CN103221580A - 放电表面处理用电极及放电表面处理用电极的制造方法 - Google Patents

放电表面处理用电极及放电表面处理用电极的制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103221580A
CN103221580A CN2011800276764A CN201180027676A CN103221580A CN 103221580 A CN103221580 A CN 103221580A CN 2011800276764 A CN2011800276764 A CN 2011800276764A CN 201180027676 A CN201180027676 A CN 201180027676A CN 103221580 A CN103221580 A CN 103221580A
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrode
powder
equal
overlay film
electric discharge
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2011800276764A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103221580B (zh
Inventor
鹫见信行
后藤昭弘
寺本浩行
安永裕介
中野善和
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Publication of CN103221580A publication Critical patent/CN103221580A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103221580B publication Critical patent/CN103221580B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C26/00Coating not provided for in groups C23C2/00 - C23C24/00
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/40Making wire or rods for soldering or welding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23HWORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H1/00Electrical discharge machining, i.e. removing metal with a series of rapidly recurring electrical discharges between an electrode and a workpiece in the presence of a fluid dielectric
    • B23H1/04Electrodes specially adapted therefor or their manufacture

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)

Abstract

一种放电表面处理用电极,其用于放电表面处理,该放电表面处理是指将对电极材料的粉末进行压缩成型而得到的压粉体作为电极,在加工液中或气体中使电极和基材之间产生脉冲状放电,利用其能量,在基材表面上形成由电极材料构成、或由电极材料借助放电能量反应而成的物质构成的覆膜,对于该放电表面处理用电极,将平均粒径大于或等于0.3μm而小于或等于10μm的硬质材料粉末中混合了平均粒径大于或等于0.3μm而小于或等于10μm的Si粉末的混合物,用作为电极材料。

