CH693872A5 - Elektrode fuer die Funkenerosionsbearbeitung und Verfahren zu ihrer Herstellung. - Google Patents

Description

  



   Technisches Gebiet  



   Das technische Gebiet der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf  eine Elektrode für die Funkenerosionsbearbeitung und die Herstellung  derartiger Elekt-roden. Sie dienen der Oberflächenbehandlung durch  Funkenerosionen, wobei eine elektrische Entladung zwischen der Elektrode  und dem Zielbehandlungsmaterial (Targetmaterial) erzeugt wird. Dabei  wird durch die Energie der elektrischen Entladung eine harte Schicht  aus Elektrodenmaterial oder aus Material, welches durch die Umsetzung  des Elektrodenmaterials erhalten wurde, auf der Oberfläche des Zielbehandlungsmaterials  abgelagert.  Stand der Technik  



   Konventionell wurden Funkenerosionsverfahren verwendet, als Technik  zur Bildung einer harten Schicht auf der Oberfläche von Zielbehandlungsmaterialien,  um dem behandelten Zielmaterial eine Korrosions- und Abriebfestigkeit  zu verleihen, welches Verfahren beispielsweise in der japanischen  offen gelegten Patentanmeldung Nr. 5-148 615 offenbart ist. Diese  Technik ist eine Funkenerosionsoberflächenbehandlungsmethode für  ein metallisches Material, welche zwei Behandlungsschritte umfasst.

    Der primäre Behandlungsschritt (Ablagerungsbehandlung) wird unter  Verwendung einer grünen kompakten Elektrode durchgeführt, welche  eine Funkenerosionselektrode für die Oberflächenbehandlung ist, welche  erhalten wurde durch Mischen von WC-Pulver (Wolframcarbid) mit Co-Pulver  (Kobalt) und durch Verdichtungsformen der Pulvermischung, und die  sekundäre Behandlung (Umschmelzverfahren) wird durchgeführt, indem  die grüne kompakte Elektrode durch eine Elektrode, wie durch eine  Kupferelektrode,    welche einen verhältnismässig niederen Elektrodenkonsum  besitzt, ersetzt wird. Mit diesem Verfahren ist es schwierig, obschon  ein Hartbeschichten mit einer hohen Adhäsion auf einem Stahlprodukt  möglich ist, eine Hartschicht mit einer hohe Adhäsion auf Sintermaterial,  wie zementiertem Carbid, zu erzeugen. 



   Dessen ungeachtet zeigen Studien, welche durch die Erfinder gemacht  wurden, dass wenn ein Hartcarbid bildendes Material, wie Ti, als  Elektrode verwendet wird, und eine Entladung zwischen Elektrode und  dem metallischen Material, welches ein Zielbehandlungsmaterial ist,  erzeugt wird, ist es möglich ohne Umschmelzverfahren, eine starre  harte Schicht auf der Oberfläche des Metalls, welches das Zielbehandlungsmaterial  ist, zu erzeugen. Dies deshalb, weil das Elektrodenmaterial, welches  durch die Entladung konsumiert wird, mit dem Kohlenstoff, welcher  in der Behandlungslösung und im dabei gebildeten TiC (Titancarbid)  enthalten ist, in Reaktion tritt.

   Unsere Studien zeigen ebenfalls,  dass wenn eine Entladung zwischen einer grünen kompakten Elekt-rode  erzeugt wird, welche aus einem metallischen Hydrid, wie TiH 2  (Titanhydrid)  und einem metallischen Material, welches das Zielbehandlungsmaterial  der Elektrode ist, es möglich wird, schnell eine Hartschicht zu bilden,  welche eine hohe Adhäsion besitzt, im Vergleich zur Elektrode, welche  aus einem Material wie Ti gebildet ist.

   Unsere Studien zeigen im  Weiteren, dass wenn die Entladung gebildet wird zwischen einer grünen  kompakten Elektrode, welche durch Mischen des anderen Metalles oder  eines Keramikstoffes mit einem Hydrid, wie TiH 2  gebildet ist, und  einem metallischen Material, welches das Zielbehandlungsmaterial  der Elektrode ist, es möglich ist, schnell eine harte Schicht zu  bilden, welche verschiedene Eigenschaften, wie grosse Härte und Abriebfestigkeit  aufweist. 



   Das oben beschriebene Verfahren ist beispielsweise beschrieben in  der japanischen offen gelegten Patentanmeldung 9-192 937. Ein Beispiel  für die Konfiguration eines Apparates, welcher für eine solche Funkenerosionsbehandlung  verwendet wird, wird unter Bezugnahme auf Fig. 10 beschrieben. In  Fig.

   10 bedeutet das Bezugszeichen 1 eine grüne kompakte Elektrode,  welche eine Elektrode für die Funkenerosionsoberflächenbehandlung  ist, und erhalten wurde durch Verdichtungsformen von TiH 2 -Pulver,  Bezugszeichen 2 bezeichnet ein    Zielbehandlungsmaterial, Bezugszeichen  3 bezeichnet ein Behandlungsbad, Bezugszeichen 4 bezeichnet eine  Behandlungslösung, Bezugszeichen 5 bezeichnet ein Schaltelement zur  Schaltung einer Spannung und eines Stroms, welche an die grüne kompakte  Elektrode 1 und das Zielbehandlungsmaterial 2 angelegt werden, Bezugszeichen  6 bezeichnet einen Steuerschaltkreis zur Ein- und Ausschaltung des  Schaltelementes 5, Bezugszeichen 7 bezeichnet eine Stromversorgung,  Bezugszeichen 8 bezeichnet einen Widerstand und Bezugszeichen 9 bezeichnet  eine gebildete harte Schicht.

