CN1798628A - 加工机用喷嘴、焊接用导电嘴、加工机用喷嘴的制造方法、焊接用导电嘴的制造方法 - Google Patents
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Abstract
为了实现加工机用喷嘴的高寿命化，在加工机用喷嘴的金属母材表面形成硬质陶瓷的覆盖膜。通过在加工机用喷嘴的金属母材表面形成硬质陶瓷的覆盖膜，该加工机用喷嘴不易在表面造成损伤，且耐热性好。由此，由这种加工机用喷嘴，能够防止由于与加工中的工件的飞边接触等造成的损伤的产生、热量引起的变形等导致寿命变短，以实现高寿命化。
Description
技术领域
本发明涉及实现加工机用喷嘴、焊接用导电嘴这种在苛刻的条件下使用的部件的高寿命化的技术。
背景技术
目前，关于下述的放电表面处理技术，即，以将金属粉末或金属化合物的粉末、或者陶瓷的粉末压缩成型的粉末压缩体、或者将该粉末压缩体进行加热处理后的粉末压缩体作电极，在油类的加工液中，使电极与工件之间产生脉冲状的放电，利用其能量，在工件表面形成由电极材料或电极材料利用放电能量反应后的物质组成的覆盖膜，确立的技术有，例如在工件表面形成硬质碳化物覆盖膜的方法(例如，参考专利文献1、专利文献2及专利文献3)。
另外，作为与焊接喷嘴、焊接用导电嘴相关的发明，提出了以延长喷嘴或者导电嘴的寿命为目的的技术(例如，参考专利文献4、专利文献5、专利文献6及专利文献7)。
专利文献1
国际公开第99/58744号小册子
专利文献2
国际公开第01/05545号小册子
专利文献3
国际公开第01/23640号小册子
专利文献4
特开平3-291169号公报
专利文献5
特开昭61-266189号公报
专利文献6
特开昭63-188477号公报
专利文献7
特开昭61-111783号公报
激光加工用喷嘴、喷镀用喷嘴、焊接用喷嘴、焊接用导电嘴等部件，因为在暴露于热和熔化后材料的溅射物的苛刻的条件下使用，所以寿命很短。因此，这些部件需要频繁地进行更换作业。也就是说，通常每隔几天、或者寿命短的话每隔几个小时就需要更换。
在前述文献中所记载的技术，是为了延长这种部件的寿命而提出的。但是，存在以下问题，即，在前述文献所记载的技术中，在改善这种部件的寿命方面，很难说取得了明显的效果。也就是说，对上述这种在苛刻的条件下使用的这些部件寿命的改善，还存在改善的余地。
本发明鉴于上述问题，其目的在于，大幅地改善加工机用喷嘴、焊接用导电嘴这种在苛刻的条件下所使用的部件的寿命短的缺点，提供寿命长的加工机用喷嘴、焊接用导电嘴及它们的制造方法。
发明内容
本发明涉及的加工机用喷嘴，其特征在于，具有在金属母材表面形成的硬质陶瓷的覆盖膜。
由本发明，通过在加工机用喷嘴的金属母材表面形成硬质陶瓷的覆盖膜，该加工机用喷嘴不易在表面造成损伤，且耐热性好。因此，本发明涉及的加工机用喷嘴，能够防止由于与加工中的工件的飞边接触等引起的损伤、热量引起的变形等导致的寿命变短，以实现高寿命化。
因此，本发明涉及的加工机用喷嘴起到以下效果，即，能够长时间地连续使用，可以实现大幅度的作业的削减及成本的削减。
另外，本发明涉及的加工机用喷嘴优选的形式，其特征在于，具有在硬质陶瓷的覆盖膜上形成的、以从Cr、Ni、Fe、W、Mo所构成的群中选出的1种或1种以上的金属元素为主要成分的覆盖膜。
这种加工用喷嘴，不易在表面造成损伤、且耐热性好，此外不易附着溅射物。因此，本发明涉及的加工机用喷嘴，能够防止由于与加工中的工件飞边接触等引起的损伤、热量引起的变形、溅射物的附着以及因剥落而引起的变形或孔的堵塞等而导致寿命变短，以实现高寿命化。
因此，本发明涉及的加工机用喷嘴起到以下效果，即，能够更长时间地连续使用，可以更有效地实现大幅度的作业的削减及成本的削减。