Description

放电表面处理用电极及放电表面处理用电极的制造方法
技术领域
本发明涉及一种放电表面处理,其将对硬质材料的粉末进行压缩成型而得到的压粉体作为电极,使电极和基材之间产生脉冲状放电,利用其能量,在基材表面上形成由电极材料构成、或由电极材料借助放电能量反应而成的物质构成的覆膜。
背景技术
在国际公开号WO 01/005545中,公开了一种实用的放电表面处理用电极及其制造方法。该技术为下述方法,即,将作为金属碳化物的粉末的TiC粉末和作为金属氢化物的粉末的TiH2粉末进行混合,在压缩成型后进行加热处理,使所述TiH2粉末中的氢元素释出而成为Ti粉末,从而制造出具有适当的强度、并且兼具有易分解性和安全性的实用的放电表面处理用电极。
在日本特开2005-21355号公报中,公开了一种对需要在高温环境下的强度和润滑性的致密且较厚的膜(大于或等于100μm级)的表面处理方法。该技术为下述方法,即,通过在电极中混入1.5~5.0重量%的Si、或1.0~4.5重量%的B,从而由Si或B夺取覆膜中的氧原子,消除覆膜中的不需要的氧原子,使粉末材料彼此更加紧密结合,从而形成致密且牢固的覆膜。
使用上述放电表面处理用电极实施放电表面处理,其结果,对于冲压模具、转塔冲头、切削刀具等,实现长寿命化。
另一方面,放电表面处理面的硬度非常高,为1700~2500HV左右,但表面粗糙度较大,为6~12μmRz,在需要良好的表面粗糙度的用途中,期望形成更平滑的硬质覆膜。
专利文献1:国际公开号WO 01/005545
专利文献2:日本特开2005-21355号公报
发明内容
本发明就是鉴于上述情况而提出的,其目的在于,提供一种可以形成平滑且高硬度的覆膜的放电表面处理方法。
本发明所涉及的放电表面处理用电极,其用于放电表面处理,该放电表面处理是指将对电极材料的粉末进行压缩成型而得到的压粉体作为电极,在加工液中或气体中使电极和基材之间产生脉冲状放电,利用其能量,在基材表面上形成由电极材料构成、或由电极材料借助放电能量反应而成的物质构成的覆膜,对于该放电表面处理用电极,将平均粒径大于或等于0.3μm而小于或等于10μm的硬质材料粉末中混合了平均粒径大于或等于0.3μm而小于或等于10μm的Si粉末的混合物,用作为电极材料。
发明的效果
根据本发明,可以形成平滑且高硬度的覆膜。
附图说明
图1是表示电极中的Si混合比和覆膜表面粗糙度的关系的特性图。
图2是表示电极中的Si混合比和覆膜硬度的关系的特性图。
图3是表示电极中的Si混合比和覆膜Si浓度的关系的特性图。
图4是作为实施方式1的对比例而示出的TiC覆膜表面的SEM照片。
图5是混入有Si的TiC覆膜表面的SEM照片。
图6是混入有Si的TiC覆膜表面的SEM照片。
图7是混入有Si的TiC覆膜表面的SEM照片。
图8是作为实施方式1的对比例而示出的Si覆膜表面的SEM照片。
图9是粉碎·混合粉的SEM照片。
图10是混入有Si的TiC覆膜表面的SEM照片。
图11是粉碎·混合粉的SEM照片。
图12是粉碎·混合粉的粒径分布测定结果。
图13是从混入有Si的TiC覆膜表面方向的X射线衍射图案测定结果。
图14是表示电极中的Si混合比和覆膜Ti浓度的关系的特性图。
图15是表示覆膜的形成原理的图。
图16是表示电极中的Si混合比和耐冲蚀性的关系的特性图。
图17是水射流喷射后的覆膜表面状态的观察结果。
图18是表示电极中的Si混合比和耐腐蚀性的关系的特性图。
图19是在王水中浸渍一小时后的覆膜的表面状态的观察结果。
图20是表示电极中的Si混合比(重量比)和各覆膜特性的关系的图。
图21是表示电极中的Si混合比和覆膜的各成分浓度的关系的图。
具体实施方式
下面,使用附图,说明本发明的实施方式。
实施方式1
在本实施方式中,使用TiC粉作为硬质材料的粉末进行说明。使用将TiC粉和Si粉少量地逐次变化比例而混合后的TiC+Si混合粉,制成放电表面处理用电极,在电极和被处理材料(基材)之间施加电压而产生放电,从而在基材上形成覆膜。
