶温度以上に上昇させると共に、
前記金属成品の摺動部の表面に微小な断面円弧状を成す無数の凹部から成る
油溜りを形成した金属成品の摺動部の摩耗防止法である。
金属成品の摺動部は通常潤滑剤が使用されているが、使用条件により
潤滑剤切れにより摩耗する。表面にショットを噴射することにより、
面圧に耐える表面組織となり潤滑剤切れを起こしにくい凹部を形成する事により、
無接触近くとなり、油温も下がり、音も静かになり、摩耗を防止する事ができる。

 

常温拡散、浸透メッキ法

 金属成品又はセラミック、或いはこれらの混合体から成る被処理品の表面に、
被覆金属粉体を噴射速度80m/sec以上又は噴射圧力3kg/cm²以上で噴射し、
前記被覆金属粉体の組成物中の元素を金属成品又はセラミック、或いは
これらの混合体の表面に拡散させる事を特徴とする常温拡散、浸透メッキ法である。
金属成品等において、素材に限界があり、目的に応じて金属粉体を
噴射する事により、成分元素を被加工物の表面に拡散、浸透メッキし、
表面を合金化させ、強度を高める事ができる。メッキ、コーティングの
下地処理に利用し、拡散、浸透メッキ処理後、メッキ及びコーティングを行うと
密着強度が高くなる。又、低融点、低硬度金属粉体を噴射する事により、
常温乾式メッキが可能である。

 

粉末合金の表面層の処理法/(株)不二製作所共有特許)

 粉末合金の表面に、圧粉体の硬度と同等以上の40〜200μのショットを噴射速度50/sec以上で噴射し、結合剤となる圧粉体の再結晶温度以上に上昇させることを特徴とする粉末合金の表面層の処理法である。
次いでこの粉末合金の表面にPVD・CVDコーティングを施すことを特徴とする粉末合金層の処理法である。
 粉末合金の表面の組織を変化させ、且つ各圧粉体間の組織を微細化させて密着性を高め、耐摩耗性及び耐久性を一層向上させることができる。また、PVD・CVDコーティングを施すものにおいては、粉末合金の表面層での結合剤の析出減少を低下せしめて、PVD・CVDコーティングによる本来の効果を向上させることが可能である。

 

工具の表面処理方法/(株)不二製作所共有特許)

 工具の表面に圧力が3〜10kg/cm²の範囲の気体流とともに、粒度が300〜800
メッシュの球体の研磨材・鋼球・ステンレス球・ガラス球・セラミック球または
これらの複合物を吹き付けて、工具の表面組織を微細化、緻密化することを
特徴とする工具の表面処理法である。
 球状の研磨材を高速で吹き付けると、工具表面に発生する応力及び熱により
工具表面の組織が微細化、緻密化して、工具の寿命を飛躍的に向上させることが
可能である。

 

鋳造品の表面層のピンホールの修正方法/(株)不二製作所共有特許)

 鋳造品の表面に直圧式のブラスト装置により、鋳造品の硬度より高い硬度を有し、
表面付近のピンホールの大きさの50〜150%の平均粒径を有するショットを、
噴射速度80m/sec以上で噴射し、表面付近の温度を溶融温度以上に上昇させることを特徴とする鋳造品の表面層のピンホールの修正方法である。
 鋳造品の表面にショットを噴射すると、ショット衝突前と比較して衝突速度は低下する。この速度の変化はエネルギー不変の法則により、音以外のその大部分は熱エネルギーに変換され、ショットの衝突した変形部分のみで熱変換が行われるので、鋳造品の表面は部分的に高温となる。溶融温度以上に上昇した鋳造品の表面は軟化し、且つショットが大きいためピンホールは平滑にされ、溶融温度以上に上昇した表面層のピンホールを圧着除去させることが可能である。

 

表面硬化金属ショットの製造方法(USP)(EP)