另外，上述的硬质陶瓷的覆盖膜优选下述覆盖膜，即，使用将以易碳化的金属的粉末或金属碳化物的粉末为主要成分的粉末压缩成型而成的粉末压缩体电极，在加工液中利用放电表面处理所形成的覆盖膜。这种利用放电表面处理所形成的硬质陶瓷的覆盖膜，因为具有密合性好且不易剥落的特征，所以加工机用喷嘴寿命延长的效果好。因此，通过具有利用放电表面处理形成的硬质陶瓷的覆盖膜，能够实现寿命极长的加工机用喷嘴。
附图说明
图1是说明激光加工用喷嘴的简要剖面图，图2是在钢材上形成TiC覆盖膜的情况下的剖面照片，图3是说明焊接喷嘴及焊接用导电嘴的简要剖面图，图4是说明喷镀用喷嘴的简要剖面图。
具体实施方式
下面根据附图详细地说明本发明涉及的加工机用喷嘴、焊接用导电嘴及它们的制造方法的实施方式。另外，本发明并不限于以下的记述，在不脱离本发明主旨的范围内可适当变更。此外，在附图中，为了便于理解，有时各部件的比例尺会有所不同。
实施方式1
图1是说明本发明的实施方式1涉及的激光加工用喷嘴10的简要剖面图。首先，使用图1对激光加工用喷嘴10的结构进行说明。如图1所示，本实施方式涉及的激光加工用喷嘴10，在以作为金属母材的铜、铁或者铝为主要成分的激光加工用喷嘴主体1的表面，形成作为硬质陶瓷的覆盖膜的TiC(碳化钛)的覆盖膜2，再在作为硬质陶瓷覆盖膜的TiC的覆盖膜2上，形成镍铬镀层3作为金属覆盖膜。在激光加工用喷嘴10上，使激光束4及辅助气体6通过的通孔7设置在激光加工用喷嘴10的大致中心部上，激光束4及辅助气体6通过该通孔7向工件5的方向供给。
目前，激光加工用喷嘴一般使用以Cu(铜)为主要成分的材料制造。但是，存在下述问题，即，由于激光加工中与工件的飞边接触时的损伤、热量引起的变形、溅射物的附着及剥落引起的变形及孔的堵塞等，导致寿命变短。
因此，本实施方式涉及的激光加工用喷嘴10由以下部分构成：激光加工用喷嘴主体1，其以作为金属母材的铜、铁或者铝为主要成分；作为硬质陶瓷的覆盖膜TiC(碳化钛)的覆盖膜2，其形成于该激光加工用喷嘴主体1的表面；以及作为金属覆盖膜的镍铬镀层3，其形成于该TiC(碳化钛)的覆盖膜2之上。
本实施方式涉及的激光加工用喷嘴10，通过形成上述结构，不易在激光加工用喷嘴10的表面造成损伤，耐热性好，且不易附着溅射物。由此，该激光加工用喷嘴10，能够防止由于与激光加工中的工件的飞边接触引起的损伤、热量引起的变形、溅射物的附着及剥落引起的变形及孔的堵塞等导致寿命变短，从而实现高寿命化。
也就是说，因为本实施方式涉及的激光加工用喷嘴10寿命非常长，可以长时间地连续使用，所以实现更换作业的大幅度削减及成本的削减。
在这里，硬质陶瓷的覆盖膜是维氏硬度大于或等于1000的陶瓷材料。这种硬质陶瓷的覆盖膜，作为除了碳化钛(TiC)以外的其他材料，可以使用例如氮化钛(TiCN)、碳化硅(SiC)、碳化硼(B4C)、碳化铬(Cr3C2等)、碳化钒(VC)、碳化锆(ZrC)、碳化铌(NbC等)、碳化钼(MoC等)、碳化钨(WC)等。在这其中，根据本发明人的实验的结果，在使用碳化钛(TiC)作为硬质陶瓷的情况下，激光加工用喷嘴10的寿命延长效果最好。
另外，在硬质陶瓷的覆盖膜上所形成的金属覆盖膜，如果是以除了镍铬以外的其他材料，例如Cr(铬)、Ni(镍)、Fe(铁)、W(钨)或者Mo(钼)等的金属元素为主要成分的金属材料的覆盖膜，也被确认有同样的效果。这些金属元素，任何一个的熔点都是一千几百℃以上，是熔点比较高的材料这一点是共通的。
而且，在上述金属元素中，Cr、Mo、W是在高温下形成氧化物而发挥润滑性的材料。因此，通过使用以这些元素为主要成分的金属材料的覆盖膜，能够有效地防止溅射物的附着。
激光加工用喷嘴10最外面的金属覆盖膜(本实施方式中为镍铬镀层)的形成方法，可以采用电镀、蒸镀等各种方法。而且，该金属覆盖膜的形成方法不同，对于激光加工用喷嘴10的寿命延长来说，也没有很大差别。
另一方面，通过本发明者的实验可以看出，激光加工用喷嘴主体1与金属覆盖膜之间的中间层即硬质陶瓷的覆盖膜，由下述的放电表面处理的方法具有最好的寿命延长效果。
所说的放电表面处理，是如在国际公开第99/58744号小册子、国际公开第01/05545号小册子、国际公开第01/23640号小册子等中公布的方法，是这样一种形成金属碳化物的覆盖膜的方法，即，通过在粉末压缩体或者将该粉末压缩体加热处理后的粉末压缩体与工件之间，在加工液中施加电压以产生脉冲状放电，在工件表面形成电极材料碳化而形成金属碳化物的覆盖膜，前述粉末压缩体是将以易碳化的金属的粉末或金属碳化物的粉末为主要成分的粉末压缩成型而成的。
通过该放电表面处理而形成的硬质碳化物覆盖膜具有密合性优良且不易剥落的特点。这被认为是因为，具有覆盖膜表面硬质碳化物多，而随着进入内部母材的比例增大的倾斜性。
作为一个例子，在图2中表示了在由钢材构成的工件上形成TiC覆盖膜情况下的剖面照片。在图2中，A-A线是TiC覆盖膜形成前的工件(母材)表面的位置。另外，S-S线是TiC覆盖膜形成后工件表面的位置。TiC覆盖膜在S-S线与B-B线之间的区域C中形成。另外，在图2中，B-B线的右侧区域D是TiC覆盖膜形成后的工件(母材)的区域。
另外，在剖面照片中重叠表示了特征曲线，该特性曲线表示沿图2中的线L-L，对Fe-Kα和Ti-kα进行组成分析的铁和钛含有比例。特征曲线的强度通过表示在图2的照片左侧的纵轴(a.u.)表示。
分析是利用图2中的沿线L-L的Fe-Kα和Ti-kα的强度进行的。在图2中，特性曲线I(Fe-Kα)表示铁的含有比例，这个值越高则铁的含量越多。另外，I(Ti-kα)表示钛的含有比例，这个值越高则钛的含量越多。
通过图2可以看出，越接近工件表面钛(Ti)元素越多，逐渐地作为母材的铁(Fe)增多。另外，在工件最外面附近Ti-kα的强度降低是由试验片的边缘塌边引起的，实施时在最外面Ti增多。
下面，根据评价试验的结果更具体地说明本发明。以下，对下述的铜制的激光加工用喷嘴主体进行寿命评价试验的情况进行说明，该激光加工用喷嘴是利用上述的放电表面处理，在由铜构成的激光加工用喷嘴主体上形成TiC覆盖膜后，再在该TiC覆盖膜上实施镀镍铬。
评价试验使用如下所示的4个种类的样本进行。
<激光加工用喷嘴>
(样本1)
铜制的激光加工用喷嘴(现有产品)
(样本2)
在铜制的激光加工用喷嘴的表面实施镀镍铬的激光加工用喷嘴
(样本3)
在铜制的激光加工用喷嘴表面利用放电表面处理形成TiC覆盖膜的激光加工用喷嘴
(样本4)
在铜制的激光加工用喷嘴表面利用放电表面处理形成TiC覆盖膜后，再在其上面实施镀镍铬的激光加工用喷嘴
评价内容及寿命(以样本1的寿命为1时的比较)示于表1中。
表1
| 评价内容 | 寿命 | ||
| 样本1 | 铜制的激光加工用喷嘴(现有产品) | 柔软、易损伤易附着溅射物 | 1 |
| 样本2 | 在铜制的激光加工用喷嘴的表面实施镀镍铬的激光加工用喷嘴 | 表面变硬，但与样本1比没有变化 | 1.5 |
| 样本3 | 在铜制的激光加工用喷嘴的表面利用放电表面处理形成TiC覆盖膜的激光加工用喷嘴 | 表面变硬，但附着有溅射物，长时间使用则覆盖膜剥落 | 2 |
| 样本4 | 在铜制的激光加工用喷嘴的表面利用放电表面处理形成TiC覆盖膜后，实施镀镍铬的激光加工用喷嘴 | 表面硬度比样本3低，但不易损伤，不易附着溅射物 | 50 |
如表1所示，样本2(在铜制的激光加工用喷嘴的表面实施镀镍铬的激光加工用喷嘴)及样本3(在铜制的激光加工用喷嘴表面利用放电表面处理形成TiC覆盖膜的激光加工用喷嘴)，也得到稍微的寿命的延长。而且，比较样本2和样本3，样本3能够得到更好的寿命延长效果。也就是说，可以说通过在铜制的激光加工用喷嘴上利用放电表面处理形成TiC覆盖膜，能够得到某种程度的良好的寿命延长效果。
另一方面，样本4(在铜制的激光加工用喷嘴上利用放电表面处理形成TiC覆盖膜，再在其上实施镀镍铬的激光加工用喷嘴)得到了远比其他结果大的效果。样本4的寿命变得极长的原因可推测如下。
铜是热传导性好的材质而熔点高。相反，TiC热传导性差而熔点高。因为若热传导性差则容易局部地温度升高，所以容易成为溅射物附着，覆盖膜破损的原因。但是，利用放电表面处理形成的覆盖膜如前所述，是具有倾斜性的覆盖膜，硬的TiC的覆盖膜成为立刻与热传导性好的铜的成分相融合的覆盖膜。因此，被认为成为这样一种理想的覆盖膜，即，热量导致的熔化利用熔点高的表面TiC的成分被防止，向激光加工用喷嘴的热量输入可以利用热传导性好的紧下面的铜的成分而立即散发。
但是，利用放电表面处理所形成的硬质陶瓷的覆盖膜，粗糙到表面粗糙度10μm左右，覆盖膜的厚度波动大。因此，仅硬质陶瓷的覆盖膜也可以得到上述的延长寿命的效果，但考虑仅通过该硬质陶瓷的覆盖膜则激光加工用喷嘴寿命延长的效果被限制。为了弥补这一点，本发明的主旨是，利用熔点较高的材料即镍铬等的金属覆盖膜，覆盖利用放电表面处理所形成的硬质陶瓷的覆盖膜的表面。
此外，在上述的评价试验中，说明了使用铜制的激光加工用喷嘴作为激光加工用喷嘴主体的情况，但通过实验可以确认，在使用铁(Fe)制的激光加工用喷嘴主体以及铝(Al)制的激光加工用喷嘴主体作为激光加工用喷嘴主体的情况下，也可以得到与上述相同的效果。
因此，由本发明，能够得到与现有的激光加工用喷嘴相比，极不易造成损伤且不易附着溅射物的、高寿命的激光加工用喷嘴。
另外，上述试验是利用由激光的金属板切断的连续加工进行的，但在如穿孔(打孔)加工那样，热量不集中进入喷嘴处的加工中，利用样本3的形式的喷嘴也能充分地延长寿命。这是因为，在穿孔这样的加工中，与因热量引起的破坏相比，在加工中所产生的飞边与喷嘴摩擦而受到的破坏更大。只利用覆盖膜的硬度就能够充分地承受这种破坏。
实施方式2
在焊接中，也与实施方式1中所说明的激光加工一样，存在焊接喷嘴或焊接用导电嘴处由于热量或附着溅射物而引起寿命变短的问题。
因此，与上述的实施方式1同样地，通过在焊接喷嘴或焊接用导电嘴的表面形成硬质陶瓷的覆盖膜，可以延长寿命。而且，通过在硬质陶瓷的覆盖膜上形成规定的金属覆盖膜，能够更有效地延长寿命。由此，能够提供可以长时间地连续使用，并实现更换作业的大幅削减及成本削减的焊接喷嘴及焊接用导电嘴。
下面，对实施方式2涉及的焊接喷嘴及焊接用导电嘴进行说明。图3是说明本发明的实施方式2涉及的焊接喷嘴11及焊接用导电嘴21的简要剖面图。
首先，使用图3说明本实施方式涉及的焊接喷嘴11及焊接用导电嘴21的结构。如图3所示，本实施方式涉及的焊接喷嘴11，在以作为金属母材的铜、铁或者铝为主要成分的焊接喷嘴主体12的表面，利用放电表面处理形成作为硬质陶瓷的覆盖膜的TiC(碳化钛)的覆盖膜13，再在作为硬质陶瓷的TiC的覆盖膜13上，形成镍铬镀层14作为金属覆盖膜。
另外，如图3所示，本实施方式涉及的焊接用导电嘴21，在以作为金属母材的铜、铁或铝为主要成分的焊接用导电嘴主体22的表面，利用放电表面处理形成作为硬质陶瓷的覆盖膜的TiC(碳化钛)的覆盖膜23，再在作为硬质陶瓷的TiC的覆盖膜23上，形成镍铬镀层24作为金属覆盖膜。
另外，在焊接用导电嘴21上，设置使中心部贯穿长度方向的通孔，在通孔中配置焊条25。此外，在焊接时，向焊接喷嘴11及焊接用导电嘴21之间供给辅助气体31。
本实施方式涉及的焊接喷嘴11及焊接用导电嘴21，通过形成上述结构，焊接时耐热性好，且不易附着溅射物。由此，能够防止该焊接喷嘴11及焊接用导电嘴21由于焊接中的热量引起的变形、溅射物的附着及剥落造成的变形等所导致的寿命变短，实现高寿命化。
也就是说，因为本实施方式涉及的焊接喷嘴11及焊接用导电嘴21寿命极长，能够长时间地连续使用，因此实现更换作业的大幅削减及成本的削减。
在这里，硬质陶瓷的覆盖膜与上述实施方式1的情况相同，也可以使用碳化钛(TiC)、氮化钛(TiCN)、碳化硅(SiC)、碳化硼(B4C)、碳化铬(Cr3C2等)、碳化钒(VC)、碳化锆(ZrC)、碳化铌(NbC等)、碳化钼(MoC等)、碳化钨(WC)等。
另外，在硬质陶瓷的覆盖膜上所形成的金属覆盖膜也与上述的实施方式1的情况相同，除了镍铬以外，还可以是以Cr(铬)、Ni(镍)、Fe(铁)、W(钨)或者Mo(钼)等金属元素为主要成分的金属材料的覆盖膜。而且，在上述金属元素中，通过使用以Cr、Mo、W为主要成分的金属材料的覆盖膜，也能够有效地防止溅射物的附着。
下面，根据评价试验的结果更具体地说明本发明。以下，对下述的铜制的焊接喷嘴进行寿命评价试验的情况进行说明，该焊接喷嘴是利用上述的放电表面处理，在由铜构成的焊接喷嘴主体上形成TiC覆盖膜之后，再在该TiC覆盖膜上实施镀镍铬。
另外，还对下述的铜制的焊接用导电嘴进行寿命评价试验的情况进行说明，该焊接用导电嘴是利用上述的放电表面处理，在由铜构成的焊接用导电嘴主体上形成TiC覆盖膜之后，再在该TiC覆盖膜上实施镀镍铬。
评价试验分别使用如下所述的4个种类的样本进行。
<焊接喷嘴>
(样本5)
铜制的焊接喷嘴(现有产品)
(样本6)
在铜制的焊接喷嘴的表面实施镀镍铬的焊接喷嘴
(样本7)
在铜制的焊接喷嘴表面利用放电表面处理形成TiC覆盖膜的焊接喷嘴
(样本8)
在铜制的焊接喷嘴表面利用放电表面处理形成TiC覆盖膜，再在其上面实施镀镍铬的焊接喷嘴
将对上述样本的评价内容及寿命(以样本5的寿命为1时的比较)示于表2中。
<焊接用喷嘴>
(样本9)
铜制的焊接用导电嘴(现有产品)
(样本10)
在铜制的焊接用导电嘴的表面实施镀镍铬的焊接用导电嘴
(样本11)
在铜制的焊接用导电嘴的表面利用放电表面处理形成TiC覆盖膜的焊接用导电嘴
(样本12)
在铜制的焊接用导电嘴的表面利用放电表面处理形成TiC覆盖膜，再在其上面实施镀镍铬的焊接用导电嘴
将对上述样本的评价内容及寿命(以样本9的寿命为1时的比较)示于表3中。
表2
| 评价内容 | 寿命 | ||
| 样本5 | 铜制的焊接喷嘴(现有产品) | 柔软、易损伤易附着溅射物 | 1 |
| 样本6 | 在铜制的焊接喷嘴的表面实施镀镍铬的焊接喷嘴 | 表面变硬，但与样本5比没有变化 | 1.5 |
| 样本7 | 在铜制的焊接喷嘴的表面利用放电表面处理形成TiC覆盖膜的焊接喷嘴 | 表面变硬，但附着有溅射物，长时间使用则覆盖膜剥落 | 2 |
| 样本8 | 在铜制焊接喷嘴的表面利用放电表面处理形成TiC覆盖膜后，实施镀镍铬的焊接喷嘴 | 表面硬度比样本7低，但不易损伤，不易附着溅射物 | 5 |
表3
| 评价内容 | 寿命 |
| 样本9 | 铜制的焊接用导电嘴(现有产品) | 柔软、易损伤易附着溅射物 | 1 |
| 样本10 | 在铜制的焊接用导电嘴的表面实施了镀镍铬的焊接用导电嘴 | 表面变硬，但与样本9比没有变化 | 1.5 |
| 样本11 | 在铜制的焊接用导电嘴的表面利用放电表面处理形成TiC覆盖膜的焊接用导电嘴 | 表面变硬，但附着有溅射物，长时间使用则覆盖膜剥落 | 2 |
| 样本12 | 在铜制焊接用导电嘴的表面利用放电表面处理形成TiC覆盖膜后，实施了镀镍铬的焊接用导电嘴 | 表面硬度比样本11低，但不易损伤，不易附着溅射物 | 4 |
如表2所示，样本6(在铜制的焊接喷嘴表面实施镀镍铬的焊接喷嘴)及样本7(在铜制的焊接喷嘴上利用放电表面处理形成TiC覆盖膜的焊接喷嘴)，也得到了稍微的寿命的延长。而且，比较样本6和样本7，样本7能够得到更好的寿命延长效果。也就是说，可以说通过在铜制的焊接喷嘴上利用放电表面处理形成TiC覆盖膜，能够得到某种程度的良好的寿命延长效果。
另一方面，样本8(在铜制的焊接喷嘴上利用放电表面处理形成TiC覆盖膜，再在其上实施镀镍铬的焊接喷嘴)，虽然没达到激光喷嘴的程度，但也得到比其他结果更大的效果。
另外，如表3所示，样本10(在铜制的焊接用导电嘴的表面实施了镀镍铬的焊接用导电嘴)及样本11(在铜制的焊接用导电嘴上利用放电表面处理形成TiC覆盖膜的焊接用导电嘴)，也得到了稍微的寿命的延长。而且，比较样本10和样本11，样本11能够得到更好的寿命延长效果。也就是说，可以说通过在铜制的焊接用导电嘴上利用放电表面处理形成TiC覆盖膜，能够得到某种程度的良好的寿命延长效果。
另一方面，样本12(在铜制的焊接用导电嘴上利用放电表面处理形成TiC覆盖膜，再在其上实施镀镍铬的焊接用导电嘴)得到比其他结果更大的效果。
样本8及样本12寿命变长的原因可推测如下。
铜是热传导性好的材质而熔点高。相反，TiC热传导性差而熔点高。因为若热传导性不好则容易局部地温度升高，所以容易成为溅射物附着，覆盖膜破损的原因。但是，利用放电表面处理所形成的覆盖膜如前所述，是具有倾斜性的覆盖膜，硬的TiC覆盖膜成为立刻与热传导性好的铜的成分相融合的覆盖膜。因此，被认为成为这样一种理想的覆盖膜，即，热量导致的熔化利用熔点高的表面TiC的成分被防止，向焊接喷嘴或焊接用导电嘴的热量输入可以利用热传导性好的紧下面的铜的成分立即散发。
但是，利用放电表面处理所形成的硬质陶瓷的覆盖膜，粗糙到表面粗糙度10μm左右，覆盖膜的厚度波动大。因此，仅硬质陶瓷的覆盖膜也可以得到上述的延长寿命的效果，但考虑仅通过该硬质陶瓷的覆盖膜则激光加工用喷嘴的寿命延长的效果被限制。为了弥补这一点，本发明的主旨就是，利用熔点较高的材料即镍铬等的金属覆盖膜，覆盖利用放电表面处理所形成的硬质陶瓷的覆盖膜的表面。
特别是在焊接用导电嘴中，因为焊接的热量直接传递，所以焊接用导电嘴成为几百℃的高温。因为如果焊接用导电嘴达到高温，则镀镍铬覆盖膜中的Cr(铬)氧化，成为Cr2O3(氧化铬)，从而发挥润滑性，所以可以推测具有以下效果，即，不易在焊接用导电嘴的表面附着溅射物。
另外，在上述的评价试验中，说明了使用铜制的焊接喷嘴主体及焊接用导电嘴主体作为焊接喷嘴主体及焊接用导电喷嘴主体的情况，但通过试验可以确认，在使用铁(Fe)制的焊接喷嘴主体及焊接用导电嘴主体，或者铝(Al)制的焊接喷嘴主体及焊接用导电嘴主体，作为焊接喷嘴主体及焊接用导电嘴主体的情况下，也可以得到与上述相同的效果。
因此，由本发明，可以得到与现有的焊接喷嘴、焊接用导电嘴相比，寿命高的焊接喷嘴、焊接用导电嘴。由此，能够提供可长时间地连续使用，并实现更换作业的大幅削减及成本的削减的焊接喷嘴及焊接用导电嘴。
实施方式3
喷镀是从喷嘴喷出熔化了的材料而使其附着在工件表面上的方法。在焊接中，也与在实施方式1中说明的激光加工一样，存在喷镀用喷嘴因热量及附着溅射物而导致寿命变短的问题。
因此，与上述实施方式1同样地，通过在喷镀用喷嘴的表面形成硬质陶瓷覆盖膜，可以延长寿命。而且，通过在硬质陶瓷的覆盖膜上形成规定的金属覆盖膜，可以更有效地延长寿命。由此，能够提供可长时间地连续使用，并实现更换作业的大幅削减及成本削减的喷镀用喷嘴。
下面，对实施方式3涉及的喷镀用喷嘴进行说明。图4是说明本发明的实施方式3涉及的喷镀用喷嘴51的简要剖面图。
首先，使用图4说明本实施方式涉及的喷镀用喷嘴51的结构。如图4所示，本实施方式涉及的喷射用喷嘴51，在以作为金属母材的铜、铁或铝为主要成分的喷镀用喷嘴主体52的表面，利用放电表面处理形成作为硬质陶瓷的覆盖膜的TiC(碳化钛)的覆盖膜53，再在作为硬质陶瓷的覆盖膜的TiC的覆盖膜53上，形成镍铬镀层54作为金属覆盖膜。
本实施方式涉及的喷镀用喷嘴51，通过形成上述结构，焊接时的耐热性好，且不易附着溅射物。由此，能够防止该喷镀用喷嘴51由于焊接中的热量引起的变形、溅射物的附着及剥落造成的变形等而导致寿命变短，实现高寿命化。
也就是说，因为本实施方式涉及的喷镀用喷嘴51寿命极长，能够长时间地连续使用，所以实现更换作业的大幅削减及成本的削减。
在本实施方式中，硬质陶瓷的覆盖膜及在该硬质陶瓷的覆盖膜上所形成的金属覆盖膜，可以使用与上述实施方式1相同的材料。
下面，根据评价试验的结果更具体地说明本发明。以下，对下述的铜制的喷镀用喷嘴进行寿命评价试验的情况进行说明，该喷镀用喷嘴是利用上述的放电表面处理，在由铜构成的喷镀用喷嘴主体上形成TiC覆盖膜之后，再在该TiC覆盖膜上实施镀镍铬。
评价试验分别使用如下所示的4个种类的样本进行。
<喷镀用喷嘴>
(样本13)
铜制的喷镀用喷嘴(现有产品)
(样本14)
在铜制的喷镀用喷嘴表面实施镀镍铬的喷镀用喷嘴
(样本15)
在铜制的喷镀用喷嘴表面利用放电表面处理形成TiC覆盖膜的喷镀用喷嘴
(样本16)
在铜制的喷镀用喷嘴表面利用放电表面处理形成TiC覆盖膜，再在其上实施镀镍铬的喷镀用喷嘴
将对以上的样本的评价内容及寿命(以样本13的寿命为1时的比较)表示在表4中。
表4
| 评价内容 | 寿命 | ||
| 样本13 | 铜制的喷镀用喷嘴(现有产品) | 柔软、易损伤易附着溅射物 | 1 |
| 样本14 | 在铜制的喷镀用喷嘴的表面实施了镀镍铬的喷镀用喷嘴 | 表面变硬，但与样本13比没有变化 | 1.5 |
| 样本15 | 在铜制的喷镀用喷嘴的表面利用放电表面处理形成TiC覆盖膜的喷镀用喷嘴 | 表面变硬，但附着有溅射物，长时间使用则覆盖膜剥落 | 2 |
| 样本16 | 在铜制喷镀用喷嘴的表面利用放电表面处理形成TiC覆盖膜后，实施镀镍铬的喷镀用喷嘴 | 表面硬度比样本15低，但不易损伤，不易附着溅射物 | 4 |
如表4所示，样本14(在铜制的喷镀用喷嘴的表面实施了镀镍铬的喷镀用喷嘴)及样本15(在铜制的喷镀用喷嘴表面利用放电表面处理形成TiC覆盖膜的喷镀用喷嘴)，也得到了稍微的寿命的延长。而且，比较样本14和样本15，样本15能够得到更好的寿命延长效果。也就是说，可以说通过在铜制的喷镀用喷嘴上利用放电表面处理形成TiC覆盖膜，能够得到某种程度的良好的寿命延长效果。
另一方面，样本16(在铜制的喷镀用喷嘴上利用放电表面处理形成TiC覆盖膜，再在其上实施镀镍铬的喷镀用喷嘴)，得到比其他结果更大的效果。
样本16的寿命变长的原因可推测如下。
铜是热传导性好的材质而熔点高。相反，TiC热传导性差而熔点高。因为若热传导性不好则容易局部地温度升高，所以容易成为溅射物附着，覆盖膜破损的原因。但是，利用放电表面处理所形成的覆盖膜如前所述，是具有倾斜性的覆盖膜，硬的TiC覆盖膜成为立刻与热传导性好的铜的成分相融合的覆盖膜。因此，被认为成为这样一种理想的覆盖膜，即，热量导致的熔化利用熔点高的表面TiC的成分被防止，向喷镀用喷嘴的热量输入可以利用热传导性好的紧下面的铜的成分立即散发。
但是，利用放电表面处理所形成的硬质陶瓷的覆盖膜，粗糙到表面粗糙度10μm左右，覆盖膜的厚度波动大。因此，只有硬质陶瓷的覆盖膜也可以得到上述的延长寿命的效果，但考虑仅通过该硬质陶瓷的覆盖膜则喷镀用喷嘴寿命延长的效果被限制。为了弥补这一点，本发明的主旨就是，利用熔点较高的材料即镍铬等的金属覆盖膜，覆盖利用放电表面处理所形成的硬质陶瓷的覆盖膜的表面。
特别是在喷镀用喷嘴中，因为焊接的热量直接传递，所以喷镀用喷嘴成为几百℃的高温。因为如果喷镀用喷嘴达到高温，则镀镍铬覆盖膜中的Cr(铬)氧化，成为Cr2O3(氧化铬)，从而发挥润滑性，所以可以推测具有以下效果，即，不易在喷镀用喷嘴的表面附着溅射物。
另外，在上述的评价试验中，说明了使用铜制的喷镀用喷嘴主体作为喷镀用喷嘴主体的情况，但通过试验可以确认，在使用铁(Fe)制的喷镀用喷嘴主体或者铝(Al)制的喷镀用喷嘴主体，作为喷镀用喷嘴主体的情况下，也可以得到与上述相同的效果。