图1是表示电极中的Si混合比(重量%)和覆膜的表面粗糙度的关系的图。利用在TiC粉中以少量地逐次变化比例的方式混合Si粉而制成的TiC+Si电极,对碳素钢S45C进行处理,对处理后形成的覆膜的表面粗糙度进行测定,其结果,电极中的Si混合比越大,覆膜的表面粗糙度越小。此外,在本实施方式中,覆膜的表面粗糙度在2~6μmRz的范围内变化。
图2是表示电极中的Si混合比(重量%)和覆膜硬度的关系的图。利用在TiC粉中以少量地逐次变化比例的方式混合Si粉而制成的TiC+Si电极,对碳素钢S45C进行处理,对处理后形成的覆膜硬度进行测定,其结果,在Si混合比小于或等于60重量%时,电极中的Si混合比越大,覆膜硬度越小。另外,在Si混合比大于或等于60重量%时,覆膜硬度几乎不变化。此外,在本实施方式中,覆膜硬度在800~1700HV的范围内变化。
另外,如图1所示,由于在电极中混入的Si越多,覆膜的表面粗糙度就会逐渐减小,因此,通过使用电极中的Si重量比任意变化后的电极,可以将覆膜的表面粗糙度在2~6μmRz之间任意地进行控制。另外,如图2所示,由于在电极中混入的Si越多,覆膜硬度就会逐渐减小,因此,通过使电极中的Si重量比任意变化,可以将覆膜硬度在800~1700HV之间任意地进行控制。
在这里,在本实施方式中使用的表面粗糙度的测定方法如下所述。测定装置使用Taylor Hobson制“フオ一ムタリサ一フ”,使用标准触针,将测定长度设为4.8mm、高频截止波长设为0.8mm、带宽比为100:1、滤波类型设为高斯滤波而进行测定。测定得到的值符合JIS的B0601:2001。
另外,覆膜硬度的测定是从覆膜表面方向进行的,测定载荷设为10gf。测定装置为“島津製作所”制的显微硬度计。
此外,利用将TiC粉和Si粉以少量地逐次变化比例的方式混合而制成的TiC+Si电极,对碳素钢S45C进行处理,对处理后形成的覆膜的Si浓度进行测定,其结果,电极内的Si重量比和覆膜的Si浓度的关系如图3所示。电极内的Si重量比越大,覆膜的Si浓度就越大。
此外,在这里所述的“Si量”是指利用能量-色散型X射线光谱分析法(EDX)从覆膜表面方向测定到的值,测定条件为:加速电压15.0kV、照射电流1.0nA。
如上所示,可知电极的Si混合比越大,覆膜中所含有的Si浓度越大,其结果,覆膜的表面粗糙度越小,为了对其原理进行调查,利用SEM对覆膜的表面进行观察。其结果,观察到随着Si浓度变大,覆膜上的裂纹等缺陷变少,另外,各放电痕的凸起变小。
下面,将各混合比(重量比)的电极,例如,如果TiC粉末:Si粉末=8:2,则记为TiC+Si(8:2)电极,如果TiC粉末:Si粉末=5:5,则记为TiC+Si(5:5)电极。
作为一个例子,在图4~图8中示出作为对比的由TiC电极处理后的表面、由TiC+Si(8:2)电极、TiC+Si(7:3)电极、TiC+Si(5:5)电极处理后的表面、以及作为对比的由Si电极处理后的表面的SEM观察结果。
可以观察到下述情况,即,在TiC电极形成的处理面上,裂纹等的缺陷非常多,各放电痕的凸起较大,以TiC+Si(8:2)电极、TiC+Si(7:3)电极、TiC+Si(5:5)电极的顺序,处理面上的裂纹等的缺陷减少,各放电痕的凸起变小,在由Si电极形成的处理面上,完全没有观察到裂纹等缺陷,各放电痕的凸起非常小。
在这里,对于随着覆膜中含有的Si浓度变大,各放电痕的凸起变小的原理,可以想到下述内容。即,可以想到由于Si的粘度与其它金属相比较小(0.94mN·s/m2),所以通过混入Si,在由于放电而熔融的电极材质移动至基材并凝固时,熔融部分的Si浓度变大,从而熔融部分的粘度变小,一边更扁平地展开一边凝固,因此,凸起变小。
下面,说明在电极制造中所使用的原料粉末的粒径。