   Mit einer solchen Konfiguration ist  es möglich, zwischen der grünen kompakten Elektrode 1 und dem Zielbehandlungsmaterial  2 eine Entladung zu erzeugen und eine harte Schicht 9 auf der Oberfläche  des Zielbehandlungsmaterials 2 aus Stahl, Hartcarbid oder dgl. durch  die Entladungsenergie zu bilden. 



   In konventionellen Funkenerosionsoberflächenbehandlungsverfahren  reagiert das Elektrodenmaterial wie oben angegeben mit dem Kohlenstoff,  welcher durch die Zersetzung von Komponenten in der Behandlungslösung  durch die Entladungshitze entsteht, wobei eine Schicht aus Hartcarbid  auf dem behandelten Zielmaterial erzeugt wird. 



   Wie oben schon beschrieben, werden zahlreiche Elektrodenarten als  Elektroden für die Funkenerosionsoberflächenbehandlung offenbart.  Die Hartschicht, welche jedoch auf dem Zielbehandlungsmaterial durch  beliebige Elektroden dieser Art gebildet wird, enthält vorwiegend  Carbid. Die Härte des Carbids kann in einer Umgebung hoher Temperatur,  wie in Fig. 11 gezeigt, plötzlich abnehmen. Auf Grund dieser Tatsache  können einem Schneidwerkzeug oder dgl. die erforderlichen Eigenschaften,  wie Korrosionsresistenz und Abriebfestigkeit, in nachteiliger Weise  nicht verliehen werden, wenn eine Schicht, welche hauptsächlich aus  Carbid besteht, auf einem Schneidwerkzeug oder dgl. unter hoher Umgebungstemperatur  gebildet wird.  Darstellung der Erfindung  



   Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Elektrode für die  Oberflächenbehandlung durch Funkenerosion zur Verfügung zu stellen,  welche fähig ist, eine Hartmaterialschicht von hoher Härte auf dem    Zielbehandlungsmaterial zu bilden, sogar bei einer hohen Umgebungstemperatur.  Eine weitere Aufgabe ist es, ein Verfahren für die Herstellung einer  solchen Elektrode zur Verfügung zu stellen. 



   Die genannten Aufgaben werden durch die in den Patentansprüchen definierten  Gegenstände gelöst. 



   Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die im Patentanspruch 1  definierte Elektrode, ihre Herstellung gemäss den in den Ansprüchen  4 und 7 gegebenen Definitionen und die in den abhängigen Ansprüchen  definierten speziellen Ausführungsformen. 



   Die Elektrode für die Funkenerosionsoberflächenbehandlung gemäss  der Erfindung kann erhalten werden durch Zugabe von Wachs zu den  Materialien der Elektrode, dann durch Verdichtungsformen des mit  Wachs versetzen Materials, Erwärmen des verdichtungsgeformten Materials  auf eine Temperatur, welche nicht unter der Schmelztemperatur des  Wachses und nicht über der Zersetzungstemperatur des Wachses liegt,  bei welcher Russ gebildet wird, wobei das Wachs verdampft und verflüchtigt  wird. 



   Die Elektrode für die Oberflächenbehandlung durch Funkenerosion gemäss  der vorliegenden Erfindung ist nützlich für die Oberflächenbehandlung  durch Funkenerosion, wobei eine elektrische Entladung zwischen der  Elektrode und einem Zielbehandlungsmaterial erzeugt wird, wobei durch  die Energie, welche während der elektrischen Entladung ausgestrahlt  wird, eine harte Schicht auf der Oberfläche des Zielbehandlungsmaterials  gebildet wird. 



   Die erfindungsgemässe Elektrode kann durch Verdichtungsformen von  Pulver erhalten werden, welches durch Beschichten eines Pulvers eines  Hartstoffs erhalten wurde, welcher elektrisch isolierende Eigenschaften  besitzt, mit einem Stoff, welcher elekt-risch leitende Eigenschaften  besitzt, oder von Pulver, welches erhalten wurde durch Zugabe eines  anderen Pulvermaterials zum Pulver des Hartstoffes, welcher elektrisch  isolierende Eigenschaften besitzt, und mit dem Stoff, welcher elektrisch  leitende Eigenschaften besitzt, beschichtet ist. 



     Die Elektrode kann hergestellt werden, indem mindestens eine Wärmebehandlung  durchgeführt wird, nach dem Verdichtungsformen von Pulver, welches  durch Beschichten von Pulver eines Hartstoffs mit elektrisch isolierenden  Eigenschaften mit einem Stoff, welcher elektrisch leitende Eigenschaften  besitzt, erhalten wurde, oder durch Pulver, welches erhalten wurde  durch Zugabe eines anderen Pulvermaterials zum Pulver des Hartstoffs  mit elektrisch isolierenden Eigenschaften, der mit dem Stoff, welcher  elektrisch leitende Eigenschaften besitzt, beschichtet ist. 