因此，由本发明，可以得到与现有的喷镀用喷嘴相比，寿命高的喷镀用喷嘴。由此，能够提供可长时间地连续使用，并实现更换作业的大幅削减及成本的削减的喷镀用喷嘴。
工业实用性
如上所述，本发明涉及的加工机用喷嘴适合在进行苛刻条件下的使用的加工相关产业中使用，尤其适合在进行暴露在热量或熔化材料等的溅射物条件下的使用的加工相关产业中使用。
Claims (18)
1.一种加工机用喷嘴，其特征在于，
具有在金属母材表面形成的硬质陶瓷的覆盖膜。
2.如权利要求1所述的加工机用喷嘴，其特征在于，
还具有在前述硬质陶瓷的覆盖膜上形成的、以从Cr、Ni、Fe、W、Mo所构成的群中选出的1种或1种以上的金属元素为主要成分的覆盖膜。
3.如权利要求1或2所述的加工机用喷嘴，其特征在于，
前述硬质陶瓷的覆盖膜，是使用将以易碳化的金属的粉末或金属碳化物的粉末为主要成分的粉末压缩成型而成的粉末压缩体电极，在加工液中利用放电表面处理形成的。
4.如权利要求1～3所述的加工机用喷嘴，其特征在于，
前述金属母材以铜、铁或铝为主要成分。
5.一种焊接用导电嘴，其特征在于，
具有在金属母材表面形成的硬质陶瓷的覆盖膜。
6.如权利要求5所述的焊接用导电嘴，其特征在于，
还具有在前述硬质陶瓷的覆盖膜上形成的、以从Cr、Ni、Fe、W、Mo所构成的群中选出的1种或1种以上的金属元素为主要成分的覆盖膜。
7.如权利要求5或6所述的焊接用导电嘴，其特征在于，
前述硬质陶瓷的覆盖膜，是使用将以易碳化的金属的粉末或金属碳化物的粉末为主要成分的粉末压缩成型而成的粉末压缩体电极，在加工液中利用放电表面处理形成的。
8.如权利要求5～7所述的焊接用导电嘴，其特征在于，
前述金属母材以铜、铁或铝为主要成分。
9.一种加工机用喷嘴的制造方法，其特征在于，
包含在金属母材表面形成硬质陶瓷的覆盖膜的工序。
10.如权利要求9所述的加工机用喷嘴的制造方法，其特征在于，
包含下述工序，即，在前述硬质陶瓷的覆盖膜上，形成以从Cr、Ni、Fe、W、Mo所构成的群中选出的1种或1种以上的金属元素为主要成分的覆盖膜。
11.如权利要求10所述的加工机用喷嘴的制造方法，其特征在于，
通过表面处理形成以从前述Cr、Ni、Fe、W、Mo所构成的群中选出的1种或1种以上的金属元素为主要成分的覆盖膜。
12.如权利要求9～11所述的加工机用喷嘴的制造方法，其特征在于，
在形成前述硬质陶瓷的覆盖膜的工序中，使用将以易碳化的金属的粉末或金属碳化物的粉末为主要成分的粉末压缩成型的粉末压缩体电极，在加工液中利用放电表面处理，形成前述硬质陶瓷的覆盖膜。
13.如权利要求9～12所述的加工机用喷嘴的制造方法，其特征在于，
使用以铜、铁或铝为主要成分的金属材料作为前述金属母材。
14.一种焊接用导电嘴的制造方法，其特征在于，
包含在金属母材表面形成硬质陶瓷的覆盖膜的工序。
15.如权利要求14所述的焊接用导电嘴的制造方法，其特征在于，
包含下述工序，即，在前述硬质陶瓷的覆盖膜上，形成以从Cr、Ni、Fe、W、Mo所构成的群中选出的1种或1种以上的金属元素为主要成分的覆盖膜。
16.如权利要求15所述的焊接用导电嘴的制造方法，其特征在于，
通过表面处理形成以从前述Cr、Ni、Fe、W、Mo所构成的群中选出的1种或1种以上的金属元素为主要成分的覆盖膜。
17.如权利要求14～16所述的焊接用导电嘴的制造方法，其特征在于，
在形成前述硬质陶瓷的覆盖膜的工序中，使用将以易碳化的金属的粉末或金属碳化物的粉末为主要成分的粉末压缩成型的粉末压缩体电极，在加工液中利用放电表面处理，形成前述硬质陶瓷的覆盖膜。
18.如权利要求14～17所述的焊接用导电嘴的制造方法，其特征在于，
使用以铜、铁或铝为主要成分的金属材料作为前述金属母材。
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