在这里,本实施方式中的构成放电表面处理用电极的原料粉末的平均粒径,表示利用激光衍射·散射式粒径分析仪(“マイクロトラツク”制MT3000)求出的粒径分布中的累计值50%的粒径(D50)。
在本实施方式中,使用平均粒径5μm或平均粒径1.3μm的硬质材料即TiC粉、和平均粒径5μm的Si粉,将两种粉末混合而制成放电表面处理用电极,但TiC粉及Si粉只要在平均粒径大于或等于0.3μm而小于或等于10μm的范围内选择即可。
此外,关于电极制造,可以想到使用球磨机等分别粉碎电极材料后进行混合的情况、将两种电极材料使用球磨机等同时进行粉碎并进行混合的情况等,但针对构成放电表面处理用电极的原料粉、或粉碎·混合后的粉末(粉碎·混合粉),只要在上述平均粒径大于或等于0.3μm而小于或等于10μm的范围内选择即可。
选择平均粒径大于或等于0.3μm的理由在于,在平均粒径小于0.3μm的情况下,根据发明人的实验,可知无法得到良好的覆膜。
例如,在使用像图9的SEM照片这样的平均粒径小于0.3μm的粉碎·混合粉制造TiC+Si电极的情况下,如果进行放电表面处理,则成为像图10这样的表面粗糙的覆膜(表面粗糙度Rz:9μm)。认为这是由于通过烧结而使粉末之间的粘合变强,电极变得过于牢固,因此在放电表面处理过程中无法使电极材料良好地向基材侧移动。因此,优选原料粉或粉碎·混合粉的平均粒径大于或等于0.3μm,更优选大于或等于0.6μm,进一步优选大于或等于1μm。
另一方面,选择平均粒径小于或等于10μm的范围的理由在于,在平均粒径大于10μm的情况下,在放电表面处理过程中,极间容易发生短路,难以产生稳定的放电,以短路部为起点,在覆膜表面形成凸部,无法得到良好的覆膜。因此,优选平均粒径小于或等于10μm,更优选小于或等于7μm,进一步优选小于或等于5μm。
此外,平均粒径小于或等于10μm的范围,具体是指,大于或等于20μm的粒径的粉末优选少于或等于5体积%,更优选少于或等于3体积%,进一步优选少于或等于1体积%。
其理由在于,如果含有较多的粒径大于或等于20μm的粉末,则在放电表面处理过程中,极间容易发生经由粒径大于或等于20μm的粉末的短路,难以产生稳定的放电,以短路部为起点,在覆膜表面上形成凸部,无法得到良好的覆膜。
图11、图12是TiC粉和Si粉的重量比8:2且大于或等于20μm的粒径的粉末少于或等于1%的粉碎·混合粉的SEM照片、粒径分布测定结果。如图所示,明确地示出平均粒径D50为3.577μm,粒径小于20μm的粉末为99.76体积%、即大于或等于20μm的粒径的粉末为0.24体积%。在使用该粉碎·混合粉制造电极,进行放电表面处理时,可以得到与图5(利用TiC+Si(8:2)电极处理后的表面)相同的良好的覆膜。
下面,如果对将TiC粉和Si粉之间的混合比例少量地逐次变化而制成的TiC+Si电极进行研究,则在对利用各混合比例不同的放电用面处理用电极处理后的覆膜进行X射线衍射测定时,确认到TiC的衍射峰,可知电极材料时的TiC在放电表面处理后仍作为TiC存在于覆膜中。没有确认到Ti单质的衍射峰。作为一个例子,在图13中示出由TiC+Si(8:2)电极、TiC+Si(7:3)电极、TiC+Si(5:5)电极形成的覆膜的XRD衍射测定结果。
另一方面,如果电极的Si混合比变大、即电极的TiC混合比变小,则覆膜的TiC的各衍射峰的累积强度也变小。另外,图14示出电极中的Si混合比和覆膜的Ti浓度的关系。如果电极的Si混合比变大、即电极的TiC混合比变小,则覆膜的Ti浓度变小。由于根据XRD衍射测定结果,没有观察到Ti单质的峰,因此认为虽然存在电极时的TiC的一部分在放电表面处理时分解的可能性,但大部分仍然以TiC的状态存在于覆膜内。如上所述,推测如果电极的Si混合比变大、即电极的TiC混合比变小,则覆膜的TiC浓度也相对地变小。
如上所述,认为如果电极中的Si混合比变大,则在覆膜中硬质的TiC浓度变小,其结果,覆膜硬度变小。