   In einer weiteren Ausführungsform kann die Elekt-rode gemäss der  Erfindung hergestellt werden, indem Wachs zum Material der Elektrode  zugegeben wird, dann das Material mit dem Wachszusatz verdichtungsgeformt  wird, das verdichtungsgeformte Material auf eine Temperatur von nicht  weniger als die Schmelztemperatur des Wachses und nicht mehr als  die Temperatur, bei welcher sich das Wachs unter Bildung von Russ  zersetzt, erwärmt wird, wobei das Wachs verdampft und entfernt wird.                                                           



   Wenn die vorliegende Erfindung so wie oben angegeben ausgestaltet  ist, ist es durch ihre Anwendung möglich, auf einem Zielbehandlungsmaterial  eine harte Schicht zu bilden, welche eine hohe Härte besitzt, sogar  bei einer Umgebung mit hoher Temperatur. Die vorliegende Erfindung  besitzt demzufolge die Vorteile, dass sie zweckmässig für die Oberflächenbehandlung  von Schneidwerkzeugen und dgl. ist, welche unter einer Umgebung von  hoher Temperatur verwendet werden und fähig ist, die erforderlichen  Eigenschaften, wie Korrosionsfestigkeit und Abriebfestigkeit für  Schneidwerkzeuge und dgl., welche in einer Umgebung von hoher Temperatur  zum Einsatz gelangen, zu erzielen.

    Kurze Beschreibung der Zeichnungen       Fig. 1 ist eine Schnittansicht, welche das Konzept  einer Elektrode für die Funkenerosionsoberflächenbehandlung zeigt,  und ihr Herstellungsverfahren gemäss der ersten Ausführungsform der  vorliegenden Erfindung;       Fig. 2 ist ein Blockdiagramm, welches  ein Funkenerosionsoberflächenbehandlungsverfahren gemäss der ersten  Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;     Fig. 3 ist  eine erklärende Ansicht, welche eine Art zeigt, in welcher eine Beschichtung  auf einem Zielbehandlungsmaterial gebildet wird, durch das Funkenerosionsoberflächenbehandlungsverfahren  gemäss der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;     Fig. 4 zeigt eine Härteänderung bezüglich der Temperatur von cBN;

       Fig. 5 ist eine Schnittzeichnung, welche das Konzept einer  Elektrode für ein Funkenerosionsoberflächenbehandlungsverfahren gemäss  einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;     Fig. 6 zeigt ein Beispiel einer Dampfdruckkurve von Wachs, welches  mit dem Material der Elektrode für die Oberflächenbehandlung durch  Funkenerosion gemischt ist, während dem Verdichtungsformen der Elektrode  für die Funkenerosionsoberflächenbehandlung gemäss der zweiten Ausführungsform  der vorliegenden Erfindung;     Fig. 7 ist eine Schnittansicht,  welche das Konzept der Funkenerosionsoberflächenbehandlungselektrode  zeigt und ein Herstellungsverfahren hierfür gemäss der dritten Ausführungsform  der vorliegenden Erfindung;

       Fig. 8 ist eine Schnittansicht,  welche eine Elektrode für ein Funkenerosionsoberflächenverfahren  gemäss der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;     Fig. 9 ist ein Blockdiagramm, welches ein Funkenerosionsoberflächenbehandlungsverfahren  gemäss der fünften Ausführungsform der Erfindung zeigt;       Fig.  10 ist ein Blockdiagramm, welches ein Beispiel einer konventionellen  Elektrode für eine Fun-ken-erosionsoberflächenbehandlung und einen  konventionellen Funkenerosionsoberflächenbehandlungsapparat zeigt;  und     Fig. 11 zeigt die Änderung der Härte bezüglich der Temperatur  eines Carbides.   Bester Weg zur Ausführung der Erfindung   Erste Ausführungsform:  



   Fig. 1 ist eine Schnittansicht, welche das Konzept einer Elektrode  für die Funkenerosionsoberflächenbehandlung und ein Herstellungsverfahren  hiefür gemäss einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung  zeigt. In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 10 eine Elektrode für  die Funkenerosionsoberflächenbehandlung, Bezugszeichen 11 bezeichnet  ein cBN-Pulver, welches ein elektrisch isolierendes hartes Material  ist, Bezugszeichen 12 bezeichnet ein Legierungspulver auf Basis von  Co, welches ein leitendes Material ist, Bezugszeichen 13 bezeichnet  den oberen Druckstempel einer Form, Bezugszeichen 14 bezeichnet den  unteren Druckstempel einer Form, und Bezugszeichen 15 bezeichnet  eine Pressform.

   Das cBN-Pulver 11 und das Legierungspulver 12 auf  Basis von Co werden miteinander gemischt und die Pulvermischung wird  in eine Pressform gegeben und unter Verdichtung geformt, wobei eine  Elektrode 10 geformt wird. 



   Als Nächstes wird das Verfahren zur Herstellung der Elektrode 10  beschrieben. Wenn eine cBN enthaltende Schicht auf dem Zielbehandlungsmaterial  durch eine Funkenerosionsoberflächenbehandlung gebildet werden soll,  ist es nötig, cBN-Pulver als Elektrodenmaterial zu verwenden. Das  cBN-Pulver ist jedoch ein elektrisch isolierendes Material und kann  demzufolge nicht als einziges Elektrodenmaterial verwendet werden.  Darüber hinaus kann das Pulver, da cBN hart ist, nicht durch Verdichtungsformen  unter Verwendung einer Presse gehärtet werden. Es ist, wie ersichtlich,  nötig, als Bindemittel ein leitendes Metall oder dgl. mit dem cBN-   Pulver zu mischen, da cBN nicht als einziges Material für die Elektrode  10 verwendet werden kann, damit cBN als Material der Elektrode 10  verwendet werden kann.

