DE112009000308T5 - Spark-erosive coating method and thereby used green compact electrode - Google Patents

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Abstract

Funkenerosives Beschichtungsverfahren, die folgenden Schritte umfassend:
Erzeugen gepulster Entladung zwischen einer Grünlingelektrode und einer Targetoberfläche in einer Arbeitsflüssigkeit, wodurch eine Komponente der Grünlingelektrode zur Bildung einer Beschichtung auf die Targetoberfläche abgeschieden wird,
wobei das Erzeugen die Verwendung der Grünlingelektrode umfasst, die durch Druckformen von ihre Hauptkomponente bildendem Metallpulver gebildet wird, dessen Partikel an ihrer Oberfläche eine Oxidschicht aufweisen, wobei die Oxidschicht dicker ist als eine normalerweise bei Normaltemperatur in Luft erhaltene Oxidschicht, wodurch die Metallkomponente der Grünlingelektrode zur Ausbildung der die Metallkomponente als eine Hauptkomponente enthaltenden Beschichtung auf die Targetoberfläche abgeschieden wird.Spark erosive coating process comprising the following steps:
Generating pulsed discharge between a green compact electrode and a target surface in a working fluid whereby a component of the green compact electrode is deposited on the target surface to form a coating,
wherein the generating comprises using the green compact electrode formed by pressure forming metal powder forming its main component, the particles of which have an oxide layer on its surface, the oxide layer being thicker than an oxide layer normally obtained in air at normal temperature, whereby the metal component of the green compact electrode Forming the coating containing the metal component as a main component is deposited on the target surface.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein funkenerosives Beschichtungsverfahren zur Beschichtung einer Oberfläche eines Behandlungsobjekts durch gepulste Entladung auf das Behandlungsobjekt unter Verwendung einer Grünlingelektrode aus einem Metallpulver oder dergleichen. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein funkenerosives Beschichtungsverfahren, welches das Beschichten eines Metalls mit niedrigem Schmelzpunkt, wie etwa Aluminium, mit einer harten, dicken Beschichtung ermöglicht, sowie eine dabei eingesetzte Grünlingelektrode.The The present invention relates to a spark erosive coating method for coating a surface of a treatment object by pulsed discharge on the treatment object using a green compact electrode made of a metal powder or the like. In particular, the present invention relates to a spark erosive Coating process which involves coating a metal with low melting point, such as aluminum, with a hard, thick Coating allows, as well as a green compact electrode used.

Aluminium und dessen Legierungen (nachfolgend einfach als Aluminiummaterial bezeichnet) sind leicht und weisen eine ausgezeichnete Verformbarkeit auf, bringen jedoch die Nachteile geringer Verschleißfestigkeit und geringer Korrosionsbeständigkeit mit sich. Anodisierungsverfahren und Gasphasenabscheidungsverfahren wie etwa PVD und CVD wurden daher als Verfahren zur Oberflächenbehandlung entwickelt, die es ermöglichen, eine Oberfläche eines Aluminiummaterials mit einer härteren Beschichtung zu beschichten. Um ein Aluminiummaterial, das eine geringe Hochtemperaturfestigkeit aufweist, gegenüber hohen Temperaturen abzuschirmen, wurden Beschichtungsverfahren wie etwa Plattieren oder thermisches Spritzen industriell eingesetzt. Da Anodisierungsverfahren und Plattieren elektrochemische Reaktionen in Elektrolyselösungen nutzen, weisen sie jedoch den Nachteil auf, dass es schwierig ist, ein Aluminiummaterial partiell zu behandeln. Aufgrund des hohen Wärmeeintrags in das Aluminiummaterial hat thermisches Spritzen darüber hinaus den Nachteil, dass das Aluminiummaterial durch die Wärme deformiert wird. Darüber hinaus haben Gasphasenabscheidungsverfahren wie zum Beispiel PVD und CVD den Nachteil hoher Anlagenkosten, da ein Behandlungsofen unter Vakuum betrieben werden muss.aluminum and its alloys (hereinafter simply as aluminum material referred to) are lightweight and have excellent ductility However, the disadvantages of low wear resistance and low corrosion resistance. anodizing and vapor deposition methods such as PVD and CVD were therefore developed as a method of surface treatment, the allow a surface of an aluminum material coat with a harder coating. To one Aluminum material which has low high-temperature strength, to shield against high temperatures were coating methods such as plating or thermal spraying industrially used. As anodization and plating electrochemical reactions use in electrolysis solutions, but they have the disadvantage that it is difficult to partially treat an aluminum material. Due to the high heat input into the aluminum material In addition, thermal spraying has the disadvantage that the aluminum material is deformed by the heat. In addition, have vapor deposition processes such as For example, PVD and CVD the disadvantage of high equipment costs, as a Treatment furnace must be operated under vacuum.

In den letzten Jahren wurde ein Oberflächenbehandlungsverfahren entwickelt, das alle diese Nachteile beseitigt. Insbesondere ist dies ist ein funkenerosives Beschichtungsverfahren, das es ermöglicht, eine partielle Behandlung leicht durchzuführen, einen solch geringen Wärmeeintrag erfordert, dass keine Verformung eintreten kann und die Ausführung der Verfahren unter Normaldruck und kostengünstig ermöglicht. Diese funkenerosive Beschichtungsbehandlung bildet eine harte Beschichtung wie folgt (siehe Patentdokument 1). Genauer wird durch Druckformen eines Pulvers aus Metall, Keramik oder dergleichen eine Grünlingelektrode erhalten. In einer organischen Arbeitsflüssigkeit wird ein Aluminiummaterial unter Verwendung der Grünlingelektrode gepulster Entladung unterzogen. Dadurch wird eine Komponente der Grünlingelektrode transferiert und auf eine Oberfläche des Aluminiummaterials abgeschieden.In The last few years have been a surface treatment process developed that eliminates all these disadvantages. In particular this is a spark-erosive coating process that allows to perform a partial treatment easily, such a low heat input requires no deformation can occur and the execution of the process under normal pressure and cost-effective. This spark erosive Coating treatment forms a hard coating as follows (see Patent Document 1). More precisely, by pressure forming a powder made of metal, ceramic or the like a green compact electrode receive. In an organic working fluid is an aluminum material using the green compact electrode subjected to pulsed discharge. This will be a component of Green compact electrode transferred and onto a surface of the aluminum material deposited.

Ein Merkmal dieser funkenerosiven Beschichtungsbehandlung besteht darin, dass unter Ausnutzung einer Dissoziation einer organischen Arbeitsflüssigkeit in Atome durch eine Entladungsenergie eine Komponente der Grünlingelektrode zur Reaktion mit dem auf diese Weise dissoziierten Kohlenstoff gebracht wird und das so entstandene Carbid dann transferiert wird. Insbesondere verwendet diese Behandlung eine Grünlingelektrode, die durch Druckformen eines gleichmäßig vermischten Pulvers aus leicht zu karbonisierenden Metallen, wie etwa Titan und Niob erhältlich ist. Diese Grünlingelektrode wird in einer organischen Arbeitsflüssigkeit, wie etwa Kerosin, einem Aluminiummaterial gegenüberliegend angeordnet und gepulster Entladung unterzogen, so dass das Elektrodenmaterial und sein Carbid auf die Oberfläche des Aluminiummaterials transferiert werden. Dementsprechend kann eine Beschichtung gebildet werden, die als ihre Hauptkomponente ein Carbid mit hoher Härte enthält und dadurch eine hohe Verschleißfestigkeit aufweist.One A feature of this spark erosive coating treatment is that utilizing a dissociation of an organic working fluid in atoms by a discharge energy, a component of the green compact electrode brought to the reaction with the carbon dissociated in this way and the resulting carbide is then transferred. Especially This treatment uses a green compact electrode, the by pressure forming a uniformly mixed Powders of easily carbonated metals, such as titanium and Niobium is available. This green electrode will be in an organic working fluid, such as kerosene, an aluminum material arranged opposite and subjected to pulsed discharge, so that the electrode material and its carbide transferred to the surface of the aluminum material become. Accordingly, a coating can be formed which as its main component is a carbide of high hardness contains and thus a high wear resistance having.

Die oben beschriebene funkenerosive Beschichtungsbehandlung verbessert aufgrund des hochharten Carbids die Verschleißfestigkeit, weist jedoch dahingehend ein Problem auf, dass sie nicht in der Lage ist, eine Beschichtung zu ergeben, die so dick ist, dass das Aluminiummaterial gegen hohe Temperaturen abgeschirmt werden kann. Dies ist darauf zurückzuführen, dass, da im Verlauf der Beschichtungsabscheidung mit zunehmendem Anteil des Carbids an der Beschichtungsoberfläche die Leitfähigkeit der Beschichtungsoberfläche abnimmt und die gepulste Entladung daher nicht mehr korrekt verläuft. Auch wenn gepulste Entladung durch Anlegen einer höheren Spannung hervorgerufen wird, verhindert das schwach reaktive Carbid mit hohem Schmelzpunkt an der Beschichtungsoberfläche den Transfer von eluiertem Elektrodenmaterial, wodurch die Ausbildung einer dicken Beschichtung erschwert wird.The improved spark erosive coating treatment described above due to the high-hardness carbide the wear resistance, However, it has a problem that it is not in the Able to give a coating that is so thick that the Aluminum material can be shielded against high temperatures. This is due to the fact that, in the course of the coating deposition with increasing proportion of the carbide on the coating surface the conductivity the coating surface decreases and the pulsed discharge therefore no longer runs correctly. Even if pulsed discharge caused by applying a higher voltage prevented the weakly reactive high melting point carbide on the coating surface the transfer of eluted electrode material, causing the training a thick coating is difficult.

Zur Lösung dieses Problems offenbart Patentdokument 2 ein Verfahren wie folgt zur Bildung einer dicken Beschichtung, obwohl das Behandlungsobjekt kein Aluminiummaterial ist. Insbesondere wird eine Grünlingelektrode dadurch erhalten, dass ein Pulver eines leicht karbonisierenden Metalls wie zum Beispiel Titan oder Niob, mit einem Pulver eines Metalls wie etwa Kobalt, das weniger leicht karbonisiert wird als das erstgenannte Metall, gemischt wird. Unter Verwendung der gemischten Metallpulver wird eine funkenerosive Beschichtungsbehandlung an der Oberfläche eines Stahlmaterials durchgeführt, um dadurch die Menge eines Materials zu erhöhen, das in einer Beschichtung in metallischer Form verbleibt.to To solve this problem, Patent Document 2 discloses a method as follows to form a thick coating, although the treatment object no aluminum material is. In particular, a green compact electrode becomes obtained by using a powder of a slightly carbonating Metal such as titanium or niobium, with a powder of a Metal such as cobalt, which is less carbonated than the former metal is mixed. Using the mixed Metal powder becomes a spark erosive coating treatment performed the surface of a steel material, thereby increasing the amount of a material that is in a coating in metallic form remains.

Wenn jedoch bei der oben genannten funkenerosiven Beschichtungsbehandlung unter Verwendung der Grünlingelektrode, in der das weniger leicht karbonisierende Metall beigemischt ist, ein Metall mit niedrigem Schmelzpunkt, wie etwa ein Aluminiummaterial, eingesetzt wird, wird das Aluminiummaterial durch die Wärme der elektrischen Entladung stärker eluiert als das Elektrodenmaterial. Folglich ist der Transfer des Elektrodenmaterials und seines Carbids auf die Oberfläche des Aluminiummaterials schwierig.If however, in the above-mentioned spark erosion coating treatment using the green compact electrode in which the less slightly carbonated metal is added, a metal with low Melting point, such as an aluminum material, is used the aluminum material by the heat of the electrical Discharge eluted more than the electrode material. consequently is the transfer of the electrode material and its carbide on the surface of the aluminum material difficult.

Wenn die angelegte Spannung verringert und die Pulsbreite erhöht wird, um die Elution des Aluminiummaterials zu unterdrücken, wird die Reaktionszeit mit den aus der Arbeitsflüssigkeit dissoziierten Kohlenstoffatomen länger, was dementsprechend das Karbonisierungsverhältnis erhöht, selbst wenn das Metall schwer zu karbonisieren ist. Daher ist die Bildung einer dicken Beschichtung aus dem obengenannten Grund nicht zu erwarten. Darüber hinaus wird mit zunehmender Pulsbreite die zu einem Zeitpunkt durch gepulste Entladung eluierte Menge der Grünlingelektrode größer. Dies führt zur Abscheidung des Carbids in Form einer großen Masse und dadurch entsteht eine Beschichtung mit vielen Defekten.