另一方面,如前述定量分析所示,虽然在处理表面中存在几~几十重量%左右的Si元素,但X射线衍射测定的结果是,在任一个覆膜中都没有确认到Si晶体的衍射峰。由此,认为Si单质与基材成分形成合金,或者成为非晶状态。
如果对在电极中混合Si而使覆膜的Si浓度增加的效果进行总结,则如图15所示。即,在电极中的Si混合比较小时,放电表面处理形成的熔融部(覆膜)中裂纹等缺陷非常多,各放电痕的凸起较大。另一方面,随着Si混合比增加,裂纹等的缺陷减少,各放电痕的凸起变小。另外,对于覆膜,推断Si单质与基材成分形成合金、或者成为非晶状态,由此,推断成为分散有TiC的覆膜形态。此外,覆膜的一部分扩散至低于基材高度的位置处。覆膜包括扩散部分在内为5~20μm左右。
下面,针对利用将TiC粉和Si粉以少量地逐次变化比例的方式混合而制成的TiC+Si电极处理后的覆膜,对各覆膜的耐冲蚀性进行评价。在这里,基材为SUS630(H1075)。另外,耐冲蚀性是通过将水射流冲击覆膜而评价的。此外,耐冲蚀性通常认为与硬度有很大关系。另一方面,如果仅与硬度相关,则无法说明的点也很多,现在知道作为除了硬度之外的要素,表面的性状也产生影响,与粗糙面相比,更平滑的面的耐冲蚀性上升。可知在由Si电极处理后的覆膜中,得到高耐冲蚀性,在本次评价的结果中,在TiC电极中混入大于或等于5重量%的Si的电极处理后的覆膜中,开始出现耐冲蚀性的提高。此外,由于在5重量%左右时,表面多少存在缺陷,所以评价产生波动。因此,如果进一步增加混入比,则在大于或等于10重量%时,可以产生充分的效果,更优选混入大于或等于20重量%。在混入大于或等于20重量%的情况下,评价没有波动,具有高耐冲蚀性。图16是示意地表示电极中的Si混合比和耐冲蚀性的关系的图。
此外,认为具有上述高耐冲蚀性是由于下述方面综合产生的效果。
·由于覆膜成为非晶,所以不易产生从晶界开始的破坏
·通过使TiC分散,成为高硬度
·通过混入Si而变得平滑
作为一个例子,在图17中示出对由TiC+Si(8:2)电极、TiC+Si(7:3)电极、TiC+Si(5:5)电极处理后的覆膜,将80MPa的水射流喷射1hr后的表面状态进行观察而得到的结果。作为对比例,还示出仅基材、由TiC电极处理后的覆膜、由Si电极处理后的覆膜的结果。如果仅是基材,则产生较大损伤,在由TiC电极处理后的处理面中也产生损伤。另一方面,由TiC+Si(8:2)电极、TiC+Si(7:3)电极、TiC+Si(5:5)电极处理后的任一个覆膜中都没有产生损伤。
下面,对各覆膜的耐腐蚀性进行评价。在这里,基材为SUS316。已知由Si电极处理后的覆膜可以得到高耐腐蚀性,在由TiC电极中混入大于或等于5重量%的Si后得到的电极处理后的覆膜,也具有高耐腐蚀性。此外,由于在5重量%左右时,表面多少存在缺陷,所以评价产生波动。因此,如果进一步增大混入比,则在大于或等于10重量%时,可以产生充分的效果,更优选混入大于或等于20重量%。在混入大于或等于20重量%的情况下,评价没有波动,具有高耐腐蚀性。图18是示意地表示电极中的Si混合比和耐腐蚀性的关系的图。
此外,认为具有上述高耐腐蚀性是由于下述方面综合产生的效果。
·由于覆膜成为非晶,所以不易产生从晶界开始的腐蚀
·通过混入Si而使裂纹等缺陷减少
作为一个例子,在图19中示出对由TiC+Si(8:2)电极、TiC+Si(7:3)电极、TiC+Si(5:5)电极处理后的覆膜,在腐蚀液:王水中浸渍一小时后的表面状态进行观察而得到的结果。作为对比,还示出仅基材、由TiC电极处理后的覆膜、由Si电极处理后的覆膜的结果。如果仅是基材,则产生较大腐蚀,在由TiC电极处理后的处理面中也产生腐蚀。另一方面,由TiC+Si(8:2)电极、TiC+Si(7:3)电极、TiC+Si(5:5)电极处理后的任一个覆膜中都没有产生腐蚀。