   Das bedeutet, dass das cBN-Pulver mit einem  Bindemittelpulver gemischt wird und die Mischung in eine Pressform  gebracht wird, in welcher die Pulvermischung durch Verdichten geformt  wird, wobei eine Elektrode 10 produziert wird. Da cBN ein elektrischer  Isolator ist, ist es erforderlich, ein leitendes Bindemittel in grösseren  Mengen zuzusetzen, wenn das Verdichtungsformen mittels einer Presse  durchgeführt wird. Der Grund hierfür ist folgender: Während eine  cBN-Schicht durch die Wärme, welche durch die Entladung gebildet  wird, geformt wird, findet in der Tat die Entladung über den leitenden  Bindemittelteil in der Elektrode statt und es findet keine Entladung  über cBN, welches ein elektrischer Isolator ist, statt. Wenn insbesondere  die Elektrode nur durch Verdichtungsformen erzeugt wird, können nicht  alle Bindemittelpartikel elektrisch miteinander gekuppelt werden.

    Demzufolge ist es erforderlich, die Menge des Bindemittels ebenfalls  zu erhöhen, beispielsweise bevorzugte etwa 50 Gew.-%. 



   Fig. 2 ist ein Blockdiagramm, welches ein Funken-erosionsoberflächenbehandlungsverfahren  gemäss einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt. 



   Fig. 3 zeigt eine Art und Weise, wie eine harte Schicht auf dem Zielbehandlungsmaterial  durch das Oberflächenbehandlungsverfahren durch Funkenerosion gemäss  der ersten Ausführungsform der Erfindung gebildet werden kann. In  Fig. 2 und 3 bezeichnet das Bezugszeichen 3 ein Behandlungsbad, das  Bezugszeichen 4 eine Behandlungslösung, das Bezugszeichen 10 bezeichnet  die Elektrode für die Funkenerosionsoberflächenbehandlung, welche  aus cBN und einer Legierung auf Basis von Co hergestellt ist, Bezugszeichen  16 bezeichnet ein Zielbehandlungsmaterial, Bezugszeichen 17 bezeichnet  eine Energieversorgungseinheit für die Funkenerosionsoberflächenbehandlung,  eine Gleichstromversorgung, ein Schaltelement, ein Steuerschaltkreis  und dgl., Bezugszeichen 18 bezeichnet eine Lichtbogensäule,

   Bezugszeichen  19 bezeichnet die Komponenten einer Elektrode für die Funkenerosionsoberflächenbehandlung,  welche Komponenten durch die    Entladungswärme geschmolzen werden  und sich gegen das Zielbehandlungsmaterial bewegen, und Bezugszeichen  20 bezeichnet eine harte Schicht, welche aus cBN und aus einer Legierung  auf Basis von Co besteht. Die Energieversorgungseinheit 17 für die  Funkenerosionsoberflächenbehandlung gemäss Fig. 2 erzeugt eine Entladung  zwischen der Elektrode 10 und dem Zielbehandlungsmaterial 16. Die  Entladung wird zwischen dem Teil aus der Legierung auf Kobaltbasis,  welche das leitende Bindemittel in der Elektrode 10 darstellt, und  dem Zielbehandlungsmaterial 16 erzeugt.

   Wie in Fig. 3(a) gezeigt,  schmilzt die Elektrode 10 wegen der elektrischen Entladungsenergie  und das geschmolzene Material wird in einem Teil zwischen der Elektrode  und dem Zielbehandlungsmaterial verteilt. Das geschmolzene Material  wird auf dem Zielbehandlungsmaterial 16 abgelagert, wobei eine harte  Schicht 20 aus cBN und aus einer Legierung auf Co-Basis auf dem Zielbehandlungsmaterial  10m, wie in Fig. 3(b) gezeigt, gebildet wird. 



   Da die Härte von cBN nahe derjenigen vom Diamant ist, ist der Nutzen  der Bildung einer Schicht aus cBN auf dem Zielbehandlungsmaterial  recht gross. Insbesondere kann, wenn das Zielbehandlungsmaterial  ein Werkzeug ist, und wenn es mit einer Diamantschicht beschichtet  ist, es nicht für die Behandlung von Eisenmaterial verwendet werden.  Solch ein Werkzeug wird demzufolge hauptsächlich für die Behandlung  von Nichteisenmetall verwendet. Das Werkzeug, welches mit cBN beschichtet  ist, ist jedoch zweckmässig für die Verwendung, wenn die Behandlungsziele  Materialien auf Eisenbasis sind, die auf dem Markt dominant sind.  Auf diese Weise ist ein Werkzeug, welches mit cBN beschichtet ist,  recht bequem.

   Da die Entwicklung eines Verfahrens, welches eine dünne  cBN-Schicht ablagert, langsam ist, ist das Funkenerosionsoberflächenbehandlungsverfahren  gemäss der vorliegenden Erfindung von grosser Bedeutung. Fig. 4 zeigt  die Änderung der Härte bezüglich der Temperatur von cBN und zeigt  eine hohe Härte an, sogar bei einer hohen Umgebungstemperatur im  Vergleich mit einem Fall des Karbides, wie in Fig. 11 gezeigt.    Zweite Ausführungsform:  



   Die Elektrode für die Funkenerosionsoberflächenbehandlung gemäss  der ersten Ausführungsform der Erfindung wird geformt, indem elektrisch  isolierender cBN-Pulverhartstoff mit Legierungspulver auf Basis von  Co gemischt wird, welches ein leitender Stoff ist, und welcher als  Bindemittel verwendet wird, wobei die Pulvermischung in eine Pressform  gegeben wird und die Mischung verdichtungsgeformt wird. Bei der Durchführung  der Wärmebehandlung ist es möglicherweise erforderlich, der Elektrode  für die Funkenerosionsoberflächenbehandlung die erwünschte Festigkeit  in einem gewissen Bereich zu verleihen. 