  • [Patentdokument 1] JP 2002-242621 A
  • [Patentdokument 2] JP 7-197275 A
When the applied voltage is decreased and the pulse width is increased to suppress the elution of the aluminum material, the reaction time with the carbon atoms dissociated from the working liquid becomes longer, which accordingly increases the carbonization ratio even if the metal is difficult to carbonize. Therefore, the formation of a thick coating is not expected for the above reason. Moreover, as the pulse width increases, the amount of green compact electrode eluted by pulsed discharge at a time becomes larger. This leads to the deposition of the carbide in the form of a large mass and thereby creates a coating with many defects.
  • [Patent Document 1] JP 2002-242621 A
  • [Patent Document 2] JP 7-197275 A

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

[Probleme, die durch die Erfindung gelöst werden sollen][Problems solved by the invention should be]

Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf diese Umstände gemacht und hat die Aufgabe, Folgendes bereitzustellen: ein funkenerosives Beschichtungsverfahren, das auch auf einem Metall mit niedrigem Schmelzpunkt, wie zum Beispiel einem Aluminiummaterial die Bildung einer hochwertigen, dicken Beschichtung, die hauptsächlich ein Metall hoher Härte enthält, erlaubt, ohne dass man auf ein die elektrische Leitfähigkeit verringerndes Carbid angewiesen ist, sowie eine bei dem Verfahren eingesetzte Grünlingelektrode.The The present invention has been made in view of these circumstances and has the task of providing: a spark erosive Coating process, which also applies to a metal with low Melting point, such as aluminum material formation a high quality, thick coating, mainly contains a metal of high hardness, allowed, without that one on a the electrical conductivity decreasing Carbide is dependent, as well as a used in the process Green compact electrode.

[Mittel zur Lösung der Probleme][Means for Solving the Problems]

Zur Lösung der obengenannten Probleme hat der Erfinder ernsthafte Untersuchungen angestellt und auf diese Weise durch die nachstehenden Untersuchungsergebnisse die vorliegende Erfindung erzielt. Selbst bei einem Pulver eines Metalls mit hohem Schmelzpunkt, das die Bildung einer thermisch hochbelastbaren und verschleißfesten Beschichtung ermöglicht, können die Metallpartikel bei einer Temperatur eluiert werden, die niedriger ist, als der Schmelzpunkt des konstituierenden Metalls, sofern eine signifikante Oxidschicht an einer seiner Oberflächen gebildet ist. Folglich kann eine Beschichtung gebildet werden, ohne dass eine große Wärmemenge in eine Targetoberfläche eingebracht wird.to Solving the above problems, the inventor has serious Investigations made and in this way by the following test results achieves the present invention. Even with a powder of a High melting point metal, which is the formation of a thermally highly resilient and wear-resistant coating allows The metal particles can be eluted at a temperature which is lower than the melting point of the constituent Metal, provided a significant oxide layer on one of its surfaces is formed. Consequently, a coating can be formed without that a large amount of heat in a target surface is introduced.

Genauer ist die vorliegende Erfindung ein funkenerosives Beschichtungsverfahren zur Bildung einer Beschichtung durch Erzeugen gepulster Entladung zwischen einer Grünlingelektrode und einer Targetoberfläche in einer Arbeitsflüssigkeit und durch Abscheiden einer Komponente der Grünlingelektrode auf die Targetoberfläche, wobei bei dem funkenerosiven Beschichtungsverfahren
die eingesetzte Grünlingelektrode durch Druckformen eines Metallpulvers als einer Hauptkomponente davon gebildet wird, wobei das Metallpulver an einer Oberfläche eine Oxidschicht aufweist und wobei die Oxidschicht dicker ist als eine normalerweise bei Normaltemperatur in Luft erhaltene Oxidschicht und
eine Metallkomponente der Grünlingelektrode zur Ausbildung der die Metallkomponente als eine Hauptkomponente enthaltenden Beschichtung auf die Targetoberfläche abgeschieden wird.More specifically, the present invention is an electroerosion coating method for forming a coating by generating pulsed discharge between a green compact electrode and a target surface in a working liquid and depositing a component of the green compact electrode onto the target surface, wherein in the spark erosion coating method
the green compact electrode used is formed by pressure molding a metal powder as a main component thereof, the metal powder having an oxide layer on a surface and the oxide layer being thicker than an oxide layer normally obtained in air at normal temperature
a metal component of the green compact electrode is deposited on the target surface to form the coating containing the metal component as a main component.

Darüber hinaus besteht die vorliegende Erfindung in einer bei der funkenerosiven Beschichtungsbehandlung eingesetzten Grünlingelektrode, die durch Druckformen eines Metallpulvers als einer Hauptkomponente davon gebildet wird, wobei das Metallpulver an einer seiner Oberflächen eine Oxidschicht aufweist und wobei die Oxidschicht dicker ist als eine normalerweise bei Normaltemperatur in Luft erhaltene Oxidschicht.About that In addition, the present invention is in a spark erosion Coating treatment used green compact electrode, the by pressure forming a metal powder as a main component of which is formed, wherein the metal powder on one of its surfaces has an oxide layer and wherein the oxide layer is thicker than an oxide layer normally obtained in air at normal temperature.

Wirkung des PatentsEffect of the patent

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Grünlingelektrode durch Druckformen eines Metallpulvers als einer ihrer Hauptkomponenten erhalten, wobei das Metallpulver an seiner Oberfläche eine Oxidschicht mit signifikanter Dicke aufweist. Der Einsatz der Grünlingelektrode ermöglicht es, dass Metallpartikel bei einer Temperatur weit unterhalb des Schmelzpunkts des Metalls an sich von dieser eluiert und zur Beschichtungsbildung auf eine Targetoberfläche abgeschieden werden können. Dementsprechend kann durch gepulste Entladung die Elution und Abscheidung der Metallkomponente in so kurzer Zeit erfolgen, dass mit der Metallkomponente kein Carbid erzeugt werden kann. Folglich kann eine Beschichtung gebildet werden, ohne dass eine große Wärmemenge in die Targetoberfläche eingebracht wird. Damit kann sogar auf einem Metall mit niedrigem Schmelzpunkt, wie etwa einem Aluminiummaterial, eine thermisch hochbelastbare und verschleißfeste Beschichtung gebildet werden, die hauptsächlich ein hartes Metall mit hohem Schmelzpunkt enthält.According to the The present invention is a green compact electrode Printing forms of a metal powder as one of its main components obtained, wherein the metal powder on its surface an oxide layer having significant thickness. The use of the green compact electrode allows metal particles at a temperature far below the melting point of the metal itself eluted and for coating on a target surface can be separated. Accordingly, by pulsed discharge, the elution and deposition of the metal component done in such a short time that generated with the metal component no carbide can be. Consequently, a coating can be formed without that a large amount of heat in the target surface is introduced. Thus, even on a metal with a low melting point, such as an aluminum material, a high thermal load and wear-resistant coating are formed mainly contains a hard metal with a high melting point.

Darüber hinaus kann eine Beschichtung hauptsächlich mit einer Metallkomponente gebildet werden und die Beschichtungsform ist nicht von einem Carbid abhängig. Auf diese Weise wird keine Abnahme der Leitfähigkeit der Beschichtungsoberfläche erzeugt, wodurch eine dicke Beschichtung erhalten wird. Zusätzlich kann eine gleichmäßige Beschichtung ohne Variation ihrer Komponente in Dickenrichtung gebildet werden. Da die Beschichtungsform nicht von Carbid abhängig ist, kann ferner eine Arbeitsflüssigkeit, die von einer organischen Arbeitsflüssigkeit verschieden ist, verwendet werden, sofern es sich um eine isolierende Arbeitsflüssigkeit handelt, die nicht mit der Metallkomponente reagiert. Dementsprechend kann unabhängig von den elektrischen Entladungsbedingungen auch eine Beschichtung gebildet werden, die kein Carbid enthält.In addition, a coating may be formed mainly with a metal component, and the coating form is not ei dependent on carbide. In this way, no decrease in the conductivity of the coating surface is produced, whereby a thick coating is obtained. In addition, a uniform coating without variation of its component in the thickness direction can be formed. Further, since the coating form is not dependent on carbide, a working liquid other than an organic working liquid may be used, as long as it is an insulating working liquid which does not react with the metal component. Accordingly, regardless of the electric discharge conditions, a coating containing no carbide can be formed.

In der vorliegenden Erfindung ist das Metallpulver vorzugsweise ein Pulver eines Metalls, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: Molybdän (Mo), Wolfram (W), Chrom (Cr), Molybdänlegierungen, Wolframlegierungen und Chromlegierungen. Das Metallpulver kann auch ein Mischpulver aus zwei oder mehreren Metallen sein, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus: Molybdän, Wolfram, Chrom, Molybdänlegierungen, Wolframlegierungen und Chromlegierungen. Jedes beliebige dieser Metalle aus der sechsten Hauptgruppe des Periodensystems und dessen Legierungen kann alleine verwendet werden, um eine thermisch hochbelastbare und verschleißfeste Beschichtung zu bilden.In In the present invention, the metal powder is preferably one Powder of a metal selected from the group consisting of: molybdenum (Mo), tungsten (W), chromium (Cr), Molybdenum alloys, tungsten alloys and chromium alloys. The metal powder may also be a mixed powder of two or more Be metals that are selected from the group consisting made of: molybdenum, tungsten, chromium, molybdenum alloys, Tungsten alloys and chrome alloys. Any one of these Metals from the sixth main group of the periodic table and its Alloys can be used alone to provide a high thermal load and wear-resistant coating.

Die Grünlingelektrode der vorliegenden Erfindung wird darüber hinaus vorzugsweise durch Druckformen von Metallpulver, dem eine Metallseife zugefügt ist, gebildet. Das Hinzufügen einer Metallseife verbessert selbstverständlich die Formbarkeit der Grünlingelektrode, beschleunigt aber auch die Elution der Metallkomponente zum Zeitpunkt der funkenerosiven Beschichtungsbehandlung. Dies ist nützlich wenn eine Beschichtung durch kurzzeitiges Ausführen gepulster Entladung unter Unterdrückung von Wärmeeintrag in die Targetoberfläche gebildet wird.The Green compact electrode of the present invention is about addition, preferably by pressure molding of metal powder, the one Metal soap is added, formed. The addition Of course, a metal soap improves the moldability of the Greening electrode, but also accelerates the elution of Metal component at the time of the spark erosive coating treatment. This is useful when coating by running for a short time Pulsed discharge with suppression of heat input is formed in the target surface.

Weiterhin wird die Grünlingelektrode der vorliegenden Erfindung vorzugsweise durch Druckformen des Metallpulvers, dem ein Kupferpulver oder ein Silberpulver zugefügt ist, gebildet. Die Beimengung eines Kupferpulvers oder eines Silberpulvers macht die Leitfähigkeit der porösen Grünlingelektrode gleichmäßig und ermöglicht daher gleichmäßige gepulste Entladung zwischen der Elektrode und der Targetoberfläche. Dies ist nützlich, um Defekte in der Beschichtung aufgrund lokaler elektrischer Entladung zu verhindern.Farther For example, the green compact electrode of the present invention is preferred by pressure forming the metal powder containing a copper powder or a Silver powder is added formed. The addition of a Copper powder or a silver powder makes the conductivity the porous green compact electrode evenly and therefore allows even pulsed Discharge between the electrode and the target surface. This is useful to due to defects in the coating to prevent local electrical discharge.

Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

1 ist eine schematische Zeichnung, die eine Vorrichtung zur funkenerosiven Beschichtung zur Durchführung eines funkenerosiven Beschichtungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. 1 FIG. 12 is a schematic drawing showing an EDM coating apparatus for performing an EDM coating method according to the present invention. FIG.

2 ist eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen einer oxidierten Menge von Metallpulver und einer Schichtdicke. 2 Fig. 12 is a graph showing the relationship between an oxidized amount of metal powder and a layer thickness.

3 ist ein REM-Querschnittsbild, das eine Beschichtung (A) eines ersten Beispiels der vorliegenden Erfindung zeigt. 3 Fig. 12 is an SEM cross-sectional image showing a coating (A) of a first example of the present invention.

4 ist ein REM-Querschnittsbild, das eine Beschichtung eines Vergleichsbeispiels zeigt. 4 FIG. 12 is a SEM cross-sectional image showing a coating of a comparative example. FIG.

5 ist ein REM-Querschnittsbild einer Beschichtung durch ein herkömmliches Verfahren. 5 is a SEM cross-sectional image of a coating by a conventional method.

6 ist eine graphische Darstellung, welche die Beziehung zwischen einer zugefügten Menge einer Metallseife (Zinkstearat) und einer Schichtdicke zeigt. 6 Fig. 12 is a graph showing the relationship between an added amount of a metallic soap (zinc stearate) and a layer thickness.

7 ist ein REM-Querschnittsbild, das eine Beschichtung (A2) eines zweiten Beispiels der vorliegenden Erfindung zeigt. 7 Fig. 10 is a SEM cross-sectional image showing a coating (A2) of a second example of the present invention.

8 ist eine graphische Darstellung, die das Ergebnis einer Röntgenstrahlenbeugung der Beschichtung (A2) des zweiten Beispiels der vorliegenden Erfindung zeigt. 8th Fig. 12 is a graph showing the result of X-ray diffraction of the coating (A2) of the second example of the present invention.

9(a) ist ein REM-Bild einer Beschichtung in der Nähe eines Defekts. Die 9(b) und 9(c) sind Bilder, welche eine durch EDX-Analysen erhaltene Kohlenstoffverteilung beziehungsweise Sauerstoffverteilung im gleichen Bereich wie in 9(a) zeigen. 9 (a) is an SEM image of a coating near a defect. The 9 (b) and 9 (c) are images showing a carbon distribution or oxygen distribution obtained by EDX analyzes in the same range as in 9 (a) demonstrate.

