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Wonder Process Craft 【WPC】


WPC

http://www.fujiwpc.co.jp/　wpcロゴ

株式会社　不二WPC


１．ＷＰＣ処理とは？

金属の表面に４０～２００μmの特殊なショットを高速で噴射させ、
局部的に再結晶温度まで高めることにより、
熱処理効果、鍛錬効果の加工強化が瞬時に繰り返され、
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、組織の微細化を行います。
これにより、金属表面は高硬度で靭性に富んだ微細な組織が形成され
内部圧縮残留応力も高めることができます。
今まで良く知られているショットピーニングでは、
圧縮残留応力を高めることはできますが、
組織の微細化等は行うことができませんでした。
また、ショットピーニングでは表面が粗くなり、
摺動性を向上させることはできませんでした。
ＷＰＣ処理では、ショットピーニングで使用されているショットよりも
微細なショットを高速で打ちつけることにより、組織の変化、
つまり熱処理効果を出すことができます。
ＷＰＣは正式には Wide Peening and Cleaning の略ですが、
Wonder Process Craft 、Wonder PeeningCraftなどとも呼ばれいます。
そのほか、ディンプル加工、Micro Dimple処理とも呼ばれ学会では
Fine Particle Bombarding Process と表現しています。

２．なぜＷＰＣ処理で摺動性が良くなるのか？

ＷＰＣ処理した表面の形状はなだらかで微細な凹凸ができており、またその凹凸も硬度が高くい面圧に負けない組織になっています。
この凹部分に潤滑油を保持させることができることと、接触面積の減少により、油ぎれをなくすと同時に、摩耗を減らし、摺動性を向上させています。
ガラスの注射器のピストンとシリンダを思い浮かべていただければ判りますが、表面は曇りガラスにしてあります。
これも、摺動性を向上させるための知恵と言えます。
このように、昔から摺動部に梨地面を作ると摺動性が向上する事は経験的に知られていましたが、
面圧のかかる金属にこのような凹凸を作っても圧力に負けてつぶれてしまうため、採用されることはありませんでした。
ＷＰＣ処理では表面の硬度を上げると同時に微細な凹凸を作っていますので、摺動性を向上させることができます。

３．なぜＷＰＣ処理で疲労強度があがるのか？

金属の疲労破壊は表面に微細なクラック（ヒビ）ができ、それが大きくなり最終的に破壊が起こります。
疲労強度を上げるにはクラックをできにくくすることと、クラックが広がりにくくすることが重要です。
ＷＰＣ処理はショットをたたきつけているため、圧縮残留応力が高められています。
圧縮残留応力とはちょうどバネを縮めた状態と言えます。
クラックは引っ張られた時にできますので、もともと縮められた状態にあるＷＰＣ処理表面にはクラックが入りにくくなります。
金属は非常に硬い炭化物とそれらを結びつけるニッケル、クロム、モリブデン等からなっています。
炭化物が大きいとその表面積は小さくなり、結びつきは弱くなります。
ＷＰＣ処理をした金属表面は非常に微細な炭化物組織になっており、その表面積は大きく結びつきも強いものになっています。
結びつきが強ければ、当然クラックも入りにくく、入ったとしても広がりにくくなります。
このような理由から、ＷＰＣ処理を施すと疲労に強くなり、折れや欠けが激減します。

４．ＷＰＣ処理における金属組織の変化

ＳＣＭ４２０浸炭窒化品（写真左）にＷＰＣ処理加工を行うと、表面から20～30μm位の組織がフルマルテンに組織変態を起こします。
表面の残留オーステナイトの異常層も変態を起こして消滅します。
組織も微細化して、表面の内部圧縮残留応力も１,６００ＭＰａ前後になります。（写真右）
未処理400 処理400 　 未処理2000 処理2000
未処理品×400倍 　WPC処理品×400倍 未処理品×2000倍 　WPC処理品×2000倍