   Da cBN ein elektrisch isolierender Stoff ist, ist es erforderlich,  ein leitendes Bindemittel mit cBN zu mischen. Wenn eine Wärmebehandlung  durchgeführt wird, werden jedoch die Komponenten geschmolzen und  die elektrische Leitfähigkeit erhöht sich und das Bindemittel kann  in relativ kleinen Mengen vorhanden sein. Wie in der ersten Ausführungsform  der Erfindung dargelegt ist es wünschenswert, wenn die Elektrode  allein durch Verdichtungsformen gebildet werden soll, die Menge des  Bindemittels auf etwa 50 Gew.-% festzulegen. Wenn die Wärmebehandlung  nach dem Verdichtungsformen durchgeführt werden soll, ist es möglich,  eine als solche brauchbare elekt-rische Elektrode zu erhalten, sogar  mit einer Bindemittelmenge im Bereich von wenigen bis einigen 10  Gew.-%. 



   Wenn die Elektrode allein durch Verdichtungsformen gebildet wurde,  wird das mit dem Pulver gemischte Material, welches das Elektrodenmaterial  darstellt, als solche eine Elektrodenkomponente. Aus diesem Grund  wird es nicht bevorzugt, unnötige Komponenten beizumischen. Wenn  eine Wärmebehandlung nach dem Verdichtungsformen durchgeführt wird,  ist es im Gegensatz dazu möglich, die Formbarkeit zu verbessern,  indem ein Material zugesetzt wird, welches sich verflüchtigt, wenn  Wärme zugeführt wird. Wenn z.B. Wachs zum Pulver gemischt wird, welches  als Elektrodenmaterial dient, ist es möglich, die Formbarkeit während  dem Verdichtungsformen unter Verwendung einer Presse beträchtlich  zu verbessern. 



     Fig. 5 zeigt ein Verfahren zur Herstellung einer Elektrode für  die Funkenerosionsoberflächenbehandlung gemäss der zweiten Ausführungsform,  indem ein Wachs mit einem Elektrodenmaterial gemischt wird. In Fig.  5 bezeichnet das Bezugszeichen 10 die Elektrode für die Funkenerosionsoberflächenbehandlung,  Bezugszeichen 11 bezeichnet ein cBN-Pulver, Bezugszeichen 12 bezeichnet  ein Pulver aus einer Legierung auf Co-Basis, Bezugszeichen 23 bezeichnet  ein Wachs, wie Paraffin, Bezugszeichen 24 bezeichnet einen Vakuumofen,  Bezugszeichen 25 bezeichnet eine Hochfrequenzwicklung und Bezugszeichen  26 bezeichnet eine Vakuumatmosphäre.

   Wenn das Wachs 23 mit der Pulvermischung  des cBN-Pulvers 11 und dem Pulver aus der Legierung auf Co-Basis  12 gemischt wird, die resultierende Pulvermischung verdichtungsgeformt  wird und eine grüne kompakte Elektrode gebildet wird, ist es möglich,  die Formbarkeit stark zu verbessern. Da jedoch das Wachs 23 ein elektrisch  isolierender Stoff ist, wenn das Wachs 23 in grossen Mengen in der  Elektrode gelassen wird, nimmt der elektrische Widerstand der Elektrode  zu, wobei die Entladungscharakteristiken gestört werden. Es ist demzufolge  nötig, das Wachs 23 zu entfernen. Fig. 5(a) zeigt eine Art und Weise,  wie die grüne kompakte Elektrode, welche Wachs 23 in Mischung enthält,  in den Vakuumofen gebracht und darin erwärmt wird. Obgleich Fig.

    5(a), eine Wärmebehandlung in der Vakuumatmosphäre 26 zeigt, kann  sie ebenfalls in einer Gasatmosphäre, wie in Wasserstoff oder Argon  durchgeführt werden. Die grüne kompakte Elektrode wird im Vakuumofen  24 mittels der Hochfrequenzspule 25, welche um den Vakuumofen 24  angeordnet ist, einer Hochfrequenzwärmebehandlung unterworfen. Zum  Zeitpunkt, wenn die Erwärmungstemperatur zu tief ist, kann das Wachs  23 nicht entfernt werden und wenn die Erwärmungstemperatur zu hoch  ist, wird das Wachs 23 in Russ umgewandelt, wobei die Reinheit der  Elektrode beeinträchtigt wird. Es ist demzufolge erforderlich, dass  die Temperatur nicht unter der Temperatur ist, bei welcher das Wachs  23 geschmolzen wird und nicht höher ist als die Temperatur, bei welcher  das Wachs 23 sich zersetzt und in Russ umgewandelt wird.