10 ist ein REM-Querschnittsbild, das eine Beschichtung (A3) eines dritten Beispiels der vorliegenden Erfindung zeigt. 10 Fig. 10 is a SEM cross-sectional image showing a coating (A3) of a third example of the present invention.

11(a) ist das REM-Querschnittsbild der 10 in reduziertem Maßstab. Die 11(b) bis 11(f) sind Bilder, welche jeweils durch EDX-Analysen erhaltene Verteilungen von Kohlenstoff, Sauerstoff, Aluminium, Kupfer und Molybdän im gleichen Bereich wie in 11(a) zeigen. 11 (a) is the SEM cross-sectional image of 10 on a reduced scale. The 11 (b) to 11 (f) are images showing distributions of carbon, oxygen, aluminum, copper and molybdenum in the same region as in each case obtained by EDX analyzes 11 (a) demonstrate.

12 ist eine graphische Darstellung, welche die Härte nach Vickers der Beschichtung (A3) des dritten Beispiels der vorliegenden Erfindung an jedem Messpunkt zeigt. 12 Fig. 12 is a graph showing the Vickers hardness of the coating (A3) of the third example of the present invention at each measurement point.

13 ist eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen einer oxidierten Menge eines Mischpulvers aus Molybdänpulver und Chrompulver und einer Schichtdicke auf einer Oberfläche eines Magnesiummaterials. 13 Fig. 12 is a graph showing the relationship between an oxidized amount of a mixed powder of molybdenum powder and chromium powder and a layer thickness on a surface of a magnesium material.

14 ist ein REM-Querschnittsbild, das eine Beschichtung (A4) eines vierten Beispiels der vorliegenden Erfindung zeigt. 14 Fig. 15 is a SEM cross-sectional image showing a coating (A4) of a fourth example of the present invention.

15 ist ein REM-Querschnittsbild, das eine Beschichtung eines Vergleichsbeispiels zeigt. 15 FIG. 12 is a SEM cross-sectional image showing a coating of a comparative example. FIG.

16 ist eine graphische Darstellung, welche die Beziehung zwischen einer zugefügten Menge einer Metallseife (Zinkstearat) und einer Schichtdicke zeigt. 16 Fig. 12 is a graph showing the relationship between an added amount of a metallic soap (zinc stearate) and a layer thickness.

17 ist ein REM-Querschnittsbild, das eine Beschichtung (A5) eines fünften Beispiels der vorliegenden Erfindung zeigt. 17 Fig. 15 is a SEM cross-sectional image showing a coating (A5) of a fifth example of the present invention.

18 ist eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen einer oxidierten Menge eines Mischpulvers aus Molybdänpulver und Chrompulver und einer Schichtdicke auf einer Oberfläche eines Titanmaterials. 18 Fig. 16 is a graph showing the relationship between an oxidized amount of a mixed powder of molybdenum powder and chromium powder and a layer thickness on a surface of a titanium material.

19 ist ein REM-Querschnittsbild, das eine Beschichtung (A6) eines sechsten Beispiels der vorliegenden Erfindung zeigt. 19 Fig. 15 is a SEM cross-sectional image showing a coating (A6) of a sixth example of the present invention.

20 ist ein REM-Querschnittsbild, das eine Beschichtung eines Vergleichsbeispiels zeigt. 20 FIG. 12 is a SEM cross-sectional image showing a coating of a comparative example. FIG.

21 ist eine graphische Darstellung, welche die Beziehung zwischen einer zugefügten Menge einer Metallseife (Zinkstearat) und einer Schichtdicke zeigt. 21 Fig. 12 is a graph showing the relationship between an added amount of a metallic soap (zinc stearate) and a layer thickness.

22 ist ein REM-Querschnittsbild, das eine Beschichtung (A7) eines siebten Beispiels der vorliegenden Erfindung zeigt. 22 Fig. 10 is a SEM cross-sectional image showing a coating (A7) of a seventh example of the present invention.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Behandlungsbehältertreatment tank
22
Behandlungsobjekttreatment object
33
GrünlingelektrodeGreen compact electrode
44
StromversorgungseinheitPower supply unit
55
Trägercarrier
1010
Arbeitsflüssigkeitworking fluid
2020
Targetoberflächetarget surface
2121
Beschichtungcoating
3030
elektrische Entladungsoberflächeelectrical discharge surface
3131
Schaftteilshank part

[Beste Ausführungsformen der Erfindung][Best embodiments of the Invention]

Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert beschrieben.following Become embodiments of the present invention with Referring to the drawings described in detail.

1 ist eine schematische Zeichnung, die eine Vorrichtung zur funkenerosiven Beschichtung zur Durchführung eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. In 1 umfasst die Vorrichtung zur funkenerosiven Beschichtung: einen Behandlungsbehälter 1 zur Aufnahme einer Arbeitsflüssigkeit 10; eine Grünlingelektrode 3, die einem aufgenommenen Behandlungsobjekt 2 gegenüberliegend angeordnet ist, wenn sie in die Arbeitsflüssigkeit 10 eingetaucht wird; eine Stromversorgungseinheit 4 und Stromleitungen zum Anlegen von Spannungsimpulsen zwischen dem Behandlungsobjekt 2 und der Grünlingelektrode 3 und dergleichen. Das Behandlungsobjekt 2 ist mit der Kathode der Stromversorgungseinheit 4 verbunden und die Grünlingelektrode 3 ist mit deren Anode verbunden. 1 Fig. 12 is a schematic drawing showing an EDM apparatus for carrying out a method according to the present invention. In 1 includes the apparatus for EDM coating: a treatment tank 1 for receiving a working fluid 10 ; a green compact electrode 3 that is a recorded treatment object 2 is placed opposite when in the working fluid 10 is immersed; a power supply unit 4 and power lines for applying voltage pulses between the treatment object 2 and the green compact electrode 3 and the same. The treatment object 2 is with the cathode of the power supply unit 4 connected and the green compact electrode 3 is connected to its anode.

Die Grünlingelektrode 3 ist an der Spitze eines Schaftteils 31 aus gut leitendem Material, wie beispielsweise Kupfer, mit einem elektrisch leitfähigen Klebstoff angeklebt und befestigt. An der Basis (oberer Endabschnitt) des Schaftteils 31 ist die Grünlingelektrode 3 mittels eines Chuck 51 eines Trägers 5 lösbar gehalten. Der Träger 5 umfasst Mechanismen zur Bewegung und Positionierung in mindestens einer Richtung einer vertikalen Achse und besonders bevorzugt Mechanismen zur Bewegung und Positionierung entlang dreier orthogonaler Achsen einschließlich der einen vertikalen Achse, sowie eine Steuereinheit für die – hier allerdings nicht dargestellten – Mechanismen. Der Träger 5 ist folglich so ausgestaltet, dass er eine elektrische Entladungsoberfläche 30 an der Spitze der Grünlingelektrode 3 bezüglich jedem beliebigen Teil einer Targetoberfläche 20 des Behandlungsobjekts 2 wahlfrei positionieren kann.The green compact electrode 3 is at the tip of a shaft part 31 made of good conductive material, such as copper, glued and fixed with an electrically conductive adhesive. At the base (upper end portion) of the shaft part 31 is the green compact electrode 3 by means of a chuck 51 a carrier 5 kept detachable. The carrier 5 includes mechanisms for movement and positioning in at least one direction of a vertical axis and more preferably mechanisms for movement and positioning along three orthogonal axes including the one vertical axis, and a control unit for the - not shown here - mechanisms. The carrier 5 is thus configured to have an electrical discharge surface 30 at the top of the green body electrode 3 with respect to any part of a target surface 20 of the treatment object 2 can position freely.

Bei der Herstellung der Grünlingelektrode 3 wird vorab ein Metallpulver als Rohmaterial unter atmosphärischen Bedingungen erwärmt, um darauf eine Oxidschicht auszubilden. Die Oxidschicht ist dicker ausgebildet als eine normalerweise bei einer normalen Temperatur erhaltene Oxidschicht. Anschließend wird das einer derartigen Oberflächenoxidationsbehandlung unterzogene Metallpulver als eine Hauptkomponente in einem Formwerkzeug formgepresst. Als das Metallpulver, welches das Rohmaterial bildet, wird ein Pulver aus einem harten Metall mit hohem Schmelzpunkt aus der sechsten Hauptgruppe des Periodensystems bevorzugt, wie etwa Molybdän (Mo), Wolfram (W), oder Chrom (Cr), aus denen jeweils eine thermisch hochbelastbare und verschleißfeste Beschichtung gebildet werden kann.In the production of the green compact electrode 3 In advance, a metal powder as a raw material is heated under atmospheric conditions to form an oxide layer thereon. The oxide layer is made thicker than an oxide layer normally obtained at a normal temperature. Subsequently, the metal powder subjected to such a surface oxidation treatment is press-molded as a main component in a mold. As the metal powder constituting the raw material, a powder of a high melting point hard metal from the sixth main group of the periodic table is preferable, such as molybdenum (Mo), tungsten (W), or chromium (Cr), each of which is a thermal one heavy-duty and wear-resistant coating can be formed.

Diese Metalle können allein oder in Kombination aus zwei oder mehreren gleichmäßig miteinander vermischt verwendet werden. Darüber hinaus kann ein Pulver einer Legierung mit jedem beliebigen der obengenannten Metalle als ihrer Hauptkomponente, also eine Molybdänlegierung, eine Wolframlegierung, eine Chromlegierung oder dergleichen allein oder in Kombination verwendet werden. Da die oben beschriebene oxidative Behandlung bei einer Temperatur ausgeführt wird, die deutlich unter den Schmelzpunkten dieser Metalle liegt, können die Metallpulver entweder vor oder nach der oxidativen Behandlung vermischt werden.These metals may be used alone or in combination of two or more evenly mixed together. Moreover, a powder of an alloy may be used with any of the above-mentioned metals as its main component, that is, a molybdenum alloy, a tungsten alloy, a chromium alloy or the like alone or in combination. Since the above described oxidative treatment is carried out at a temperature which is well below the melting points of these metals, the metal powders can be mixed either before or after the oxidative treatment.

Das das Behandlungsobjekt 2 bildende Metall ist nicht besonders beschränkt. Die vorliegende Erfindung kann bei verschiedenen Arten von metallischen Materialien durchgeführt werden. Gleichwohl ist die vorliegende Erfindung besonders zur Bildung einer Beschichtung auf einer Oberfläche eines Materials geeignet, das aus Aluminium, einer Aluminiumlegierung, Magnesium, einer Magnesiumlegierung, Titan oder einer Titanlegierung besteht, auf denen die Bildung einer dicken Beschichtung bisher schwierig war. Darüber hinaus kann wie bei einer gebräuchlichen Behandlung als Arbeitsflüssigkeit 10 eine organische Arbeitsflüssigkeit, wie etwa ein Mineralöl, eingesetzt werden. Allerdings kann auch eine Arbeitsflüssigkeit, die von einer organischen Arbeitsflüssigkeit verschieden ist, verwendet werden, sofern es sich um eine isolierende Arbeitsflüssigkeit handelt, die nicht mit einer Metallkomponente reagiert.That the treatment object 2 forming metal is not particularly limited. The present invention can be practiced on various types of metallic materials. However, the present invention is particularly suitable for forming a coating on a surface of a material consisting of aluminum, an aluminum alloy, magnesium, a magnesium alloy, titanium or a titanium alloy, on which the formation of a thick coating has heretofore been difficult. In addition, as with a common treatment as a working fluid 10 an organic working fluid such as a mineral oil. However, a working fluid other than an organic working fluid may also be used, as long as it is an insulating working fluid that does not react with a metal component.

Bei einer funkenerosiven Beschichtungsbehandlung werden von der Stromversorgungseinheit 4 zwischen der Grünlingelektrode 3 und dem in die Arbeitsflüssigkeit 10 eingetauchten Behandlungsobjekt 2 Spannungsimpulse angelegt, wodurch zwischen der elektrischen Entladungsoberfläche 30 der Grünlingelektrode 3 und der Targetoberfläche 20 gepulste Entladung auftritt. Durch die auf diese Weise erzeugte Entladungsenergie werden Metallpartikel, welche die Grünlingelektrode 3 bilden, eluiert und auf die Targetoberfläche 20 abgeschieden, wodurch eine Beschichtung 21 entsteht.In a spark erosion coating treatment are from the power supply unit 4 between the green compact electrode 3 and into the working fluid 10 submerged treatment object 2 Applied voltage pulses, whereby between the electrical discharge surface 30 the green compact electrode 3 and the target surface 20 pulsed discharge occurs. By the discharge energy generated in this way, metal particles forming the green compact electrode become 3 form, elute and onto the target surface 20 deposited, creating a coating 21 arises.