根据至此为止得到的结果,如果使横轴为放电表面处理用电极中的Si混合比(重量比),纵轴为由该电极处理而得到的覆膜特性(表面粗糙度、硬度、耐冲蚀性、耐腐蚀性、耐氧化性),则如图20所示。即,在Si混合比为5~60重量%时,可以形成平滑且高硬度、并且具有高耐冲蚀性、耐腐蚀性、耐氧化性的覆膜。在Si混合比小于或等于5重量%时,表面粗糙度与由TiC电极处理得到的覆膜为相同程度,另外,无法得到充分的耐冲蚀性、耐腐蚀性、耐氧化性。另外,在Si重量比大于或等于60重量%时,硬度与由Si电极处理得到的覆膜为相同程度,其它特性与由Si电极处理得到的覆膜为相同程度,或者,特别地,表面粗糙度较差。
根据由EDX得到的元素浓度测定结果及X射线衍射结果,利用在TiC粉中以少量地逐次变化比例的方式混合Si粉而制成的TiC+Si电极,对碳素钢S45C进行处理后的覆膜的Si浓度、TiC浓度、基材(Fe)浓度如图21所示。
如前述所示,在Si混合比为5~60重量%时,使用该电极在碳素钢S45C上形成的平滑且高硬度、并且具有高耐冲蚀性、耐腐蚀性、耐氧化性的覆膜的各成分浓度的范围为,Si浓度:1~11重量%,TiC浓度:10~75重量%,基材成分(Fe)浓度:20~90重量%。
在本实施方式中,针对在TiC中混合有Si的情况进行了说明,但由于是根据前述理由而得到良好的特性,所以也可以替代TiC而使用硬质的其它材料,例如如果为金属则可以使用W、Mo等,如果是陶瓷则也可以使用WC、VC、Cr3C2、MoC、SiC、TaC等碳化物。另外,也可以使用TiN、SiN等氮化物,Al2O3等氧化物。此外,在使用绝缘物的情况下,通过混入更多的Si以能够确保导电性,从而得到相同的效果。
此外,对于其它材料和Si的混合比,在与TiC和Si的情况相同的体积比的范围内进行混合的情况下,得到相同的效果。在本实施方式中,TiC和Si的混合比以重量比进行了规定,但由于TiC的密度为4.93g/cm3,Si的密度为2.3g/cm3,所以如果将重量除以密度而换算为体积比,则例如TiC:Si=95重量%:5重量%=90体积%:10体积%,TiC:Si=40重量%:60重量%=25体积%:75体积%。即,对于硬质的其它材料以10~75体积%混合Si,可以形成平滑且高硬度、并且具有高耐冲蚀性、耐腐蚀性、耐氧化性的覆膜。
另外,在本实施方式中,作为混入的材料使用Si,但即使混入粘度较小的金属粉末,也可以得到相同的效果。作为粘度较低的材料,例如可以替代Si而使用K、Li、Na、Ge、Ca、Mg、Al、P、Bi、Sn、In等。
在本实施方式中,在粉末的状态下将TiC和Si以一定的重量比进行混合,但也可以使用预先以一定比例含有TiC和Si的粉末制造放电表面处理用电极。在此情况下,可以均匀地混合TiC和Si,更优选。
在本实施方式中,使用Fe基的材料作为基材,但使用其它材料也可以得到相同的效果。例如,基材为耐热合金的Ni基合金或Co合金也可以得到相同的效果。另外,在基材为Al或Cu的情况下,由TiC电极处理得到的覆膜与基材为Fe基的情况相比,存在表面粗糙度变大的趋势,但如果使用TiC+Si电极则可以得到相同的效果。
作为在电极材料中添加Si的发明,存在日本特开昭56-51543号公报,但它是涉及通常的放电加工电极的发明,其目的在于提高加工速度,与形成硬质材料覆膜、并以使得该覆膜变平滑的方式混入S而减少粘度的本发明属于不同领域的发明。
在日本特开2005-21355号公报中,其目的在于确立一种需要高温环境下的强度和润滑性的没有空孔的致密且较厚的膜(金属材料大于或等于100μm级)的表面处理方法,作为电极材料公开了一种放电表面处理用电极,该放电表面处理用电极中为了夺取氧原子而含有1.0~4.5重量%的B(硼)或1.5~5.0重量%的Si(硅)。但是,在本发明中,目的在于确立一种平滑且高硬度的硬质材料的5~20μm覆膜的表面处理方法,Si混入的重量比为5~60重量%左右,是与上述公报不同领域的发明。
工业实用性
本发明所涉及的放电表面处理用电极适用于向模具或蒸汽涡轮等进行放电表面处理作业。