   Als Beispiel  zeigt Fig. 6 die Dampfdruckkurve eines Wachses, das eine Siedetemperatur  von 250 DEG C besitzt. Wenn der atmosphärische Druck des Vakuumofens  24 auf einen Druck von nicht mehr als der Dampfdruck des Wachses  23 eingestellt wird, wird das Wachs 23 verdampft und entfernt und  die Elektrode 10 kann erhalten werden,    wie in Fig. 5(b) gezeigt.  Wenn kein Wachs verwendet wird ist es nötig, ein Material von niederer  Härte als Bindemittel zu verwenden. Wenn das Wachs verwendet wird,  kann ein hartes Material, wie TiN (Titannitrid), TiC, HfC (Hafniumkarbid)  oder TiCN (Titankarbidnitrid) als Bindemittel verwendet werden, was  die Erzielung einer grösseren Härte der Beschichtung erlaubt.   Dritte Ausführungsform:  



   Fig. 7 ist eine Schnittansicht, welche das Konzept einer Elektrode  für die Funkenerosionsoberflächenbehandlung zeigt, und ein Herstellungsverfahren  hierfür, gemäss der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.  In Fig. 7 bezeichnet das Bezugszeichen 11 das cBN-Pulver, welches  ein elekt-risch isolierender Harzstoff ist, Bezugszeichen 12 bezeichnet  eine Co-Schicht, welch ein leitender Stoff ist, Bezugszeichen 13  bezeichnet einen oberen Stempel der Form, Bezugszeichen 14 bezeichnet  den unteren Stempel der Form, Bezugszeichen 15 bezeichnet eine Pressform  und Bezugszeichen 27 bezeichnet eine Elektrode für die Funkenerosionsoberflächenbehandlung.  Das cBN-Pulver 11 wird mit der Co-Schicht 12a beschichtet und eine  solche Beschichtung kann leicht durch Bedampfen oder dgl. erhalten  werden. 



   Wenn das cBN-Pulver 11 mit der Co-Schicht 12a, wie oben erwähnt beschichtet,  in eine Pressform gegeben und verdichtungsgeformt wird, wird die  Co-Schicht 12a deformiert und durch den durch die Presse ausgeübten  Druck gebunden, wobei die Co-Schicht 12a und das cBN-Pulver 11 miteinander  in die Elektrode integriert werden. 



   Wenn die Elektrode für die Oberflächenbehandlung durch Funkenerosion  27 auf diese Weise geformt wird, kann die Menge des Bindemittelmaterials  reduziert werden, im Vergleich mit demjenigen für die Elektrode für  die Funkenerosionsoberflächenbehandlung gemäss der ersten und der  zweiten Ausführungsform der Erfindung. Gemäss der Funkenerosionsoberflächenbehandlung,  für welche die Elektrode 27 verwendet wird, kann der Prozentsatz  cBN in der Hartschicht, welche bei der Behandlung    des Zielmaterials  erhalten wird, reduziert werden, was es möglich macht, eine Hartschicht  zu bilden, welche eine grössere Härte aufweist. 



   Bei der Funkenerosionsoberflächenbehandlung, welche die aus cBN und  Co bestehende Elektrode verwendet, wird, da cBN ein elektrisch isolierender  Stoff ist, die Entladung nicht direkt auf dem cBN, jedoch auf dem  Co erzeugt, welches das leitende Bindemittel darstellt. Die Wärmeenergie,  welche durch diese Entladung gebildet wird, bewegt sowohl cBN als  auch Co als Bindemittel gegen das Zielbehandlungsmaterial und es  wird eine Beschichtung auf dem Zielbehandlungshartmaterial gebildet.

    Bei der Fun-ken-erosionsoberflächenbehandlung, welche die Elekt-rode  27 gemäss der vorliegenden Erfindung verwendet, werden die Oberflächen  der Elektrode 27 vollständig leitend, was in stabiler Weise die Erzeugung  einer Entladung ermöglicht, da das cBN-Pulver 11, welches der in  der Elektrode 27 enthaltene elektrisch isolierende Hartstoff ist,  mit einer Schicht 12a aus Co, welches ein leitender Stoff ist, beschichtet  ist. 



   Da es im Weiteren erforderlich ist, den Partikeldurchmesser des cBN-Pulvers  11, welches mit einer Co-Schicht 12a beschichtet ist, kleiner einzustellen  als die Distanz zwischen der Elektrode 27 und dem Zielbehandlungsmaterial  während der Entladungs-oberflächenbehandlung, beträgt vorzugsweise  der Partikeldurchmesser des cBN-Pulvers 11 nicht mehr als etwa 10  mu m. Demzufolge muss cBN kleinere Partikeldurchmesser aufweisen.  Überdies wird bevorzugt, dass die Dicke dieser Co-Schicht nicht mehr  als 1 bis 2  mu m beträgt. Dies deshalb, weil wenn die Co-Schicht  dicker ist, der Anteil an Bindemittel höher ist. Wenn jedoch die  Co-Schicht extrem dünn ist, kann die Co-Schicht nicht als Bindemittel  funktionieren, sodass die Co-Schicht eine Dicke von einem gewissen  Ausmass erfordert.

   Wenn z.B. der Partikeldurchmesser von cBN-Pulver  5  mu m ist, beträgt die optimale Dicke der Co-Schicht etwa 1  mu  m.  Vierte Ausführungsform:  



   Fig. 8 ist eine Schnittansicht, welche ein Verfahren zur Herstellung  einer Elektrode für die Funkenerosionsoberflächenbehandlung darstellt,    gemäss der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.  Fig. 8(a) zeigt die Elektrode 27, welche mit einer Co-Schicht 12a  beschichtet ist, und welche durch Verdichtungsformen von cBN-Pulver  11 gemäss dem Verfahren, der dritten Ausführungsform der Erfindung  erhalten wurde. Weiter zeigt Fig. 8(b) einen Zustand, in welchem  die Elektrode 27 gemäss Fig. 8(a) in einen Vakuumofen 24 gebracht  und durch eine Hochfrequenzspule 25 einer Hochfrequenzwärmebehandlung  unterworfen wird, und Fig. 8(c) zeigt die -Konfiguration der Elektrode  27a nach der Wärmebehandlung. Hier bezeichnet das Bezugszeichen 12b  Co nach der Wärmebehandlung und das Bezugszeichen 28 bezeichnet eine  Blase. 



