WC-Ni硬質皮膜施工時の剥離現象への影響を確認するため，上記ショルダーパンチのエッジ形状オプションとして「0.3mmまたは0.5mm面取りあり／なし」の両条件を試行した．また，先行研究で端面鏡面研磨が剥離防止に有・ 無電解Ni-Pめっきおよび電気Ni-Wめっきの錯化剤変・ 基材側面めっき施工範囲：端面より3mmの範囲 ・ ホットスターラー回転数：400rpm ・ 丸棒基材保持位置：電気Ni-Wめっき浴液面から深さ・ Ni電極－基材端面間距離：35mm ・ 電気Ni-Wめっきの錯化剤およびめっき液pH：クエン 整 ・ 電気Ni-Wめっき中の丸棒基材保持位置調整 ・ 電気Ni-Wめっき中のNi電極－基材端面間距離 ・ 無電解Ni-Pめっきおよび電気Ni-Wめっきのめっき時効であることが判明したため，全ての試験片で端面鏡面研磨を行った． 著者らが開発した「湿式めっき・ガス浸炭複合法」に基づき，無電解Ni-Pめっきおよび電気Ni-Wめっきをショルダーパンチ基材に対して所定時間ずつ順次施工した．表１(a)(b)に，本研究でのWC-Ni硬質皮膜施工用の無電解Ni-Pめっきおよび電気Ni-Wめっきの浴組成およびめっき条件を示す．めっき施工後，還元性ガス（5% H2 + Ar）雰囲気中での結晶化熱処理，および浸炭性ガス（1.5% C2H2 + Ar）雰囲気中でのガス浸炭処理を組み合わせた複合熱処理プロセスを付与した． 表１ めっき浴組成およびめっき条件 2・2 試験方法 本研究では，連続打抜き試験用装置として油圧プレス機AMADA 45t TP-450-X2（株式会社アマダ）を使用し，作製した連続打抜き試験用試験片をパンチとして，それと合わせて準備したダイとともに装着した．被加工材としてバネ用ステンレス鋼SUS304（調質3/4H、厚さ1 mm）を選択し，打抜き速度125回／分で連続打抜きを実施した．所定回数の打抜き毎に打抜き欠落部のバリ高さを測定し，一定の高さを超えたら皮膜剥離とみなし試験を終了した．試験終了までの打抜き回数を本連続打抜き試験用試験片の耐久性とした．図３に試験装置外観を，表２に連続打抜き試験条件を示す． 表２ 連続打抜き試験条件 円板基材上への施工も可能なことが確認されたことでその基材形状選択性が拡張された．しかし，丸棒基材の端面近傍領域（端面，および端面から一定距離内の側面）への施工は本検討が初めての取り組みであった．これまでの基材形状（平板および円板）には存在しなかった，端面から側面につながるエッジ領域に対する皮膜施工は，めっき成膜時にめっき膜中に導入される残留応力，およびガス浸炭中のWC形成に伴う内部応力発生が，基材形状に起因する応力集中により更に顕在化することが予想された．実際，平板基材では施工後に皮膜損傷が生じなかった硬質皮膜施工条件において，剥離やき裂発生といった皮膜損傷が頻繁に発生したため，申請研究期間のかなりの割合を施工時の皮膜損傷対策に費やさざるを得なくなった．以下に，具体的に実施した皮膜損傷対策を列記した． ・ 基材形状変更（端面端部の面取り加工） ・ 基材側面のめっき施工範囲調整 ・ 電気Ni-Wめっき施工時のホットスターラー回転数調間調整 更とそれに伴うめっき液pH調整 これらの試行結果から，丸棒基材に対するWC-Ni硬質皮膜施工条件を確立した．以下に，WC-Ni硬質皮膜施工における共通条件を記す． 方向における中央位置 酸・pH=6.5 ~ 7.0 ３．試験結果および考察 3・1 めっき施工後および熱処理後の皮膜損傷対策 本研究で施工するWC-Ni硬質皮膜は，当初は平板基材上への施工を前提として開発されたものであり，その後にBath composition[mol/L]NiSO4・6H2O0.068NaPH2O2・H2O0.210CH3COONa0.0900.036Citric acidBath composition[mol/L]NiSO4・6H2O0.048Na2WO4・2H2O0.2080.2568 mlCitric acidAmmonia water(a) 無電解Ni-Pめっき (b) 電気Ni-Wめっき MachineMaterialPunching rate [spm]Pless work oilPress pressure [kN] AMADA 45t TP-450-X2SUS304 3/4H t1.0×10 125G-3060M450Plating conditionParameterTemperaturePlating timeValue85 ℃30 min3.5~4.0pHPlating conditionValue50 ℃ParameterTemperatureCurrent density10 A/dm2Plating time25 min6.5~7.0pH図３ 連続打抜き試験用装置外観 − 170 −
元のページ ../index.html#172