WPC処理® 自動車部品、金属部品、金型、刃具、工具等の寿命が数倍に!! 短納期、1個からの注文、コーディング等の複合処理も可能です。

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DLCとは

DLCコーティングの価格についてはこちらをご参照ください。

DLCとは

Diamond Like Carbonの略で、金属表面にナノレベルの薄膜をつくることで、従来にない低摩耗係数の表面にすることができる技術です。そのため、自動車やオートバイのエンジン出力向上や燃費低減技術として、脚光を浴びています。

DLC(Diamond Like Carbon)

弊社ではWPC処理を併用することにより、密着性を向上させ、スティックスリップを起こさないDLC膜を提供しています。
FポンやスーパーGTにも弊社の技術が多数採用されています。

DLC処理例(フロントフォーク)

フロントフォークインナーチューブ
(WPC+DLC)
※シールとの吸着が減少します

DLC処理例(フロントフォーク)

ピストンピン
(WPC+DLC)
※表面の微妙な油溜りに注目

DLCリューターの切削テスト

DLCの特徴

DLCは薄膜(数ミクロン)であり、低摩耗抵抗性(高硬度)、低摩耗係数耐凝着性、赤外線透過性、デザイン性、生体親和性、ガスバリア性、耐腐食性など、様々な機能を持つため、多くの分野で注目されています。しかし一方でDLCはアルミとの密着性が低く、あまり相性は良くないとされていました。弊社では、エンジンピストンなどに使用されているアルミ製パーツのフリクション低減のため、DLCを適用可能とする技術の開発に着手。神奈川県産業技術センター内に設置した成膜装置と同センターとの共同開発によって、アルミと相性の良い高密着型DLCを完成させました。(特許第4503097号)

WPC処理例

DLCの目的

DLCは、多くの特徴を有していますが、主に金属の摺動性向上を主目的に処理されます。
摺動性向上」とは、滑りを良くして、摩耗を減らすということです。摺動抵抗の低減により車のパワーは僅かに上がりますが、大幅なパワーアップは期待しない方が良いでしょう。それよりも、摩擦熱の減少、焼き付き防止による耐久性の向上、レスポンスの向上が期待できます。

DLCの”硬さ”と”滑り”

DLCの”硬さ”と”滑り”

DLCは薄膜にもかかわらず、非常に固い膜が作れます。一般的に、窒化処理の3〜7倍、TiNに対しても2〜4倍以上の硬度を持っています。(DLCの成膜法により変わります。)磨耗係数は、乾燥状態の摺動では鉄同士の磨耗係数に対しDLC-鉄で半減、潤滑下においても、鉄同士に対して25%程度に近くなるなど、非常に低い磨耗係数を実現します。

アルミ合金へのDLCコーティング技術

DLCの磨耗抵抗の小ささは、金属凝着性の低さにも通じますが、これは処理したい面にも付着しにくいことになります。特にアルミ部材とは密着性が低く、使用には不適とされていました。弊社では、この問題を解決するためにDLC専用のWPC処理をプライマーとして活用し、DLC膜の密着性を大幅に向上させました。

アルミ材へのDLC膜適用
環境対策
摺動部品・エンジンの軽量化 → 自動車の低燃費化
アルミ系材料 軽量化
× 摩耗し易い,凝着し易い
DLC膜 耐摩耗性、耐凝着性、低摩擦性etc

軽量化, 低摩擦性,耐摩耗性, 焼付性防止etc の性能向上!

ドライ用アルミ切削工具に使用されるほどアルミと凝着性しづらい

ドライ用アルミ切削工具に使用されるほど
アルミと凝着性しづらい

アルミへのDLCコーティングは非常に難しい

微粒子ピーニングとは?

金属表面に40〜100ミクロンの微粒子を 100m/s以上の速度で衝突させる表面改質法

ドライ用アルミ切削工具に使用されるほどアルミと凝着性しづらい
表面の
凹凸制御
塑性変形
組織微細化
残留応力付与
コーティング複合組織形成

疲労強度, 耐摩耗性, 潤滑特性, 耐酸化性, 耐熱性, 耐食性

投射粒子の選定
Point 1 : Carbon(炭素)との化学結合性が良い
DLC膜との密着性向上
Point 2 : 投射エネルギーが大きい
メカニカルアロイング効果の促進
表面改質層の厚層化

WC(超硬)での実績
重量(比重)が大きい方が運動エネルギーが大きい

Cabonとの結合性も良く、比重も大きい 『 W(タングステン)』粒子の採用

投射後の断面SEM観察

投射後の断面SEM観察

投射後の断面EPMA分析

投射後の断面EPMA分析

試験結果

限界荷重

「A5052 + WPC + DLC」 の断面観察

「A5052 + WPC + 凸部研磨(SMAP) + DLC」 の断面観察

ボールオンディスク試験機でコーティングが摩耗するまで、荷重を高くしたTPの断面をSEMで観察した。摩耗により剥離したと思われたが、高面圧によりアルミ基材が座屈している事が判明した。通常は座屈する領域での使用は無いと思われるが、座屈しても、まだWPCでうちこんだ粒子とDLCが高く密着している

DLCピストン

投射後の疲労強度特性 (3点曲げ試験)

投射後の疲労強度特性 (3点曲げ試験)

高効率、省燃費を実現する!自動車エンジンでのDLC処理例

DLCの最大の弱点である密着性を大幅に改善し、エンジン部品からプラネタリーギヤなどの駆動系パーツなど幅広く適用可能です。DLC処理可能なパーツ例として、【A】クランクシャフト【B】ロッカーアーム(リフター含む)【C】アペックスシール(ロータリー)【D】ピストンリング【E】エキセントリックシャフト(ロータリー)【F】シリンダー内面摺動部【G】ピストン【H】カムシャフトなどがあります。このようなエンジン各部の摺動部をはじめ、駆動系部品(ギヤ、プラネタリーギヤ)、EVおよびHV車の摺動部などフリクション低減が必要な部分に幅広く活用されることが期待されています。

高効率、省燃費を実現する!自動車エンジンでのDLC処理例 クランクシャフト ロッカーアーム(リフター含む) ピストンリングアペックスシール(ロータリー) シリンダー内面摺動部 ピストン カムシャフト

真空ガス脱装置 DLC成膜装置

弊社製品開発室に設置している真空脱ガス装置とDLC成膜装置

その他、DLCの効果については、技術資料のページをご用意いたしましたので、「技術資料はこちら」ボタンよりご覧ください。DLCについてのご質問・問合せ等は「お問合せはこちら」からお願い致します。

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