Claims (8)

1.一种放电表面处理用电极,其用于放电表面处理,该放电表面处理是指将对电极材料的粉末进行压缩成型而得到的压粉体作为电极,在加工液中或气体中使电极和基材之间产生脉冲状放电,利用其能量,在基材表面上形成由电极材料构成、或由电极材料借助放电能量反应而成的物质构成的覆膜,
该放电表面处理用电极的特征在于,
将平均粒径大于或等于0.3μm而小于或等于10μm的硬质材料粉末中混合了平均粒径大于或等于0.3μm而小于或等于10μm的Si粉末的混合物,用作为电极材料。
2.如权利要求1所述的放电表面处理用电极,其特征在于,
作为平均粒径小于或等于10μm的硬质材料及Si粉末,选择粒径大于或等于20μm的粉末的比例为小于或等于5%体积的粉末。
3.如权利要求2所述的放电表面处理用电极,其特征在于,
作为平均粒径小于或等于10μm的硬质材料及Si粉末,选择粒径大于或等于20μm的粉末的比例为小于或等于3体积%的粉末。
4.如权利要求1至3中任一项所述的放电表面处理用电极,其特征在于,
放电表面处理用电极中混合有10~75体积%的Si粉末。
5.一种放电表面处理用电极的制造方法,其制造放电表面处理中使用的放电表面处理用电极,该放电表面处理是指将对电极材料的粉末进行压缩成型而得到的压粉体作为电极,在加工液中或气体中使电极和基材之间产生脉冲状放电,利用其能量,在基材表面上形成由电极材料构成、或由电极材料借助放电能量反应而成的物质构成的覆膜,
该放电表面处理用电极的制造方法的特征在于,
通过在硬质材料的粉末中一边混合Si粉末一边进行粉碎,得到平均粒径大于或等于0.3μm而小于或等于10μm的粉碎·混合粉,将该粉碎·混合粉作为电极材料而进行压缩成型。
6.如权利要求5所述的放电表面处理用电极的制造方法,其特征在于,
对平均粒径小于或等于10μm的硬质材料及Si粉末实施粉碎工序,直至粒径大于或等于20μm的粉末的比例成为小于或等于5%体积。
7.如权利要求6所述的放电表面处理用电极的制造方法,其特征在于,
对平均粒径小于或等于10μm的硬质材料及Si粉末实施粉碎工序,直至粒径大于或等于20μm的粉末的比例成为小于或等于3%体积。
8.如权利要求5所述的放电表面处理用电极的制造方法,其特征在于,
Si粉末在硬质材料的粉末中混合有10~75体积%。
CN201180027676.4A 2011-11-22 2011-11-22 放电表面处理用电极及放电表面处理用电极的制造方法 Active CN103221580B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2011/006497 WO2013076761A1 (ja) 2011-11-22 2011-11-22 放電表面処理用電極および放電表面処理用電極の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103221580A true CN103221580A (zh) 2013-07-24
CN103221580B CN103221580B (zh) 2016-01-20