ＷＰＣ処理の効果例

①ミッションギア
　　・シフトトラブルの減少
　　・歯の折損トラブルがなくなる
　　・オイルの汚れが非常に少なくなり、油温の上昇が少なくなる
　　・ドレンマグネットに付着する鉄粉が明らかに少ない
　　・歯当たりが非常に良い
②シリンダー・ピストンリング
　　・摺動抵抗の低下により、立ち上がりが良くなる
　　・シリンダーの傷が顕著に減る
③コンロッド・ドライブシャフト
　　・折損トラブルがなくなる
④ＣＶジョイント
　　・温度上昇が少なく、焼き付きがなくなる
⑤バルブスプリング
　　・ヘタリや折れがなくなる

ＷＰＣ処理実績

①Ｆ１用ミッションギア及びエンジン部品等
②Ｆニッポン用ミッションギア及びエンジン部品等
③ルマン、インディ用ミッションギア及びコンロッド等
④ＪＧＴＣ用ミッションギア、オイルポンプ、ＣＶジョイント等
⑥ドラッグレース、ストリートチューン用ミッションギア及びエンジン部品等

箇所 処理 寸法 条件 参考価格(税込)
ピストンピン WPC 一律 1本 1,001
WPC＋HMS 一律 1本 1,502
WPC＋DLC 一律 1本 4,290
ピストンリング WPC＋HMS 一律 1本 1,001
WPC＋DLC 一律 1本 4,290
カムシャフト HMS 一律 3気筒/本 8,580
一律 4気筒/本 1,144
一律 6気筒/本 17,160
カムホルダ WPC 一律 1個 1,144
HMS 一律 1個 1,144
メタル WPC＋HMS 一律 1枚 858
スラストメタル WPC＋HMS 一律 1枚 1,001
ロッカーアーム WPC 一律 1個 1,430
WPC＋HMS 一律 1個 2,145
リフタ WPC 一律 1個 1,430
WPC＋HMS 一律 1個 2,145
ロッカーアームシャフト WPC L=100～200 1本 2,002
※長さによる - -
WPC＋DLC L=100～200 1本 10,010
※長さによる - -
バルブ WPC 全体処理 1本 1,430
WPC＋HMS 全体処理 1本 2,145
リテーナ・シート WPC 一律 1枚 1,144
コンロッド WPC 全体、ボルト 1本 5,720
少端部強化 1本 2,860
シリンダー WPC 一律 1気筒 11,440
HMS 一律 1気筒 11,440
クランク WPC 3気筒 1本 32,890
4気筒 1本 41,470
6気筒 1本 58,630
プーリー部 1箇所 10,010
ミッションギア WPC 5速 - 71,500
6速 - 85,800
メインシャフト WPC - 1本 14,300
WPC＋DLC - 1本 39,600
カウンターシャフト WPC - 1本 20,020
WPC＋DLC - 1本 39,600
シンクロリング WPC 一律 1枚 1,144
シンクロリングカラー WPC 一律 1枚 1,144
シフトフォーク WPC 一律 1本 2,860
WPC＋DLC 一律 1本 8,580
シフトフォークシャフト WPC 60mm以内 1本 858
※長さによる - -
WPC＋DLC 60mm以内 1本 4,290
※長さによる - -
ローター WPC - 1個 17,160
アペックスシール
2ピース		 WPC - 1台分 17,160
WPC＋HMS - 1台分 21,450
WPC＋DLC - 1台分 74,360
アペックスシール
3ピース加工含む		 WPC - 1台分 61,776
WPC＋HMS - 1台分 70,356
WPC＋DLC - 1台分 97,240
コーナーシール WPC - 1台分 13,728
WPC＋DLC - 1台分 34,320
サイドシール WPC - 1台分 13,728
エキセントリックシャフト WPC - 1台分 42,900～
WPC＋DLC - 1台分 85,800～
ローターハウジング 特殊ショット - 1枚 14,300
サイドハウジング 特殊ショット - 1枚 11,440