 金属ショット材の表面に、同等以上の硬度を有するショット又は噴射ショット硬度と同等以上の硬度を有する金属体の表面に噴射速度80m/sec以上で噴射し、ショットの表面付近の温度を鉄系の金属ショット材はA3変態点以上に、非鉄系の金属ショット材は再結晶温度以上に上昇させ、金属ショットの表面硬度を向上させることを
特徴とする表面硬化金属ショットの製造方法である。
 金属ショットを噴射すると衝突後の速度は低下する。この変化はエネルギー不変の法則により、大部分は熱エネルギーに変換されて金属ショット表面が局部的に高温に、その後急冷されることで表面から約20μの深さの金属組織が微細化され、高硬度で靭性に富む組織に変化させることができる。また粉末合金は結合材となる圧粉体を再結晶温度以上に上昇させ、その後急冷させることで結合材を強化することが可能である。

 

溶接機の電極の表面処理方法

 電極の表面に硬度約1000Hv、粒径75〜300μのショットを、噴射速度180m/sec以上で5〜15秒間噴射し、電極の表面付近の温度を再結晶温度以上に上昇及び常温への冷却を返複し、電極の表面部に回復・再結晶を生じさせて金属組織を微細化し、電気抵抗を減少させることを特徴とする溶接機の電極の表面処理方法である。
 電極の表面にショットを噴射して、ショットの衝突時に発生する熱エネルギーで電極の表面温度を上昇させて電極の表面部の組織を微細化し、表面硬さや耐摩耗性等の機械的特性・電気的特性を改善し、耐久性を向上させることが可能である。

 

金属成品の表面強化加工熱処理方法

 金属成品の表面に、成品硬度と同等以上の硬度を有する20〜200μmのショットを0℃以下の低温圧縮気体を使用することで、金属成品の表面に対するショットの衝突による急激な加熱と0℃以下の低温圧縮気体が金属成品表面に吹き付けられることによる急冷により、表面の組織が微細となり、好適に強化処理することができる。
また、再結晶温度の低い非鉄系金属成品に対しても好適に強化処理を行うことが可能である。
 さらに低温圧縮気体として窒素を使用し、窒化物形成元素を含む母材から成る加工対象物を処理した場合には、窒素を拡散浸透させることで微窒化の硬化を同時に得ることができ、より好適に強化処理することが可能である。

 

常温浸炭処理方法

 炭素鋼または合金鋼・工具鋼や特殊用途鋼などの特殊鋼、またはこれらの混合体の鉄鋼材料から成る被処理品及びアルミニウム等の非鉄金属材料から成る被処理品等の表面に炭化物粉体を噴射速度80m/sec以上、または噴射圧力0.3MPa以上で噴射し、炭化物粉体中の炭素元素を拡散させることを特徴とする常温浸炭処理方法である。
 炭化物粉体の速度を高速にすると、炭化物粉体及び被処理品の表面の温度を上昇させる。このとき炭化物粉体が加熱分解し、炭素元素が被処理品の表面に活性化吸着して拡散浸透するものと考えられる。被処理成品の耐摩耗性や疲労強度を向上させることが可能である。

 

潤滑性被膜の形成方法

 金属やセラミックまたはこれらの混合体から成る被処理成品の摺動部の表面に、母相を成す金属の粉体を固体潤滑剤の粉体と混合して成る噴射粉体を噴射速度80m/sec以上で噴射して、母相中に固体潤滑剤の分散された被膜を形成することを
特徴とする潤滑性被膜の形成方法である。
 母相金属中・インジウム・鉛・錫・銀またはこれらを含有する合金等が使用可能であるが、錫または錫合金を用いることが好ましい。粉体については100〜20μm、固体潤滑剤の粉体については50μ以下の粒径を使用するのが好ましい。
また母相金属中に対して重量比で10〜15%の固体潤滑剤の粉体を添加したものを使用することが好ましい。固体潤滑剤の粉体は、二硫化モリブデン・二硫化タングステン・窒化ホウ素・フッ素樹脂等が使用可能である。母相金属と固体潤滑剤とが衝突により加熱され金属噴射粉体が表面に活性化吸着されて拡散・浸透するものと考えられ、表面に母相禁則中に固体潤滑剤が分散された潤滑被膜が形成され、相乗効果によってより高い低摩擦性を実現させることが可能である。

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