Family

ID=46678949

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201180027676.4A Active CN103221580B (zh) 2011-11-22 2011-11-22 放电表面处理用电极及放电表面处理用电极的制造方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20130292612A1 (zh)
JP (1) JP4984015B1 (zh)
CN (1) CN103221580B (zh)
DE (1) DE112011105866T5 (zh)
WO (1) WO2013076761A1 (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1286732A (zh) * 1998-03-11 2001-03-07 三菱电机株式会社 放电表面处理用压坯电极及放电表面处理用压坯电极的制造方法
EP1643008A1 (en) * 2003-06-11 2006-04-05 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Method of electrical discharge coating
CN1802455A (zh) * 2003-06-10 2006-07-12 三菱电机株式会社 放电表面处理用电极和其评价方法以及放电表面处理方法
CN102906308A (zh) * 2010-05-26 2013-01-30 三菱电机株式会社 放电表面处理用电极及放电表面处理覆膜

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3778231A (en) * 1971-03-11 1973-12-11 Birmingham Small Arms Co Ltd Method of producing silicon nitride articles
JP4020169B2 (ja) * 1997-10-03 2007-12-12 株式会社石塚研究所 燃焼合成反応を用いる火花溶着用の電極棒、その製法及びこの電極を用いた火花溶着金属被覆法
WO2001023641A1 (fr) * 1999-09-30 2001-04-05 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Electrode de traitement de surface par decharge electrique, son procede de production et procede de traitement de surface par decharge electrique
JP4225727B2 (ja) * 2001-12-28 2009-02-18 三洋電機株式会社 リチウム二次電池用負極及びリチウム二次電池
WO2004029329A1 (ja) * 2002-09-24 2004-04-08 Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. 高温部材の擦動面のコーティング方法および高温部材と放電表面処理用電極
CN1798870B (zh) * 2003-05-29 2011-10-05 三菱电机株式会社 放电表面处理用电极、放电表面处理用电极的制造方法、放电表面处理装置和放电表面处理方法
JP4450812B2 (ja) * 2003-06-11 2010-04-14 三菱電機株式会社 放電表面処理方法
JP4608220B2 (ja) * 2004-01-29 2011-01-12 三菱電機株式会社 放電表面処理用電極および放電表面処理方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1286732A (zh) * 1998-03-11 2001-03-07 三菱电机株式会社 放电表面处理用压坯电极及放电表面处理用压坯电极的制造方法
CN1802455A (zh) * 2003-06-10 2006-07-12 三菱电机株式会社 放电表面处理用电极和其评价方法以及放电表面处理方法
EP1643008A1 (en) * 2003-06-11 2006-04-05 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Method of electrical discharge coating
US20060086617A1 (en) * 2003-06-11 2006-04-27 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Electrical-discharge surface-treatment method
CN1802453A (zh) * 2003-06-11 2006-07-12 三菱电机株式会社 放电表面处理方法
CN102906308A (zh) * 2010-05-26 2013-01-30 三菱电机株式会社 放电表面处理用电极及放电表面处理覆膜

Also Published As

Publication number Publication date
WO2013076761A1 (ja) 2013-05-30
JPWO2013076761A1 (ja) 2015-04-27
CN103221580B (zh) 2016-01-20
US20130292612A1 (en) 2013-11-07
JP4984015B1 (ja) 2012-07-25
DE112011105866T5 (de) 2014-08-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104994979A (zh) 切削工具
JP6992808B2 (ja) 超硬合金、それを含む切削工具および超硬合金の製造方法
WO2014084338A1 (ja) 表面被覆切削工具
JP2007152491A (ja) 硬質被覆層が高速重切削ですぐれた耐チッピング性を発揮する表面被覆サーメット製切削工具
US11673194B2 (en) Slidable component including wear-resistant coating and method of forming wear-resistant coating
CN102190497A (zh) 高韧性立方晶氮化硼基超高压烧结材料和切削工具
WO2008014801A1 (en) A method for deposition of dispersion-strengthened coatings and composite electrode material for deposition of such coatings
CN103003016A (zh) 放电加工用电极
JP2009178774A (ja) 切削工具
JP6198137B2 (ja) 表面被覆切削工具
CN106414370A (zh) 复合烧结体和表面被覆氮化硼烧结体工具
JP7020477B2 (ja) サーメット、それを含む切削工具およびサーメットの製造方法
JP2007152456A (ja) 高硬度鋼の高速切削加工で硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆切削工具
CA2522836C (en) Electrode for discharge surface treatment and method of evaluating the same, and discharge-surface-treating method
Kabirinia et al. Study on effect of dielectric gas type on electrical discharge erosion synthesis of tungsten carbide nanopowder
CN103221580A (zh) 放电表面处理用电极及放电表面处理用电极的制造方法
CN102906308B (zh) 放电表面处理用电极及放电表面处理覆膜
JP2019157182A (ja) 超硬合金、それを含む切削工具、超硬合金の製造方法および切削工具の製法方法
JP2007152457A (ja) 耐熱合金の高速切削加工で硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆切削工具
US11773030B2 (en) Cubic boron nitride sintered material, tool comprising cubic boron nitride sintered material and method for manufacturing cubic boron nitride sintered material
JP7087596B2 (ja) 切削工具
JP2007296624A (ja) 硬質被覆層が高速切削ですぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆切削工具
Parkansky et al. WC synthesis in a pulsed arc submerged in liquid
JP4427730B2 (ja) 難削材の高速断続切削加工ですぐれた耐チッピング性を発揮する表面被覆立方晶窒化硼素系焼結材料製切削工具
Naik Study the Effect of Compact Pressure of P/M Tool Electrode on Electro Discharge Coating (EDC) Process

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant