技术之窗

〔产品数据〕 WPC®处理·HW涂覆处理凸模

  • 2020.04.09 17:32:57
  • 米思米
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WPC®处理凸模的特长

1. 提高疲劳强度

   WPC®处理是以0.04~0.2mm左右的微粒子,以100m/s以上的高速碰撞金属表面,在凸模表面附近产生高残留压缩应力[图1]。其结果是提高了凸模的疲劳强度,因此对防止刃口折损和崩刃能发挥很好的效果[图2]
   例如,图2中,对刃口反复施加1,200N/mm2的负载时,SKD11在1万次左右可能会破损。SKD11+WPC®处理时,可延长至10万次左右。(图2的结果与实际冲裁试验的结果不同,仅作参考)

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[图1]通过WPC®处理产生表面残留压缩应力
        凸模材质: SKD11

〔产品数据〕 WPC®处理·HW涂覆处理凸模

[图2]通过WPC®处理提高疲劳强度
        负载条件: 单侧振动,试验片φ4, 61HRC


2. 提高耐咬合性

相对于通常研磨抛光时研磨方向会残留条痕的现象,经WPC®处理的表面仅会形成细微的凹凸[图3]
该细微的凹部会产生油积存,因此WPC®处理面比通常的研磨面不易发生油膜断裂,可望改善耐咬合性。

〔产品数据〕 WPC®处理·HW涂覆处理凸模

[图3] 通常研磨产品与WPC®处理产品的表面比较


3.提高耐磨损性能

进行WPC®处理后,随着加工硬化,表面硬度会增强,因此可提高凸模的耐磨损性。
另外,WPC®处理凸模的硬度自内部向表面逐渐增强[图4],因此无损于凸模母材的韧性。

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[图4] WPC®处理产品 表面附近的硬度分布
         经小型维氏硬度试验机测量

HW涂覆处理的特长

以往的TiCN处理在对凸模施加高应力的条件下的涂覆,会产生涂层剥离的问题。这一方面是由于较低硬度的凸模母材变形所致,另一方面是由于高硬度的涂层无法随母材的变形而伸缩。
HW涂覆通过WPC®处理强化凸模母材,由此提高了TiCN覆膜的粘附性。HW涂覆是兼具TiCN涂覆的优良耐磨损性和WPC®处理的高疲劳强度的全新表面处理

〔产品数据〕 WPC®处理·HW涂覆处理凸模

[图5] HW涂覆和TiCN涂覆的模型

[参考数据]以往产品的冲裁寿命试验■SUS304冲裁寿命试验

〔产品数据〕 WPC®处理·HW涂覆处理凸模

假使毛刺高度的容许值为100μm时,与未进行表面处理的凸模相比,经WPC®处理的凸模冲裁数可增至近2倍。另外, 未进行表面处理的凸模在6万次冲裁后,刃口端部会发生崩刃,相对于此,WPC®处理凸模在10万次冲裁后,还未发现明显的崩刃。据此结果可确认,通过WPC®处理提高了凸模刃口的疲劳强度。

另一方面,TiCN涂覆凸模和HW涂覆处理凸模均可承受20万次以上冲裁。但比较两者的刃口,通常的TiCN涂覆凸模在10万次冲裁后,涂层开始剥离,同时毛刺高度开始增加,相对于此,HW涂覆处理凸模在10万次冲裁后,涂层完全不会剥离, 直至20万次冲裁,毛刺高度仍增加缓慢。据此结果可确认,即使冲裁类似SUS304的难切削材料,HW涂覆处理也能发挥卓越的效果。

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Jane

机械设计及理论硕士,从事航空发动机传动系统设计五年,主管设计师。主要负责航空发动机主传动系统的齿轮箱设计。

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