表面処理 / 微粒子ピーニング
WPC処理（微粒子ピーニング）
WPC処理とは、粒径200μm程度以下の微粒子を金属表面に高速で投射して表面を改質する、微粒子ピーニングの一種です。表面に圧縮残留応力と微小なくぼみ（マイクロディンプル）を形成し、疲労強度・耐摩耗性・摺動性を向上させます。
仕組みと効果
"なぜ効くか"WPC処理はショットピーニングの一種で、一般的なショットピーニングより小さい微粒子を高速で金属表面に衝突させます。衝突による塑性変形で、表面近傍に圧縮残留応力が生じます。
微粒子の衝突によって、表面には微小なくぼみ（マイクロディンプル）が無数に形成されます。くぼみは潤滑油を保持する油だまりとして働き、摺動面の油膜切れを抑えて摩擦を低減します。
処理条件によっては表層の結晶組織が微細化し、硬さが上がることが報告されています。めっきや塗装のように別の層を付けるのではなく、材料表面そのものを改質する処理です。
主な効果
- 疲労強度の向上（表面の圧縮残留応力が、疲労き裂の発生と進展を抑える）
- 摺動性の向上・摩擦の低減（マイクロディンプルの油だまり効果）
- 耐摩耗性・耐焼付き性の向上
- 表面硬さの向上
- DLCなどのコーティングの前処理として、皮膜の密着性を高める
用語の定義
- WPC処理登録商標
- 微粒子を金属表面に高速で投射し、圧縮残留応力とマイクロディンプルを形成する表面改質処理。微粒子ピーニングに分類される。
- 微粒子ピーニング
- 粒径200μm程度以下の微細な投射材を用いるショットピーニング。一般的なショットピーニングより影響層は浅いが、表面近傍の改質と微細な凹凸の形成に適する。
- 圧縮残留応力
- 外力を取り除いた後も材料内部に残る、押し縮める向きの応力。表面にあると、引張応力から発生する疲労き裂を抑える。
- マイクロディンプル
- 表面に分散して形成される、μmオーダーの微小なくぼみ。潤滑油の保持や、相手材・内容物との接触面積の低減に働く。
主な用途
"どこに使うか"| 分野 | 適用例 |
|---|---|
| 自動車・モータースポーツ | 歯車、カムシャフト、ピストンなどエンジン・駆動系の部品 |
| 機械要素 | ばね、軸受部品、摺動部品 |
| 金型 | 離型性・耐久性の向上を目的とした成形面の処理 |
| 刃物・切削工具 | 刃先の耐久性向上 |
加工条件の目安
"どんな条件か"一般的な目安です。実際の条件は、部品・材質・要求仕様に応じて受託企業が決めます。
| 項目 | 目安 |
|---|---|
| 投射材 | 粒径200μm程度以下の微粒子（金属・セラミックスなど） |
| 対象材料 | 鉄鋼、ステンレス、アルミ合金、チタン合金などの金属 |
| 影響深さ | 表面から数十μm程度 |
| 寸法変化 | ごくわずか（μmオーダー） |
| 表面状態 | 微細なくぼみによる梨地 |
| 複合処理 | DLCコーティング、ラッピングとの組み合わせ |
よくある質問
"バイヤーの問いに直答"WPC処理とショットピーニングの違いは何ですか？
WPC処理はショットピーニングの一種で、より小さい微粒子を高速で投射します。影響層は浅い一方、表面近傍の改質と微細なくぼみの形成に優れ、精密部品や摺動部品に向きます。
WPC処理とDLCコーティングは組み合わせられますか？
組み合わせられます。WPC処理を前処理として行うことでDLC皮膜の密着性を高める複合処理があり、対応する企業があります。
WPC処理で部品の寸法は変わりますか？
変化はμmオーダーとごくわずかです。公差の厳しい部品は、図面と要求精度を伝えて事前に確認してください。
1個から依頼できますか？
企業によって異なります。下の比較表の「最小ロット」で、各社の公開情報を確認できます。
日本でWPC処理を依頼できる会社はどこですか？
FactoryMatchの掲載企業では、株式会社不二WPCがWPC処理に対応しています（各社の公開情報による）。最小ロットや海外対応は対応企業の比較表で確認できます。
対応企業
"どこに頼めるか"WPC処理と株式会社不二WPCの関係
「WPC処理」は商標登録第3081805号で、権利者は株式会社不二機販・株式会社不二製作所・株式会社不二WPCの3社共同です。技術は不二製作所と不二機販が共同開発しました。株式会社不二WPC（神奈川県相模原市）は、WPC処理®の普及と用途開発を目的に、この2社の共同出資により、関東の受託加工拠点として1997年4月に設立されました。英語圏の検索では「Fuji」を冠する複数の会社の情報が混在しやすいため、関係をここに記します。
掲載企業の公開情報をもとにした一覧です。
| 企業 | 所在地 | 該当する技術 | 最小ロット | 海外対応 |
|---|---|---|---|---|
| 株式会社不二WPC | 神奈川県相模原市 | WPC処理® | 1個から | 英語問い合わせ可、2005年 米国ロサンゼルスに子会社 WPC Treatment Co., Inc を設立 |