WPC®処理パンチの特長
1.疲労強度の向上
WPC®処理は0.04～0.2mm程度の微粒子を100m/s以上の高速で金属表面に衝突させるため、パンチの表面付近に高い残留圧縮応力が発生します〔図1〕。この結果パンチの疲労強度が向上するため、刃先折損やチッピングに対して効果を発揮します〔図2〕。
例えば図2において、刃先に1,200N/mm2の荷重が繰り返し加わる場合、SKD11では1万回前後で破損する可能性がありますが、SKD11＋WPC® 処理の場合、10万回前後に向上します。（図2の結果は実際の打ち抜き試験結果とは異なるため、あくまで目安としてお考え下さい）
〔図1〕WPC®処理による表面残留圧縮応力
パンチ材質：SKD11
〔図2〕WPC®処理による疲労強度の向上
荷重条件：片振り,試験片φ4, 61HRC
2.耐焼付性の向上
通常の研磨仕上げの場合、研磨方向に条痕が残るのに対し、WPC®処理を施した表面には細かな凹凸が形成されます〔図3〕。
この微細な凹部が、油溜りの効果を生むため、WPC®処理面は通常の研磨面より油膜切れを起こし難く、耐焼付性の改善が期待できます。
〔図3〕通常研削品とWPC 処理品の表面の比較
3.耐摩耗性の向上
WPC®処理を施すと、加工硬化により表面の硬度が上がるため、パンチの耐摩耗性が向上します。
なおWPC®処理パンチでは、内部から表面にかけて徐々に硬度が上がってゆく〔図4〕ため、パンチ母材の靭性は損なわれません。
〔図4〕WPC®処理品表面近傍の硬度分布
マイクロビッカース硬さ試験機にて測定
HWコート処理の特長
従来のTiCN処理は、パンチに高応力が加わる条件下ではコーティングの剥離が問題となることがありました。これは比較的低硬度のパンチ母材が変形する一方、高硬度のコーティング被膜がその変形に追従できないためと考えられています。
HWコートはWPC®処理でパンチ母材を強化することによりTiCN膜の密着性を高めました。HWコートはTiCNコーティングの優れた耐摩耗性とWPC®処理本来の高い疲労強度を兼ね備えた新しい表面処理です。
〔図5〕HWコートとTiCNコーティングのモデル
〔参考データ〕従来品による打抜き寿命試験 ■SUS304打抜寿命試験
仮にバリ高さの許容値を100μmとした場合、WPC®処理パンチは、表面処理を施していない場合に比べて2倍近い打抜き数となります。また表面処理を施していないパンチでは6万ショット時点で刃先エッジ部にチッピングを生じているのに対し、WPC®処理パンチは10万ショット時点で、まだ大きなチッピングは見られませんでした。この結果、WPC®処理によりパンチ刃先の疲労強度が向上したことが確認できました。
一方、TiCNコーティングパンチとHWコート処理パンチは、共に20万ショット以上の打ち抜きに耐えることができました。しかし両者の刃先を比較すると、通常のTiCNコーティングパンチは10万ショット時点で被膜が剥離し始めるとともに、バリ高さが増加し始めているのに対し、HWコート処理パンチは10万ショット時点では全く剥離が見られず、20万ショットまでバリ高さは低いレベルのまま推移しています。今回の結果より、SUS304のような難加工材の打ち抜きでも、HWコート処理が優れた効果を発揮することが確認できました。