Als eine Bedingung für die elektrische Entladung wird eine geringe Pulsbreite gewählt, damit die eluierte Metallkomponente nicht mit Kohlenstoff in der Arbeitsflüssigkeit reagiert. Durch Verwendung der Grünlingelektrode 3, die als ihre Hauptkomponente ein an einer Oberfläche mit einer Oxidschicht versehenes Metallpulver einschließt, wird zumindest zwischen Teilen von Kontaktflächen der Metallpartikel, welche die Grünlingelektrode 3 bilden, ein Oxid angeordnet. Dies schwächt die Bindungen zwischen den Metallpartikeln und erhöht auch den elektrischen Widerstand an den Kontaktflächen der Metallpartikel, wodurch die lokale Wärmeentwicklung zunimmt. Kurzzeitige gepulste Entladung ermöglicht folglich die Elution und Abscheidung der Metallkomponente. Außerdem wird bei Molybdän, Wolfram oder Legierungen von diesen der Schmelzpunkt von Flächenteilen der Metallpartikel durch die Oxidschichten auf den Oberflächen abgesenkt. Auf diese Weise können die Metallpartikel bei einer Temperatur eluiert werden, die niedriger ist, als der Schmelzpunkt des Metalls an sich. Dies trägt ebenfalls zum Transfer der Metallkomponente durch die kurzzeitige gepulste Entladung bei.As a condition for the electric discharge, a small pulse width is selected so that the eluted metal component does not react with carbon in the working fluid. By using the green compact electrode 3 comprising, as its main component, a metal powder provided on a surface with an oxide film, at least between parts of contact surfaces of the metal particles forming the green compact electrode 3 form an oxide arranged. This weakens the bonds between the metal particles and also increases the electrical resistance at the contact surfaces of the metal particles, whereby the local heat development increases. Short-term pulsed discharge thus allows the elution and deposition of the metal component. Moreover, with molybdenum, tungsten or alloys thereof, the melting point of surface portions of the metal particles is lowered by the oxide layers on the surfaces. In this way, the metal particles can be eluted at a temperature lower than the melting point of the metal itself. This also contributes to the transfer of the metal component by the short-term pulsed discharge.

Wenn die Metallkomponente eluiert und wie oben beschrieben durch die kurzzeitige gepulste Entladung auf die Targetoberfläche 20 abgeschieden wird, kann die Beschichtung 21 gebildet werden, ohne dass eine große Wärmemenge in die Targetoberfläche 20 eingebracht wird. Dementsprechend kann sogar auf einer Targetoberfläche 20 aus einem Metall mit niedrigem Schmelzpunkt, wie etwa einem Aluminiummaterial, eine thermisch hochbelastbare und verschleißfeste Beschichtung 21 gebildet werden, die aus ihre Hauptkomponente ein hartes Metall mit hohem Schmelzpunkt enthält, wobei gleichzeitig das Schmelzen der Targetoberfläche 20 unterdrückt wird. Außerdem wird keine Abnahme der Leitfähigkeit der Beschichtungsoberfläche induziert, da die hauptsächlich die Metallkomponente enthaltende Beschichtung 21 durch die kurzzeitige gepulste Entladung gebildet wird, die kein Carbid der Metallkomponente erzeugt. Auf diese Weise ist durch eine kurzzeitige Behandlung eine dicke und gleichmäßige Beschichtung 21 erhältlich.When the metal component elutes and is impacted by the short-term pulsed discharge on the target surface as described above 20 The coating can be deposited 21 be formed without a large amount of heat in the target surface 20 is introduced. Accordingly, even on a target surface 20 a low melting point metal such as an aluminum material, a high thermal resistant and wear resistant coating 21 formed from their main component contains a high melting point hard metal, at the same time melting the target surface 20 is suppressed. In addition, no decrease in the conductivity of the coating surface is induced since the coating mainly containing the metal component 21 is formed by the short-term pulsed discharge which does not produce carbide of the metal component. In this way, by a short-term treatment, a thick and uniform coating 21 available.

Der Gewichtsanteil der Oxidschicht auf der Oberfläche des Metallpulvers, das die Grünlingelektrode 3 bildet beträgt vorzugsweise 4 bis 14 Gew.-% des Metallpulvers, obwohl der Anteil entsprechend dem mittleren Partikeldurchmesser des Metallpulvers etwas variiert. Wenn der Gewichtsanteil der Oxidschicht weniger als 4 Gew.-% beträgt, wird kein Beitrag zur Bildung einer dicken Schicht festgestellt. Im Allgemeinen schließt das als Rohmaterial dienende Metallpulver auf seiner Oberfläche eine stabile Oxidschicht passiven Zustands ein, die auf Oxidation bei Normaltemperatur zurückzuführen ist, eine derartige Oxidschicht ist jedoch so dünn, dass sie nicht zur Bildung einer dicken Beschichtung beiträgt.The proportion by weight of the oxide layer on the surface of the metal powder, which is the green compact electrode 3 is preferably 4 to 14 wt .-% of the metal powder, although the proportion varies somewhat according to the mean particle diameter of the metal powder. When the weight ratio of the oxide layer is less than 4% by weight, no contribution is made to the formation of a thick layer. In general, the raw material metal powder includes on its surface a stable passive state oxide layer due to normal temperature oxidation, but such an oxide layer is so thin that it does not contribute to the formation of a thick coating.

Die Oxidschicht, deren Gewichtsanteil mindestens 4 Gew.-% des Metallpulvers beträgt, zeigt eine bemerkenswerte Wirkung auf die Bildung einer dicken Beschichtung, ein zu hoher Anteil der Oxidschicht führt jedoch dazu, dass die Beschichtung viele Defekte enthält und macht es unmöglich, eine hochwertige Beschichtung zu erhalten. Bei der Bildung einer hochwertigen dicken Beschichtung wird der Gewichtsanteil der Oxidschicht aus diesem Grund vorzugsweise so gesteuert, dass er innerhalb eines Bereichs von 5 bis 11 Gew.-% des Metallpulvers liegt.The Oxide layer whose weight fraction is at least 4 wt .-% of the metal powder shows a remarkable effect on the formation a thick coating, leads to a high proportion of the oxide layer however, the coating contains many defects and makes it impossible to use a high quality coating receive. In the formation of a high-quality thick coating For this reason, the proportion by weight of the oxide layer is preferably controlled to be within a range of 5 to 11% by weight the metal powder lies.

[Beispiele][Examples]

Zur Prüfung der oben beschriebenen Wirkung auf die Schichtdicke der Oxidschicht an der Oberfläche des Metallpulvers wurden nachstehende Versuche durchgeführt. Genauer wurde eine funkenerosive Beschichtungsbehandlung an Oberflächen eines Aluminiummaterials, eines Magnesiummaterials und eines Titanmaterials durchgeführt, wobei nur die oxidierte Menge des Metallpulvers verändert wurde, die Bildungsbedingungen einer Grünlingelektrode und deren elektrische Entladungsbedingungen jedoch nicht verändert wurden. Anschließend wurden Änderungen der Schichtdicke nach der Behandlung untersucht.To test the above-described effect on the layer thickness of the oxide layer on the surface of the metal powder, the following experiments were carried out. More specifically, a spark-erosive coating treatment on surfaces an aluminum material, a magnesium material and a titanium material, wherein only the oxidized amount of the metal powder was changed, but the formation conditions of a green compact electrode and its electric discharge conditions were not changed. Subsequently, changes in the layer thickness after the treatment were examined.

Der Versuch an der Oberfläche des Aluminiummaterials wurde wie folgt durchgeführt. Als Metallpulver wurde Molybdänpulver mit einem mittleren Partikeldurchmesser von 2 μm verwendet. Säulenförmige Grünlinge mit einem jeweiligen Durchmesser von 13,8 mm wurden bei einem Pressdruck von 400 Mpa unter Veränderung der oxidierten Menge des Metallpulvers innerhalb eines Bereichs von 3 bis 14 Gew.-% durch eine oxidative Behandlung unter atmosphärischen Bedingungen bei 250°C hergestellt. Mit den Grünlingen als negativen Elektroden wurden jeweils funkenerosive Beschichtungsbehandlungen an einer Oberfläche einer Aluminiumlegierung (A2017) in einer Arbeitsflüssigkeit (EDF-K der Nippon Oil Corporation) 2 Minuten unter elektrischen Entladungsbedingungen eines Spitzenstromwerts von 20 A, einer Pulsbreite von 50 μsec und einer relativen Einschaltdauer von 18% durchgeführt. Anschließend wurde die Schichtdicke jeder erhaltenen Beschichtung gemessen. Im Übrigen wurde als Vergleichsbeispiel unter denselben Bedingungen ein Versuch mit einem Molybdänpulver durchgeführt, das lediglich eine normalerweise bei Normaltemperatur in Luft erhaltene Oxidschicht enthielt und einen Sauerstoffgehalt von 0,4 Gew.-% hatte. Anschließend wurde die Schichtdicke der erhaltenen Beschichtung gemessen.Of the Trial on the surface of the aluminum material was carried out as follows. The metal powder became molybdenum powder used with a mean particle diameter of 2 microns. Columnar green compacts with a respective Diameter of 13.8 mm were at a pressure of 400 Mpa changing the oxidized amount of the metal powder within a range of 3 to 14 wt% by an oxidative Treatment under atmospheric conditions at 250 ° C produced. With the green bodies as negative electrodes each were spark erosive coating treatments on a Surface of an aluminum alloy (A2017) in a working fluid (EDF-K from Nippon Oil Corporation) 2 minutes under electrical discharge conditions a peak current value of 20 A, a pulse width of 50 μsec and a duty cycle of 18%. Subsequently, the layer thickness of each coating obtained measured. Incidentally, as a comparative example the same conditions an experiment with a molybdenum powder performed, the only one normally at normal temperature contained in air oxide layer and an oxygen content of 0.4% by weight. Subsequently, the layer thickness the coating obtained.

2 ist ein graphische Darstellung des Versuchsergebnisses. Nach diesem Ergebnis zeigt die oxidierte Menge des Molybdänpulvers nahezu keinen Einfluss auf die Bildung einer dicken Beschichtung, wenn sie bei unter 4 Gew.-% liegt. Andererseits steigt die Schichtdicke schnell an, sobald die oxidierte Menge 4 Gew.-% überschreitet. Die Schichtdicke bildet einen Peak bei einer oxidierten Menge von 11 Gew.-% und erreicht 1100 μm oder mehr. Die Schichtdicke zeigt nach dem Peak eine Tendenz zur Abnahme, gleichwohl ist die erhaltene Beschichtung nach wie vor dicker als in einem gewöhnlichen Fall. Es wurde jedoch gefunden, dass die Beschichtung viele Defekte enthielt, wenn die oxidierte Menge 14 Gew.-% oder mehr betrug. 2 is a graphical representation of the test result. According to this result, the oxidized amount of the molybdenum powder has almost no influence on the formation of a thick coating when it is less than 4% by weight. On the other hand, the layer thickness increases rapidly as soon as the oxidized amount exceeds 4% by weight. The layer thickness forms a peak at an oxidized amount of 11% by weight and reaches 1100 μm or more. The layer thickness tends to decrease after the peak, however, the obtained coating is still thicker than in a usual case. However, it was found that the coating contained many defects when the oxidized amount was 14% by weight or more.

Mit Pulvern aus Wolfram und Chrom als den Metallpulvern wurden ähnliche Versuche durchgeführt. Bei diesen Versuchen wurden durch Anpassung der oxidierten Mengen innerhalb des Bereichs von 5 bis 11 Gew.-% ebenfalls dicke Beschichtungen mit kleineren Mengen an Defekten erhalten. Nach diesen Ergebnissen bietet das funkenerosive Beschichtungsverfahren der vorliegenden Erfindung die Möglichkeit, eine Behandlung ohne ein üblicherweise verwendetes, hochreines und teures Metallpulver mit geringer oxidierter Menge durchzuführen. Das funkenerosive Beschichtungsverfahren ist auch hinsichtlich der Kosten vorteilhaft. Zusätzlich kann die oxidative Behandlung in einem Herstellungsschritt des Metallpulvers durchgeführt werden.With Powders of tungsten and chromium as the metal powders became similar Experiments performed. In these experiments were by Adjustment of oxidized amounts within the range of 5 to 11 wt .-% also thick coatings with smaller amounts of Defects received. According to these results, the spark erosive Coating process of the present invention the possibility a treatment without a commonly used, high purity and to carry out expensive metal powder with a small oxidized amount. The spark erosive coating method is also in terms of Cost advantageous. In addition, the oxidative treatment in a manufacturing step of the metal powder become.

3 ist ein Querschnittsbild, das eine Beschichtung (bezeichnet als Beschichtung A eines ersten Beispiels der vorliegenden Erfindung) zeigt, die für 2 Minuten der funkenerosiven Beschichtungsbehandlung unterzogen wird unter Verwendung der Grünlingelektrode aus dem Molybdänpulver, das bei dem oben genannten Versuch eine oxidierte Menge von 11 Gew.-% aufweist. Es zeigt sich, dass die Schichtdicke mindestens 1100 μm beträgt und an einem dickeren Teil 1200 μm oder mehr erreicht. Auch ist die Beschichtung in ihrer Dickenrichtung gleichmäßig ausgebildet. 3 FIG. 15 is a cross-sectional diagram showing a coating (referred to as Coating A of a first example of the present invention) subjected to the spark erosive coating treatment for 2 minutes using the green compact electrode of the molybdenum powder, which in the above-mentioned experiment has an oxidized amount of 11 wt .-% having. It can be seen that the layer thickness is at least 1100 μm and at a thicker part reaches 1200 μm or more. Also, the coating is uniform in thickness direction.

4 ist ein Querschnittsbild, das eine Beschichtung zeigt (nachfolgend als Beschichtung B bezeichnet), die unter Verwendung der Grünlingelektrode aus dem Molybdänpulver, das bei dem vorstehenden Versuch eine oxidierte Menge von 14 Gew.-% aufweist, für 2 Minuten der funkenerosiven Beschichtungsbehandlung unterzogen wird. Es zeigt sich, dass die Schichtdicke etwa 500 μm beträgt. Die Beschichtung kann als sehr viel dicker gegenüber einer durch herkömmliche funkenerosive Beschichtungsbehandlung zu erhaltende bezeichnet werden. Allerdings wurde eine Erhöhung innerer Defekte beobachtet. 4 Fig. 12 is a cross-sectional image showing a coating (hereinafter referred to as coating B) subjected to the spark erosion coating treatment for 2 minutes using the green compact electrode of the molybdenum powder having an oxidized amount of 14% by weight in the above experiment. It turns out that the layer thickness is about 500 microns. The coating can be said to be much thicker than a conventional spark erosion coating treatment. However, an increase in internal defects was observed.

5 ist ein Querschnittsbild, das eine Beschichtung zeigt (nachfolgend als Beschichtung C bezeichnet), die unter Einsatz der im vorstehenden Versuch verwendeten Grünlingelektrode aus Molybdänpulver der funkenerosiven Beschichtungsbehandlung unterzogen wird, wobei das Molybdänpulver einen Sauerstoffgehalt von 0,4 Gew.-% aufweist. Die Schichtdicke bleibt bei etwa 80 μm. Darüber hinaus ist eine Grenzfläche der Beschichtung und des Aluminiummaterials etwas rau gegenüber den Beschichtungen A und B. Dies ist eventuell darauf zurückzuführen, dass Molybdän die Oberfläche des Aluminiummaterials mit einer Temperatur erreicht, die höher ist, als in dem Fall, in dem die Oxidschicht auf der Oberfläche des Molybdänpulvers vorhanden ist und eine solche Wärme kann Schmelzen oder Wärmeverformung der Oberfläche des Aluminiummaterials verursachen. 5 Fig. 12 is a cross-sectional diagram showing a coating (hereinafter referred to as coating C) subjected to the spark erosive coating treatment using the molybdenum powder green compact electrode used in the above experiment, wherein the molybdenum powder has an oxygen content of 0.4 wt%. The layer thickness remains at about 80 microns. Moreover, an interface of the coating and the aluminum material is somewhat rough against the coatings A and B. This may be due to the fact that molybdenum reaches the surface of the aluminum material at a temperature higher than in the case where the oxide layer is on the surface of the molybdenum powder is present and such heat may cause melting or thermal deformation of the surface of the aluminum material.

Als Nächstes wurde ein Versuch wie folgt durchgeführt, um Auswirkungen auf die Schichtdicke in einem Fall zu untersuchen, in welchem Metallseife zu dem Metallpulver als ein Rohmaterial der Grünlingelektrode hinzugefügt und formgepresst wird.When Next, an experiment was performed as follows, to investigate effects on layer thickness in a case in which metal soap to the metal powder as a raw material of Greening electrode added and molded becomes.

Als Metallseife wurde Zinkstearat verwendet. Als Metallpulver wurde das Molybdänpulver mit einer oxidierten Menge von 11 Gew.-% eingesetzt, von dem im obengenannten Versuch die dickste Beschichtung (Beschichtung A) erhalten wurde. Die dem Pulver zugefügte Menge an Zinkstearat wurde innerhalb eines Bereichs von 0 bis 6 Gew.-% verändert. Anschließend wurde jedes der auf diese Weise vermischten Pulver 60 Minuten mit einem V-Mischer durchmischt, damit jedes Mischpulver gleichmäßig war. Diese Mischpulver wurden zur Herstellung von Grünlingelektroden formgepresst. Für jeden Fall wurde unter denselben Bedingungen wie in dem obigen Versuch für 2 Minuten eine funkenerosive Beschichtungsbehandlung durchgeführt. Anschließend wurde die Schichtdicke jeder erhaltenen Beschichtung gemessen. Das Ergebnis ist in 6 dargestellt.The metallic soap used was zinc stearate. The metal powder used was the molybdenum powder with an oxidized amount of 11% by weight, of which the thickest coating (coating A) was obtained in the abovementioned test. The amount of zinc stearate added to the powder was changed within a range of 0 to 6 wt%. Then, each of the thus mixed powders was mixed with a V-blender for 60 minutes to make each mixed powder uniform. These mixed powders were compression molded to produce green compact electrodes. In each case, under the same conditions as in the above experiment, a spark erosive coating treatment was carried out for 2 minutes. Subsequently, the layer thickness of each obtained coating was measured. The result is in 6 shown.

Wie in der graphischen Darstellung der 6 zu sehen ist, war die Schichtdicke stark verbessert, wenn Zinkstearat mit 1 Gew.-% zugefügt wurde und war am größten (2100 μm), wenn Zinkstearat mit 2 Gew.-% zugefügt wurde. Beimengung von mehr als 2 Gew.-% ergab eine Verbesserung der Schichtdicke gegenüber einem Fall ohne jegliche Beimengung. Allerdings wurde festgestellt, dass eine Beimengung von 5 Gew.-% oder mehr den Abbrand der Grünlingelektrode erhöhte. Dies ist eventuell darauf zurückzuführen, dass die Beimengung von Zinkstearat, obwohl sie die Formbarkeit verbessert, die Bindungen zwischen den Metallpartikeln zu sehr schwächen kann und die Metallpartikel aus der Elektrode gelöst werden können, ohne ausreichend geschmolzen zu sein, wodurch sie nicht in die Beschichtungskomponente integriert werden.As in the graph of the 6 As can be seen, the layer thickness was greatly improved when zinc stearate was added at 1 wt% and was greatest (2100 microns) when zinc stearate at 2 wt% was added. Addition of more than 2% by weight resulted in an improvement of the layer thickness over a case without any admixture. However, it was found that an addition of 5% by weight or more increased the burnup of the green compact. This may be due to the fact that the addition of zinc stearate, although it improves moldability, can weaken the bonds between the metal particles too much and the metal particles can be released from the electrode without being sufficiently melted, thereby not integrating into the coating component become.

Ähnliche Versuche wurden unter Verwendung von Wolfram und Chrom durchgeführt. Es wurde festgestellt, dass die Schichtdicke am höchsten war, wenn Zinkstearat mit 2 Gew.-% zugefügt wurde und dass der Abbrand der Grünlingelektrode stärker wurde, wenn Zinkstearat mit 6 Gew.-% oder mehr zugefügt wurde. Daraus folgt, dass die zugefügte Menge der Metallseife vorzugsweise 1 bis 4 Gew.-% beträgt, obwohl eine Beimengung von 1 Gew.-% oder weniger auch zur Bildung einer dicken Beschichtung beitragen kann.Similar Experiments were performed using tungsten and chromium. It was found that the layer thickness was highest when zinc stearate at 2 wt .-% was added and that the Burning of the green compact electrode became stronger when Zinc stearate at 6 wt .-% or more was added. from that It follows that the added amount of metal soap is preferable 1 to 4 wt .-%, although an admixture of 1 wt .-% or less also contribute to the formation of a thick coating can.

7 ist ein Querschnittsbild, das eine Beschichtung zeigt (nachfolgend bezeichnet als eine Beschichtung A2 eines zweiten Beispiels der vorliegenden Erfindung), die erhalten wird durch Beimengung des Zinkstearats mit 2 Gew.-%, das bei dem obigen Versuch die Bildung der dicksten Beschichtung beigetragen hat. Obwohl die Beschichtung kleine Defekte enthält, wird die Bildung einer dicken Beschichtung von etwa dem Zweifachen der Dicke gegenüber einem Fall ohne jegliche Beimengung erreicht. 8 ist eine graphische Darstellung des Resultats einer Röntgenstrahlenbeugung (XRD) der Beschichtung A2. Nach 8 wurde festgestellt, dass die Hauptkomponente der Beschichtung A2 des zweiten Beispiels Molybdän (Mo) ist, und das Carbid (Mo2C) davon kaum vorhanden war. 7 Fig. 12 is a cross-sectional image showing a coating (hereinafter referred to as a coating A2 of a second example of the present invention) obtained by adding the zinc stearate at 2% by weight, which contributed to the formation of the thickest coating in the above experiment. Although the coating contains small defects, the formation of a thick coating of about twice the thickness over a case without any addition is achieved. 8th Fig. 12 is a graph showing the result of X-ray diffraction (XRD) of the coating A2. To 8th It was found that the main component of the coating A2 of the second example is molybdenum (Mo), and the carbide (Mo 2 C) thereof was scarcely present.

Es ist zu bemerken, dass als Metallseife verschiedene Metallseifen verwendet werden können, wie zum Beispiel eine von Zinkstearat verschiedene Stearinsäure-Seife eines Metallsalzes, ebenso wie 12-Hydroxystearinsäure-Seife, Montansäure-Seife, Behensäure-Seife und Laurinsäure-Seife. Jede dieser Seifen hat einen niedrigen Schmelzpunkt und verschwindet daher durch Verdampfung oder dergleichen, wenn Metallpartikel durch elektrische Entladung eluiert werden. Daher ist der Einfluss der Metallseife auf die Beschichtungsform gering.It It should be noted that as metal soap various metal soaps can be used, such as one of zinc stearate various stearic acid soap of a metal salt, as well such as 12-hydroxystearic acid soap, montanic acid soap, behenic acid soap and lauric acid soap. Each of these soaps has a low one Melting point and therefore disappears by evaporation or the like, when metal particles are eluted by electrical discharge. Therefore, the influence of the metal soap on the coating form low.

Wie oben beschrieben, wurde die Bildung einer dicken Beschichtung von 1000 μm oder mehr durch die funkenerosive Beschichtungsbehandlung unter Verwendung einer Grünlingelektrode aus einem Metallpulver mit einer signifikanten Oxidschicht an einer Oberfläche davon erreicht. Außerdem wurde die Bildung einer dicken Beschichtung von 2000 μm oder mehr durch Beimengung einer Metallseife erreicht. Andererseits verbleiben, wie oben erwähnt, im Falle einer Probe, bei der die oxidierte Menge des Metallpulvers oder die zugefügte Menge der Metallseife groß ist, manchmal Defekte im Inneren der Beschichtung.As described above, the formation of a thick coating of 1000 microns or more by the spark erosive coating treatment under Use of a green compact electrode from a metal powder with a significant oxide layer on a surface reached from it. In addition, the formation of a thick Coating of 2000 microns or more by adding a Metal soap reached. On the other hand, as mentioned above, in the case of a sample, in which the oxidized amount of the metal powder or the amount of metal soap added is large, sometimes defects inside the coating.

Um den Grund hierfür herauszufinden, wurden Elemente in der Nähe von Defekten in einer Beschichtung (nachfolgend bezeichnet als eine Beschichtung A2), die durch Zugabe von Zinkstearat mit 4 Gew.-% erhalten wurde, durch eine energiedispersive Röntgenelementaranalyse (EDX-Analyse) identifiziert. 9 zeigt das Ergebnis der EDX-Analyse.To find out the reason, elements in the vicinity of defects in a coating (hereinafter referred to as a coating A2) obtained by adding 4 wt% of zinc stearate were identified by energy dispersive X-ray elemental analysis (EDX analysis). 9 shows the result of the EDX analysis.

9(a) ist ein REM-Bild in der Nähe eines Defekts. Die 9(b) und 9(c) zeigen eine Kohlenstoffverteilung bzw. eine Sauerstoffverteilung im gleichen Bereich. Wie in 9(b) gezeigt, wurde in der Nähe des Defekts eine große Menge Kohlenstoff detektiert. Wenn man das XRD-Ergebnis der in 8 dargestellten Beschichtung A2 berücksichtigt, fällt es schwer, den Kohlenstoff für ein Molybdän-Carbid zu halten, obwohl die Bedingungen etwas unterschiedlich sind. Vielmehr wird von dem Kohlenstoff angenommen, dass es sich dabei um Kohlenstoff handelt, der aus der organischen Arbeitsflüssigkeit stammt und in die Beschichtung integriert wird, nachdem er durch abnormale gepulste Entladung gelöst wurde. Das Auftreten der abnormalen gepulsten Entladung ist zurückzuführen auf eine nicht gleichförmige Leitfähigkeit der Beschichtungsoberfläche. 9 (a) is a SEM image near a defect. The 9 (b) and 9 (c) show a carbon distribution and an oxygen distribution in the same area. As in 9 (b) shown, a large amount of carbon was detected near the defect. If you look at the XRD result of the 8th Considering coating A2 shown, it is difficult to hold the carbon for a molybdenum carbide, although the conditions are slightly different. Rather, the carbon is believed to be carbon derived from the organic working fluid and integrated into the coating after being released by abnormal pulsed discharge. The occurrence of the abnormal pulsed discharge is due to non-uniform conductivity of the coating surface.

Daher sollte dem als Hauptkomponente der Grünlingelektrode dienenden Metallpulver ein Metallpulver mit ausgezeichneter Leitfähigkeit, z. B. ein Kupferpulver, zugefügt werden. Auf diese Weise wird die Leitfähigkeit der Beschichtungsoberfläche einheitlich gemacht und die gepulste Entladung stabilisiert. Dies verhindert Defekte in der Beschichtung und verbessert somit die Beschichtungsform.Therefore, the metallic powder serving as the main component of the green compact electrode should be a metal powder excellent in the conductivity, e.g. B. a Copper powder, are added. In this way, the conductivity of the coating surface is made uniform and the pulsed discharge is stabilized. This prevents defects in the coating and thus improves the coating form.

Diesbezüglich wurde eine funkenerosive Beschichtungsbehandlung unter denselben Bedingungen wie in dem oben beschriebenen Versuch durchgeführt, unter Einsatz einer Grünlingelektrode, die aus einem Mischpulver hergestellt wurde, das erhalten wurde, indem weiterhin ein Kupferpulver zu dem Mischpulver hinzugefügt wurde (erhalten durch Addition von Zinkstearat mit 2 Gew.-% zu dem Molybdänpulver mit einer oxidierten Menge von 11 Gew.-%), das bei der Bildung der Beschichtung A2 des zweiten Beispiels verwendet wurde. Dann wurden Defekte in der Beschichtung und Änderungen der Schichtdicke bezogen auf zugegebene Mengen an Kupfer (0 bis 20 Gew.-%) untersucht. Als Ergebnis wurden vorteilhafte Beschichtungen mit wenigen Defekten erhalten, wenn das Kupferpulver mit 2 bis 4 Gew.-% zugefügt wurde. Wenn das Kupferpulver mit 4 Gew.-% oder mehr zugefügt wurde, wurden Defekte vermieden, es wurde jedoch eine große Abnahme der Schichtdicke festgestellt. Mittlerweile wurden ähnliche Versuche unter Verwendung von Wolfram und Chrom durchgeführt. Bei diesen Versuchen wurde ebenfalls festgestellt, dass vorteilhafte Beschichtungen erhalten wurden, wenn das Kupferpulver mit 2 bis 4 Gew.-% zugefügt wurde.In this regard, became a spark erosive coating treatment among them Conditions as in the experiment described above, using a green compact electrode made from a mixed powder which was obtained by further using a copper powder was added to the mixed powder (obtained by addition of zinc stearate with 2 wt .-% to the molybdenum powder with an oxidized amount of 11% by weight), which results in the formation of the coating A2 of the second example was used. Then there were defects in the Coating and changes in the layer thickness based on Added amounts of copper (0 to 20 wt .-%) examined. As a result advantageous coatings were obtained with few defects, when the copper powder was added at 2 to 4% by weight. When the copper powder was added at 4 wt% or more, Defects were avoided, but it became a big decrease the layer thickness determined. Meanwhile, similar Experiments performed using tungsten and chromium. These experiments also found that advantageous Coatings were obtained when the copper powder with 2 to 4 wt .-% was added.

10 ist ein Querschnittsbild einer Beschichtung (nachfolgend bezeichnet als eine Beschichtung A3 eines dritten Beispiels der vorliegenden Erfindung), die einer funkenerosiven Beschichtungsbehandlung unterzogen wurde, die unter denselben Bedingungen wie alle obigen Versuche durchgeführt wurde unter Einsatz einer Grünlingelektrode aus einem Mischpulver, das erhalten wurde durch: Zugabe von Zinkstearat mit 2 Gew.-% zu einem Molybdänpulver mit einer oxidierten Menge von 11 Gew.-%, weiterhin Zugabe eines Kupferpulvers mit 4 Gew.-% und anschließend gleichmäßiges Mischen der auf diese Weise gemischten Pulver. Aus diesem Bild ist ersichtlich, dass die Beschichtung A3 des dritten Beispiels eine homogene und dichte Beschichtungsform aufweist gegenüber der Beschichtung A2 des zweiten Beispiels, die erhalten wurde unter Verwendung der Grünlingelektrode ohne Zugabe von Kupfer. 10 Fig. 15 is a cross-sectional image of a coating (hereinafter referred to as a coating A3 of a third example of the present invention) subjected to an EDM coating treatment conducted under the same conditions as all the above experiments using a green compact electrode of a mixed powder obtained by: Adding 2 wt% of zinc stearate to a molybdenum powder having an oxidized amount of 11 wt%, further adding 4 wt% of a copper powder, and then uniformly mixing the thus mixed powders. From this image, it can be seen that the coating A3 of the third example has a homogeneous and dense coating form over the coating A2 of the second example obtained by using the green compact electrode without adding copper.

Ein Ergebnis einer EDX-Analyse des gleichen Bereichs wie in 10 in der Beschichtung A3 des dritten Beispiels ist in den 11(a) bis 11(f) dargestellt. 11(a) ist ein REM-Querschnittsbild des gleichen Bereichs wie in 10 in reduziertem Maßstab und die 11(b) bis 11(f) zeigen jeweils Verteilungen von Kohlenstoff (b), Sauerstoff (c), Aluminium (d), Kupfer (e) und Molybdän (f) im gleichen Bereich. Hieraus zeigt sich, dass in der Beschichtung A3 in Querschnittsrichtung annähernd keine Variation der Komponenten einschließlich Kohlenstoff vorhanden ist.A result of an EDX analysis of the same range as in 10 in the coating A3 of the third example is in the 11 (a) to 11 (f) shown. 11 (a) is a SEM cross-sectional image of the same area as in 10 on a reduced scale and the 11 (b) to 11 (f) each show distributions of carbon (b), oxygen (c), aluminum (d), copper (e) and molybdenum (f) in the same range. It can be seen from this that there is almost no variation of the components including carbon in the coating A3 in the cross-sectional direction.

Als Nächstes wurde eine Härteprüfung unter Verwendung eines Messgeräts für die Härtebestimmung nach Vickers durchgeführt, um die Härte der Beschichtung A3 des dritten Beispiels zu überprüfen. Bei der Härteprüfung wurde die Beschichtung A3 geschliffen bis ihre Dicke 200 μm, 800 μm und 1700 μm von der Grenzfläche mit einem Aluminiummaterial (A2017) betrug. Anschließend wurden die Vickershärten gegen eine Last von 50 gf gemessen. 12 zeigt die Ergebnisse des Versuchs. Es ist zu bemerken, dass eine Messstelle am linken Rand in 12 die Härte des Aluminiummaterials selbst anzeigt.Next, a hardness test was conducted using a Vickers hardness tester to check the hardness of the coating A3 of the third example. In the hardness test, the coating A3 was ground until its thickness was 200 μm, 800 μm and 1700 μm from the interface with an aluminum material (A2017). Subsequently, the Vickers hardnesses were measured against a load of 50 gf. 12 shows the results of the experiment. It should be noted that a measuring point at the left edge in 12 indicates the hardness of the aluminum material itself.

Gemäß 12 erreichte die Härte der Beschichtung A3 des dritten Beispiels 450 bis 470 HV, was das Erreichen einer sehr harten Beschichtung anzeigt. Wie schon erwähnt ist die Beschichtung durch das funkenerosive Beschichtungsverfahren der vorliegenden Erfindung hinsichtlich der Komponentenverteilung in Dickenrichtung gleichmäßig und außerdem verändert sich auch die Härteverteilung wie die Komponentenverteilung in Querschnittsrichtung kaum.According to 12 reached the hardness of the coating A3 of the third example 450 to 470 HV, indicating the achievement of a very hard coating. As already mentioned, the coating by the spark erosive coating method of the present invention is uniform in the component distribution in the thickness direction, and besides, the hardness distribution such as the component distribution in the cross-sectional direction hardly changes.

Als Nächstes wurde ein Versuch an der Oberfläche des Aluminiummaterials wie folgt durchgeführt. Als Metallpulver wurde ein Molybdänpulver mit einem mittleren Partikeldurchmesser von 2 μm und ein Chrompulver mit einem mittleren Partikeldurchmesser von 10 μm verwendet. Unter Veränderung der oxidierten Menge innerhalb eines Bereichs von 3 bis 14 Gew.-% wurde unter atmosphärischen Bedingungen bei 250-C eine oxidative Behandlung beider Pulver durchgeführt. Danach wurden die Pulver derart miteinander vermischt, dass der Gewichtsanteil des Chrompulvers in dem Molybdän- und Chrompulver 17 Gew.-% betrug. Mit dem gemischten Metallpulver wurde wie bei dem Versuch an der Oberfläche des Aluminiummaterials ein Grünling hergestellt. An der Oberfläche einer Magnesiumlegierung (AZ91) wurden jeweils für 2 Minuten funkenerosive Beschichtungsbehandlungen unter denselben elektrischen Entladungsbedingungen wie im Fall der Oberfläche des Aluminiummaterials durchgeführt. Anschließend wurde die Schichtdicke jeder erhaltenen Beschichtung gemessen.When Next was a trial on the surface of the Aluminum material performed as follows. As metal powder became a molybdenum powder having an average particle diameter of 2 microns and a chromium powder with an average particle diameter of 10 μm used. Under change of oxidized Amount within a range of 3 to 14 wt% was under atmospheric conditions at 250-C carried out an oxidative treatment of both powders. Thereafter, the powders were mixed together so that the Weight fraction of the chromium powder in the molybdenum and chromium powder 17% by weight. With the mixed metal powder was as in the test on the surface of the aluminum material Made of green. On the surface of a Magnesium Alloy (AZ91) were each for 2 minutes spark erosive coating treatments under the same electric Discharge conditions as in the case of the surface of the aluminum material carried out. Subsequently, the layer thickness each coating obtained.

13 ist eine graphische Darstellung des Versuchsergebnisses. Nach diesem Ergebnis zeigte die oxidierte Menge des gemischten Metallpulvers nahezu keinen Einfluss auf die Bildung einer dicken Beschichtung, wenn sie unter 4 Gew.-% lag. Andererseits steigt die Schichtdicke schnell an, sobald die oxidierte Menge 4 Gew.-% überschritten hat. Die Schichtdicke bildet einen Peak bei einer oxidierten Menge von 11 Gew.-% und erreicht 1300 μm oder mehr. Die Schichtdicke weist nach dem Peak eine unzureichende Gleichmäßigkeit auf, gleichwohl ist die erhaltene Beschichtung nach wie vor dicker als in einem gewöhnlichen Fall. Es wurde jedoch gefunden, dass die Beschichtung viele Defekte enthielt, wenn die oxidierte Menge 14 Gew.-% oder mehr betrug. 13 is a graphical representation of the test result. According to this result, the oxidized amount of the mixed metal powder showed almost no influence on the formation of a thick coating when it was less than 4 wt%. On the other hand, the layer thickness increases rapidly as soon as the oxidized amount has exceeded 4% by weight. The layer thickness forms a peak in an oxidized Amount of 11 wt .-% and reaches 1300 microns or more. The layer thickness has insufficient uniformity after the peak, however, the resulting coating is still thicker than in a usual case. However, it was found that the coating contained many defects when the oxidized amount was 14% by weight or more.

Ähnliche Versuche wurden mit Pulvern aus Wolfram und Chrom als den Rohmaterialpulvern des Grünlings durchgeführt. Bei diesen Versuchen wurden durch Anpassung der oxidierten Mengen innerhalb eines Bereichs von 5 bis 11 Gew.-% ebenfalls dicke Beschichtungen mit kleineren Mengen an Defekten erhalten. Nach diesen Ergebnissen bietet das funkenerosive Beschichtungsverfahren der vorliegenden Erfindung die Möglichkeit, eine Behandlung ohne ein übliches hochreines und teures Metallpulver mit geringer oxidierter Menge durchzuführen. Das funkenerosive Beschichtungsverfahren ist auch hinsichtlich der Kosten vorteilhaft. Zusätzlich kann die oxidative Behandlung in einem Herstellungsschritt des Metallpulvers durchgeführt werden.Similar Experiments were performed with powders of tungsten and chromium as the raw material powders of the green body. In these experiments were adjusted by adjusting the oxidized amounts within a range from 5 to 11 wt .-% also thick coatings with smaller Received quantities of defects. According to these results, the spark erosive Coating process of the present invention the possibility a treatment without a usual high purity and expensive Perform metal powder with low oxidized amount. The spark erosive coating method is also in terms of Cost advantageous. In addition, the oxidative treatment in a manufacturing step of the metal powder become.