   Sogar beim Verdichtungsformen von cBN-Pulver 11, welches mit einer  Co-Beschichtung 12 beschichtet ist, besitzt die Elektrode 27 eine  Leitfähigkeit. Da jedoch die Co-Schicht 12a nur deformiert wird und  durch Pressen zur Elektrode 27 gebunden wird, ist die Festigkeit  der Elektrode 27 tief und ein Defekt, wie ein Brechen der Elektrode  27 kommt öfters vor. Wenn die verdichtungsgeformte Elektrode wärmebehandelt  wird, ist es möglich, die Festigkeit der Elektrode zu erhöhen und  die Leitfähigkeit der Elektrode zu verbessern. Wie im Zusammenhang  mit der zweiten Ausführungsform der Erfindung erklärt, kann der gleiche  Vorteil erhalten werden, indem die Wärmebehandlung nach dem Verdichtungsformen  der Pulvermischung des cBN-Pulvers und des Pulvers der Legierung  auf Co-Basis erzielt werden.

   Da jedoch elektrisch isolierender Stoff  und leitender Stoff miteinander gemischt werden ist es erforderlich,  die Erwärmungstemperatur auf nicht weniger als 1300 DEG C einzustellen,  sodass die Elektrodenfestigkeit intensiviert werden kann. Da weiter  cDN eine Änderung der Kristallstruktur in diejenige von hBN (hexagonales  Bornitrid) ab etwa 1500 DEG C erfährt, kann die erforderliche Eigenschaft  von cBN nicht erreicht werden. Das Problem, dass die cBN-Eigenschaften  nicht erhalten werden können, kann demzufolge beim Verfahren vorkommen,  worin eine Wärmebehandlung durchgeführt wird, nachdem die Pulvermischung  des cBN-Pulvers und des Pulvers der Legierung auf Basis von Co, wie  in der zweiten Ausführungsform der Erfindung verdichtungsgeformt  wurde.

   Gemäss dem Verfahren, worin eine Wärmebehandlung durchgeführt  wird, nachdem das cBN-Pulver 11 mit einer Co-Beschichtung 12a beschichtet  ist, und wie in dieser vierten Ausführungsform der Erfindung    verdichtungsgeformt  wird, ist es im Gegensatz dazu möglich, die Festigkeit der Elektrode  durch eine Wärmebehandlung bei einer relativ tiefen Temperatur von  beispielsweise nicht mehr als 1200 DEG C zu erhöhen, dank der Wärmeleitung  dieses metallischen Materialteils, da jedes Pulver mit dem metallischen  Material oder dem Beschichtungsmaterial in Kontakt kommt. Demzufolge  kommt das oben genannte Problem, dass eine nötige cBN-Eigenschaft  nicht erhalten werden kann, nicht vor. 



   Weiter wird das Verfahren, in welchem nach dem Verdichtungsformen  des cBN-Pulvers 11 mit einer Co-Beschichtung eine Wärmebehandlung  vorgenommen wird, wie oben beschrieben durchgeführt. Im Hinblick  auf die Verbesserung der Formbarkeit während dem Verdichtungsformen  wird das Formen der Elektrode weiter erleichtert, wenn das gleiche  Verfahren wie dasjenige gemäss Fig. 5 in der zweiten Ausführungsform  der Erfindung durchgeführt wird, d.h. wenn das Verfahren, in welchem  ein Wachs, wie Paraffin, mit dem cBN-Pulver 11, das mit einer Co-Schicht  12a im Voraus beschichtet wurde, und in welchem das Wachs durch Verdampfen  während der Wärmebehandlung entfernt wird, angewandt wird. Dieses  Verfahren ist besonders vorteilhaft bei der Herstellung einer Elektrode,  welche eine komplexe Form oder Grösse aufweist.  Fünfte Ausführungsform:  



   Fig. 9 ist ein Blockdiagramm, welches ein Funkenerosionsoberflächenbehandlungsverfahren  gemäss der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.  In Fig. 9 bezeichnet das Bezugszeichen 3 ein Behandlungsbad, das  Bezugszeichen 4 bezeichnet eine Behandlungslösung, das Bezugszeichen  11 bezeichnet cBN-Pulver, das Bezugszeichen 16 bezeichnet ein Zielbehandlungsmaterial,  Bezugszeichen 17 bezeichnet eine Energieversorgungseinheit für eine  Funkenerosionsoberflächenbehandlung, welche aus einer Gleichstromstromversorgung,  einem Schaltelement, einem Steuerstromkreis und dgl. besteht, Bezugszeichen  18 bezeichnet eine Lichtbogensäule, das Bezugszeichen 28 bezeichnet  eine Blase, das Bezugszeichen 29 bezeichnet Ti und das Bezugszeichen  30 bezeichnet eine Elektrode für die    Funkenerosionsoberflächenbehandlung.

    Die Elektrode 30 wird geformt, indem eine Wärmebehandlung durchgeführt  wird, nachdem cBN-Pulver, welches mit einer Ti-Beschichtung beschichtet  ist, verdichtungsgeformt wurde. 