14 ist ein Querschnittsbild, das eine Beschichtung zeigt (nachfolgend als Beschichtung A4 eines vierten Beispiels der vorliegenden Erfindung bezeichnet), die unter Verwendung der Grünlingelektrode aus dem gemischten Metallpulver, das bei dem vorstehenden Versuch eine oxidierte Menge von 11 Gew.-% aufweist, für 2 Minuten der funkenerosiven Beschichtungsbehandlung unterzogen wird. Es zeigt sich, dass die Schichtdicke mindestens 1200 μm beträgt und an einem dickeren Teil 1300 μm oder mehr erreicht. Auch ist die Beschichtung in ihrer Dickenrichtung gleichmäßig ausgebildet. 14 FIG. 12 is a cross-sectional image showing a coating (hereinafter referred to as coating A4 of a fourth example of the present invention) prepared by using the green metal electrode of the mixed metal powder having an oxidized amount of 11 wt% in the above experiment for 2 Minutes of the spark erosive coating treatment. It can be seen that the layer thickness is at least 1200 μm and reaches 1300 μm or more on a thicker part. Also, the coating is uniform in thickness direction.

15 ist ein Querschnittsbild, das eine Beschichtung zeigt (nachfolgend als Beschichtung B4 bezeichnet), die unter Verwendung der Grünlingelektrode aus dem gemischten Metallpulver, das bei dem vorstehenden Versuch eine oxidierte Menge von 14 Gew.-% aufweist, für 2 Minuten der funkenerosiven Beschichtungsbehandlung unterzogen wird. Es zeigt sich, dass die Schichtdicke etwa 1000 bis 1500 μm beträgt. Die Beschichtung kann als sehr viel dicker gegenüber einer durch herkömmliche funkenerosive Beschichtungsbehandlung zu erhaltende bezeichnet werden. Allerdings ist eine Erhöhung innerer Defekte zu beobachten. 15 Fig. 12 is a cross-sectional image showing a coating (hereinafter referred to as coating B4) subjected to the spark erosive coating treatment for 2 minutes using the green metal electrode of the mixed metal powder having an oxidized amount of 14 wt% in the above experiment , It turns out that the layer thickness is about 1000 to 1500 microns. The coating can be said to be much thicker than a conventional spark erosion coating treatment. However, an increase in internal defects can be observed.

Als Nächstes wurde ein Versuch wie folgt durchgeführt, um Auswirkungen auf die Schichtdicke in einem Fall zu untersuchen, in welchem Metallseife zu dem gemischten Metallpulver als Rohmaterial der Grünlingelektrode hinzugefügt und formgepresst wird.When Next, an experiment was performed as follows, to investigate effects on layer thickness in a case in which metal soap to the mixed metal powder as a raw material the green compact electrode is added and molded.

Als Metallseife wurde Zinkstearat verwendet. Als Metallpulver wurde das gemischte Metallpulver mit einer oxidierten Menge von 11 Gew.-% eingesetzt, von dem im obigen Versuch die dickste Beschichtung (Beschichtung A4) erhalten wurde. Die dem Pulver beigefügte Menge an Zinkstearat wurde innerhalb eines Bereichs von 0 bis 6 Gew.-% verändert. Anschließend wurde jedes der auf diese Weise gemischten Pulver 60 Minuten mit einem V-Mischer durchmischt, so dass jedes Mischpulver gleichmäßig war. Diese gemischten Pulver wurden zur Herstellung von Grünlingelektroden formgepresst. Für jeden Fall wurde unter denselben Bedingungen wie in dem obigen Versuch für 2 Minuten eine funkenerosive Beschichtungsbehandlung durchgeführt. Anschließend wurde die Schichtdicke jeder erhaltenen Beschichtung gemessen. Die Ergebnisse sind in 16 dargestellt.The metallic soap used was zinc stearate. As the metal powder, the mixed metal powder having an oxidized amount of 11% by weight was used, from which the thickest coating (coating A4) was obtained in the above experiment. The amount of zinc stearate added to the powder was changed within a range of 0 to 6 wt%. Subsequently, each of the thus mixed powders was mixed with a V-blender for 60 minutes so that each mixed powder was uniform. These mixed powders were compression molded to make green compact electrodes. In each case, under the same conditions as in the above experiment, a spark erosive coating treatment was carried out for 2 minutes. Subsequently, the layer thickness of each obtained coating was measured. The results are in 16 shown.

Wie in der graphischen Darstellung der 16 zu sehen ist, war die Schichtdicke stark verbessert, wenn Zinkstearat mit 1 Gew.-% zugefügt wurde und war am größten (2600 μm), wenn Zinkstearat mit 2 Gew.-% zugefügt wurde. Beimengung von mehr als 2 Gew.-% ergab eine Verbesserung der Schichtdicke gegenüber einem Fall ohne jegliche Beimengung. Allerdings wurde festgestellt, dass eine Beimengung von 5 Gew.-% oder mehr den Abbrand der Grünlingelektrode erhöhte. Dies ist eventuell darauf zurückzuführen, dass die Beimengung von Zinkstearat, obwohl sie die Formbarkeit verbessert, die Bindungen zwischen den Metallpartikeln zu sehr schwächen kann und die Metallpartikel aus der Elektrode gelöst werden können, ohne ausreichend geschmolzen zu sein, wodurch sie nicht in die Beschichtungskomponente integriert werden.As in the graph of the 16 As can be seen, the layer thickness was greatly improved when zinc stearate was added at 1 wt% and was greatest (2600 microns) when zinc stearate at 2 wt% was added. Addition of more than 2% by weight resulted in an improvement of the layer thickness over a case without any admixture. However, it was found that an addition of 5% by weight or more increased the burnup of the green compact. This may be due to the fact that the addition of zinc stearate, although it improves moldability, can weaken the bonds between the metal particles too much and the metal particles can be released from the electrode without being sufficiently melted, thereby not integrating into the coating component become.

Ähnliche Versuche wurden unter Verwendung von Wolfram und Chrom durchgeführt. Es wurde festgestellt, dass die Schichtdicke am größten war, wenn Zinkstearat mit 2 Gew.-% zugefügt wurde und dass der Abbrand der Grünlingelektrode stärker wurde, wenn Zinkstearat mit 6 Gew.-% oder mehr zugefügt wurde. Daraus folgt, dass die zugefügte Menge der Metallseife vorzugsweise 1 bis 4 Gew.-% beträgt, obwohl eine Beimengung von 1 Gew.-% oder weniger auch zur Bildung einer dicken Beschichtung beitragen kann.Similar Experiments were performed using tungsten and chromium. It was found that the layer thickness was the largest, when zinc stearate at 2 wt .-% was added and that the Burning of the green compact electrode became stronger when Zinc stearate at 6 wt .-% or more was added. from that It follows that the added amount of metal soap is preferable 1 to 4 wt .-%, although an admixture of 1 wt .-% or less also contribute to the formation of a thick coating can.

Es ist zu bemerken, dass als Metallseife verschiedene Metallseifen verwendet werden können, wie zum Beispiel eine von Zinkstearat verschiedene Stearinsäure-Seife eines Metallsalzes, ebenso wie 12-Hydroxystearinsäure-Seife, Montansäure-Seife, Behensäure-Seife und Laurinsäure-Seife. Jede dieser Seifen hat einen niedrigen Schmelzpunkt und verschwindet daher durch Verdampfung oder dergleichen, wenn Metallpartikel durch elektrische Entladung eluiert werden. Daher ist der Einfluss der Metallseife auf die Beschichtungsform gering.It It should be noted that as metal soap various metal soaps can be used, such as one of zinc stearate various stearic acid soap of a metal salt, as well such as 12-hydroxystearic acid soap, montanic acid soap, behenic acid soap and lauric acid soap. Each of these soaps has a low one Melting point and therefore disappears by evaporation or the like, when metal particles are eluted by electrical discharge. Therefore, the influence of the metal soap on the coating form low.

Als Nächstes wurde eine funkenerosive Beschichtungsbehandlung unter denselben Bedingungen wie in dem oben beschriebenen Versuch durchgeführt, unter Einsatz einer Grünlingelektrode, die aus einem Mischpulver hergestellt wurde, das erhältlich war durch weiteres Zugeben eines Silberpulvers zu einem Mischpulver (erhalten durch Addition von Zinkstearat mit 2 Gew.-% zu dem gemischten Metallpulver mit einer oxidierten Menge von 11 Gew.-%), von dem im obigen Versuch die dickste Beschichtung erhalten wurde. Dann wurden Defekte in der Beschichtung und Änderungen der Schichtdicke bezogen auf zugegebene Mengen an Silber (0 bis 20 Gew.-%) untersucht. Als Ergebnis wurden vorteilhafte Beschichtungen mit wenigen Defekten erhalten, wenn das Silberpulver mit 2 bis 4 Gew.-% zugefügt wurde. Wenn das Silberpulver mit 4 Gew.-% oder mehr zugefügt wurde, wurden Defekte zwar vermieden, es wurde jedoch eine große Abnahme der Schichtdicke festgestellt. Mittlerweile wurden ähnliche Versuche unter Verwendung von Wolfram und Chrom durchgeführt. Bei diesen Versuchen wurde ebenfalls festgestellt, dass vorteilhafte Beschichtungen erhalten wurden, wenn das Silberpulver mit 2 bis 4 Gew.-% zugefügt wurde.When Next became a spark erosive coating treatment under the same conditions as in the experiment described above carried out using a green compact electrode, which was made from a mixed powder, which is available was by further adding a silver powder to a mixed powder (obtained by addition of zinc stearate with 2 wt .-% to the mixed Metal powder with an oxidized amount of 11% by weight), of which in the above experiment, the thickest coating was obtained. Then were defects in the coating and changes in the layer thickness based on added amounts of silver (0 to 20 wt .-%) examined. As a result, advantageous coatings with few defects obtained when the silver powder at 2 to 4 wt .-% was added. When the silver powder was added at 4 wt% or more, Although defects were avoided, it became a big one Decrease in the layer thickness detected. Meanwhile, similar Experiments performed using tungsten and chromium. These experiments also found that advantageous Coatings were obtained when the silver powder with 2 to 4 Wt .-% was added.

17 ist ein Querschnittsbild einer Beschichtung (nachfolgend bezeichnet als eine Beschichtung A5 eines fünften Beispiels der vorliegenden Erfindung), die einer funkenerosiven Beschichtungsbehandlung unterzogen wurde, die unter denselben Bedingungen wie jeder oben genannte Versuch durchgeführt wurde unter Einsatz einer Grünlingelektrode aus einem Mischpulver, das erhalten wurde durch: Zugabe von Zinkstearat mit 2 Gew.-% zu dem gemischten Metallpulver mit einer oxidierten Menge von 11 Gew.-%, weiterhin Zugabe eines Silberpulvers mit 4 Gew.-% und anschließend gleichmäßiges Mischen der auf diese Weise gemischten Pulver. Aus diesem Bild ist ersichtlich, dass die Beschichtung eine einheitliche und dichte Form hatte. 17 FIG. 15 is a cross-sectional image of a coating (hereinafter referred to as a coating A5 of a fifth example of the present invention) subjected to an EDM coating treatment conducted under the same conditions as each above-mentioned experiment using a green compact electrode obtained from a mixed powder Addition of 2% by weight zinc stearate to the mixed metal powder having an oxidized amount of 11% by weight, further adding 4% by weight of a silver powder, and then uniformly mixing the thus mixed powders. From this image it can be seen that the coating had a uniform and dense shape.

Als Nächstes wurde ein Versuch an der Oberfläche des Titanmaterials wie folgt durchgeführt. Als Metallpulver wurde ein Molybdänpulver mit einem mittleren Partikeldurchmesser von 2 μm und ein Chrompulver mit einem mittleren Partikeldurchmesser von 10 μm verwendet. Unter Veränderung der oxidierten Menge innerhalb eines Bereichs von 3 bis 14 Gew.-% wurde unter atmosphärischen Bedingungen bei 250-C eine oxidative Behandlung beider Pulver durchgeführt. Danach wurden die Pulver derart miteinander vermischt, dass der Gewichtsanteil des Chrompulvers in dem Molybdän- und Chrompulver 17 Gew.-% betrug. Unter Verwendung des gemischten Metallpulvers wurde wie bei dem Versuch an der Oberfläche des Aluminiummaterials ein Grünling hergestellt. An einer Oberfläche eines Reintitanmaterials wurden für 2 Minuten funkenerosive Beschichtungsbehandlungen unter denselben elektrischen Entladungsbedingungen wie im Fall der Oberfläche des Aluminiummaterials durchgeführt. Anschließend wurde die Schichtdicke jeder erhaltenen Beschichtung gemessen.When Next was a trial on the surface of the Titanium material performed as follows. As metal powder became a molybdenum powder having an average particle diameter of 2 microns and a chromium powder with an average particle diameter of 10 μm used. Under change of oxidized Amount within a range of 3 to 14 wt% was below atmospheric Conditions at 250-C performed an oxidative treatment of both powders. Thereafter, the powders were mixed together so that the Weight fraction of the chromium powder in the molybdenum and chromium powder 17 Wt .-% was. Using the mixed metal powder was as in the experiment on the surface of the aluminum material a green product made. On a surface of a pure titanium material became spark erosive for 2 minutes Coating treatments under the same electric discharge conditions as in the case of the surface of the aluminum material. Subsequently, the layer thickness of each obtained coating was measured.