   Es wird eine Spannung zwischen die Elektrode 30 und das Zielbehandlungsmaterial  16 angelegt, durch die Stromversorgungseinheit 17 für die Funkenerosionsoberflächenbehandlung,  um eine impulsartige Entladung zu erzeugen. Da cBN ein elektrisch  isolierendes Material ist, wird die Entladung am Ti-Teil 29 der Elektrode  30 erzeugt. Die durch diese Entladung gebildete Wärmeenergie führt  einen Teil des Elektrodenmaterials in einen geschmolzenen Zustand  über, wobei der geschmolzene Teil des Elektrodenmaterials sich gegen  das Zielbehandlungsmaterial 16 bewegt, durch eine explosive Kraft,  die auf Grund der Entladung freigesetzt wird, und eine Beschichtung,  welche cBN und Ti enthält, wird auf der Oberfläche des Zielbehandlungsmaterials  16 gebildet.

   Wenn die Behandlungslösung 4 ein Öl ist, reagiert Ti,  welches als Bindemittel dient, mit Kohlenstoff, welcher ein elementarer  Bestandteil der Behandlungslösung 4 ist, wobei TiC gebildet wird  und die Schicht, die auf dem Zielbehandlungsmaterial 16 gebildet  wird, eine extrem harte Schicht ist, welche aus cBN und TiC besteht.                                                           



   Während ein Fall erklärt wird, wo cBN als elekt-risch isolierender  Hartstoff verwendet wird, ist der elektrisch isolierende Hartstoff  jedoch nicht auf cBN eingeschränkt. Diamant, B 4 C, AI 2 O 3 , Si  3 N 4 , SiC oder dgl. können als elektrisch isolierende Hartstoffe  verwendet werden. 



   Im Weiteren wurde oben erwähnt, dass das leitende Material, welches  mit elektrisch isolierendem Hartmaterial gemischt oder beschichtet  ist, Co und Ti ist. Das leitende Material ist jedoch nicht auf diese  Materialien eingeschränkt. Metalle, welche harte Carbide bilden wie  W, Mo, Zr, Ta oder Cr oder Metalle der Eisengruppe, wie Ni oder Fe  können als leitendes Material verwendet werden.    Gewerbliche  Verwertbarkeit  



   Wie bisher dargelegt, sind die erfindungsgemässen Elektroden für  die Oberflächenbehandlung durch Funkenerosion und das Verfahren zur  Herstellung solcher Elektroden gemäss der vorliegenden Erfindung  für die Verwendung in Industrien zweckmässig, welche sich mit Oberflächenbehandlungen  befassen, und wo harte Schichten auf Oberflächen von Zielbehandlungsmaterialien  aufgetragen werden.

Claims (9)

1. Elektrode (10) für die Oberflächenbehandlung durch Funkenerosion, zur Bildung einer Hartschicht auf der Oberfläche eines Zielbehandlungsmaterials (16) unter Erzeugung einer elektrischen Entladung zwischen der Elektrode und dem Zielbehandlungsmaterial (16), dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode mindestens einen Hartstoff (11), welcher elektrisch isolierende Eigenschaften besitzt; und mindestens einen elektrisch leitenden Stoff (12) enthält wobei der elektrisch leitende Stoff (12) als elektrisch leitendes Bindemittel mit dem Hartstoff (11) gemischt ist.

2. Elektrode nach Anspruch 1, worin der Hartstoff mindestens ein Stoff ist, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus cBN, Diamant, B 4 C, AI 2 O 3 , Si 3 N 4 , und SiC.

3.

Elektrode nach Anspruch 1, worin der elektrisch leitende Stoff mindestens ein Metall ist, welches Hartcarbide bildet, wie Ti, W, Mo, Zr, Ta und Cr oder mindestens ein Metall aus der Eisengruppe, wie Co, Ni und Fe, ist.

4. Verfahren zur Herstellung einer Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Pulver aus einem Hartstoff mit elektrisch isolierenden Eigenschaften mit einem Pulver eines elektrisch leitenden Stoffs gemischt wird und die resultierende Pulvermischung verdichtungsgeformt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Mischen eine Wärmebehandlung durchgeführt wird.

6.

Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zu dem zu mischenden Pulver aus einem Hartstoff mit elektrisch isolierenden Eigenschaften und aus einem elektrisch leitenden Stoff Wachs zugegeben wird und nach dem Verdichtungsformen, das verdichtungsgeformte Material auf eine Temperatur, im Bereich zwischen der Schmelztemperatur und der Temperatur der Zersetzung des Wachses unter Russbildung erwärmt wird und das genannte Wachs durch Verdampfen entfernt wird.

7. Verfahren zur Herstellung einer Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischen erfolgt, indem das Pulver des Hartstoffes mit elektrisch isolierenden Eigenschaften mit dem elekt-risch leitenden Stoff beschichtet wird; und das beschichtete Pulver einem Verdichtungsformen unterzogen wird.

8.

Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Verdichtungsformen eine Wärmebehandlung durchgeführt wird.

9. Verfahren gemäss Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass Wachs zum Ausgangsmaterial der hergestellten Elektrode zugesetzt wird, bevor es einem Verdichtungsformen unterzogen und auf eine Temperatur, im Bereich zwischen der Schmelztemperatur und der Temperatur der Zersetzung des Wachses unter Russbildung erwärmt wird, und das Wachs durch Verdampfen entfernt wird.