18 ist eine graphische Darstellung des Versuchsergebnisses. Nach diesem Ergebnis zeigt die oxidierte Menge des gemischten Metallpulvers nahezu keinen Einfluss auf die Bildung einer dicken Beschichtung, wenn sie unter 4 Gew.-% liegt. Andererseits steigt die Schichtdicke schnell an, sobald die oxidierte Menge 4 Gew.-% überschreitet. Die Schichtdicke bildet einen Peak bei einer oxidierten Menge von 11 Gew.-% und erreicht 1300 μm oder mehr. Sogar nach dem Peak ist die erhaltene Beschichtung nach wie vor dicker als in einem gewöhnlichen Fall. Es wurde jedoch gefunden, dass die Beschichtung viele Defekte enthielt, wenn die oxidierte Menge 14 Gew.-% oder mehr betrug. 18 is a graphical representation of the test result. According to this result, the oxidized amount of the mixed metal powder has almost no influence on the formation of a thick coating when it is less than 4 wt%. On the other hand, the layer thickness increases rapidly as soon as the oxidized amount exceeds 4% by weight. The layer thickness forms a peak at an oxidized amount of 11% by weight and reaches 1300 μm or more. Even after the peak, the obtained coating is still thicker than in a usual case. However, it was found that the coating contained many defects when the oxidized amount was 14% by weight or more.

Ähnliche Versuche wurden mit Pulvern aus Wolfram und Chrom als den Rohmaterialpulvern des Grünlings durchgeführt. Bei diesen Versuchen wurden durch Anpassung der oxidierten Mengen innerhalb eines Bereichs von 5 bis 11 Gew.-% ebenfalls dicke Beschichtungen mit kleineren Mengen an Defekten erhalten. Nach diesen Ergebnissen bietet das funkenerosive Beschichtungsverfahren der vorliegenden Erfindung die Möglichkeit, eine Behandlung ohne ein üblicherweise verwendetes, hochreines und teures Metallpulver mit geringer oxidierter Menge durchzuführen. Das funkenerosive Beschichtungsverfahren ist auch hinsichtlich der Kosten vorteilhaft. Zusätzlich kann die oxidative Behandlung in einem Herstellungsschritt des Metallpulvers durchgeführt werden.Similar Experiments were performed with powders of tungsten and chromium as the raw material powders of the green body. In these experiments were adjusted by adjusting the oxidized amounts within a range from 5 to 11 wt .-% also thick coatings with smaller Received quantities of defects. According to these results, the spark erosive Coating process of the present invention the possibility a treatment without a commonly used, high purity and to carry out expensive metal powder with a small oxidized amount. The spark erosive coating method is also in terms of Cost advantageous. In addition, the oxidative treatment in a manufacturing step of the metal powder.

19 ist ein Querschnittsbild, das eine Beschichtung zeigt (nachfolgend als Beschichtung A6 eines sechsten Beispiels der vorliegenden Erfindung bezeichnet), die unter Verwendung der Grünlingelektrode aus dem gemischten Metallpulver, das bei dem vorstehenden Versuch eine oxidierte Menge von 11 Gew.-% aufweist, für 2 Minuten der funkenerosiven Beschichtungsbehandlung unterzogen wird. Es zeigt sich, dass die Schichtdicke mindestens 1200 μm beträgt und an einem dickeren Teil 1300 μm oder mehr erreicht. Auch ist die Beschichtung in ihrer Dickenrichtung gleichmäßig ausgebildet. 19 FIG. 15 is a cross-sectional image showing a coating (hereinafter referred to as coating A6 of a sixth example of the present invention) prepared by using the green compact electrode of the mixed metal powder having an oxidized amount of 11 wt% in the above experiment for 2 Minutes of the spark erosive coating treatment. It can be seen that the layer thickness is at least 1200 μm and reaches 1300 μm or more on a thicker part. Also, the coating is uniform in thickness direction.

20 ist ein Querschnittsbild, das eine Beschichtung zeigt (nachfolgend als Beschichtung B6 bezeichnet), die unter Verwendung der Grünlingelektrode aus dem gemischten Metallpulver, das bei dem vorstehenden Versuch eine oxidierte Menge von 14 Gew.-% aufweist, für 2 Minuten der funkenerosiven Beschichtungsbehandlung unterzogen wird. Es zeigt sich, dass die Schichtdicke etwa 1000 bis 1500 μm beträgt. Die Beschichtung kann als sehr viel dicker gegenüber einer durch herkömmliche funkenerosive Beschichtungsbehandlung zu erhaltende bezeichnet werden. Allerdings wurde eine Erhöhung innerer Defekte beobachtet. 20 FIG. 12 is a cross-sectional image showing a coating (hereinafter referred to as coating B6) subjected to the spark erosion coating treatment for 2 minutes using the green metal electrode of the mixed metal powder having an oxidized amount of 14% by weight in the above experiment , It turns out that the layer thickness is about 1000 to 1500 microns. The coating can be much thicker compared to a conventional spark erosion Coating treatment to be called. However, an increase in internal defects was observed.

Als Nächstes wurde ein Versuch wie folgt durchgeführt, um Auswirkungen auf die Schichtdicke in einem Fall zu untersuchen, bei welchem eine Metallseife dem gemischten Metallpulver als Rohmaterial der Grünlingelektrode hinzugefügt und formgepresst wird.When Next, an experiment was performed as follows, to investigate effects on layer thickness in a case wherein a metal soap is the mixed metal powder as a raw material added to the green compact and molded becomes.

Als Metallseife wurde Zinkstearat verwendet. Als Metallpulver wurde das gemischte Metallpulver mit einer oxidierten Menge von 11 Gew.-% eingesetzt, von dem im obigen Versuch die dickste Beschichtung (Beschichtung A6) erhalten wurde. Die dem Pulver beigefügte Menge an Zinkstearat wurde innerhalb eines Bereichs von 0 bis 6 Gew.-% verändert. Anschließend wurde jedes der auf diese Weise gemischten Pulver 60 Minuten mit einem V-Mischer durchmischt, so dass jedes Mischpulver gleichmäßig war. Diese gemischten Pulver wurden zur Herstellung von Grünlingelektroden formgepresst. Für jeden Fall wurde unter denselben Bedingungen wie in dem obigen Versuch für 2 Minuten eine funkenerosive Beschichtungsbehandlung durchgeführt. Anschließend wurde die Schichtdicke jeder erhaltenen Beschichtung gemessen. Das Ergebnis ist in 21 dargestellt.The metallic soap used was zinc stearate. As the metal powder, the mixed metal powder having an oxidized amount of 11% by weight was used, from which the thickest coating (coating A6) was obtained in the above experiment. The amount of zinc stearate added to the powder was changed within a range of 0 to 6 wt%. Subsequently, each of the thus mixed powders was mixed with a V-blender for 60 minutes so that each mixed powder was uniform. These mixed powders were compression molded to make green compact electrodes. In each case, under the same conditions as in the above experiment, a spark erosive coating treatment was carried out for 2 minutes. Subsequently, the layer thickness of each obtained coating was measured. The result is in 21 shown.

Wie in der graphischen Darstellung der 21 zu sehen ist, war die Schichtdicke stark verbessert, wenn Zinkstearat mit 1 Gew.-% zugefügt wurde und war am größten (2350 μm), wenn Zinkstearat mit 2 Gew.-% zugefügt wurde. Beimengung von mehr als 2 Gew.-% ergab eine Verbesserung der Schichtdicke gegenüber einem Fall ohne jegliche Beimengung. Allerdings wurde festgestellt, dass eine Beimengung von 5 Gew.-% oder mehr den Abbrand der Grünlingelektrode erhöhte. Dies ist eventuell darauf zurückzuführen, dass die Beimengung von Zinkstearat, obwohl sie die Formbarkeit verbessert, die Bindungen zwischen den Metallpartikeln zu sehr schwächen kann und die Metallpartikel aus der Elektrode gelöst werden können, ohne ausreichend geschmolzen zu sein, wodurch sie nicht in die Beschichtungskomponente integriert werden.As in the graph of the 21 As can be seen, the layer thickness was greatly improved when zinc stearate was added at 1 wt% and was largest (2350 microns) when zinc stearate at 2 wt% was added. Addition of more than 2% by weight resulted in an improvement of the layer thickness over a case without any admixture. However, it was found that an addition of 5% by weight or more increased the burnup of the green compact. This may be due to the fact that the addition of zinc stearate, although it improves moldability, can weaken the bonds between the metal particles too much and the metal particles can be released from the electrode without being sufficiently melted, thereby not integrating into the coating component become.

Ähnliche Versuche wurden unter Verwendung von Wolfram und Chrom durchgeführt. Es wurde festgestellt, dass die Schichtdicke am größten war, wenn Zinkstearat mit 2 Gew.-% zugefügt wurde und dass der Abbrand der Grünlingelektrode stärker wurde, wenn Zinkstearat mit 6 Gew.-% oder mehr zugefügt wurde. Daraus folgt, dass die zugefügte Menge der Metallseife vorzugsweise 1 bis 4 Gew.-% beträgt, eine Beimengung von 1 Gew.-% oder weniger kann jedoch auch zur Bildung einer dicken Beschichtung beitragen.Similar Experiments were performed using tungsten and chromium. It was found that the layer thickness was the largest, when zinc stearate at 2 wt .-% was added and that the Burning of the green compact electrode became stronger when Zinc stearate at 6 wt .-% or more was added. from that It follows that the added amount of metal soap is preferable 1 to 4 wt .-%, an admixture of 1 wt .-% or however, less can also contribute to the formation of a thick coating.

Es ist zu bemerken, dass als Metallseife verschiedene Metallseifen verwendet werden können, wie zum Beispiel eine von Zinkstearat verschiedene Stearinsäure-Seife eines Metallsalzes, ebenso wie 12-Hydroxystearinsäure-Seife, Montansäure-Seife, Behensäure-Seife und Laurinsäure-Seife. Jede dieser Seifen hat einen niedrigen Schmelzpunkt und verschwindet daher durch Verdampfung oder dergleichen, wenn Metallpartikel durch elektrische Entladung eluiert werden. Daher sind die Auswirkungen der Metallseife auf die Beschichtungsform gering.It It should be noted that as metal soap various metal soaps can be used, such as one of zinc stearate various stearic acid soap of a metal salt, as well such as 12-hydroxystearic acid soap, montanic acid soap, behenic acid soap and lauric acid soap. Each of these soaps has a low one Melting point and therefore disappears by evaporation or the like, when metal particles are eluted by electrical discharge. Therefore, the effects of metal soap on the coating form low.

Als Nächstes wurde eine funkenerosive Beschichtungsbehandlung unter denselben Bedingungen wie in dem oben beschriebenen Versuch durchgeführt, unter Einsatz einer Grünlingelektrode, die aus einem Mischpulver hergestellt wurde, das erhältlich war durch weiteres Zugeben eines Silberpulvers zu einem Mischpulver (erhalten durch Addition von Zinkstearat mit 2 Gew.-% zu dem gemischten Metallpulver mit einer oxidierten Menge von 11 Gew.-%), von dem im obigen Versuch die dickste Beschichtung erhalten wurde. Dann wurden Defekte in der Beschichtung und Änderungen der Schichtdicke bezogen auf zugegebene Mengen an Silber (0 bis 20 Gew.-%) untersucht. Als Ergebnis wurden vorteilhafte Beschichtungen mit wenigen Defekten erhalten, wenn das Silberpulver mit 2 bis 4 Gew.-% zugefügt wurde. Wenn das Silberpulver mit 4 Gew.-% oder mehr zugefügt wurde, wurden Defekte zwar vermieden, es wurde jedoch eine große Abnahme der Schichtdicke festgestellt. Mittlerweile wurden ähnliche Versuche unter Verwendung von Wolfram und Chrom durchgeführt. Bei diesen Versuchen wurde ebenfalls festgestellt, dass vorteilhafte Beschichtungen erhalten wurden, wenn das Silberpulver mit 2 bis 4 Gew.-% zugefügt wurde.When Next became a spark erosive coating treatment under the same conditions as in the experiment described above carried out using a green compact electrode, which was made from a mixed powder, which is available was by further adding a silver powder to a mixed powder (obtained by addition of zinc stearate with 2 wt .-% to the mixed Metal powder with an oxidized amount of 11% by weight), of which in the above experiment, the thickest coating was obtained. Then were defects in the coating and changes in the layer thickness based on added amounts of silver (0 to 20 wt .-%) examined. As a result, advantageous coatings with few defects obtained when the silver powder at 2 to 4 wt .-% was added. When the silver powder was added at 4 wt% or more, Although defects were avoided, it became a big one Decrease in the layer thickness detected. Meanwhile, similar Experiments performed using tungsten and chromium. These experiments also found that advantageous Coatings were obtained when the silver powder with 2 to 4 Wt .-% was added.

22 ist ein Querschnittsbild einer Beschichtung (nachfolgend bezeichnet als eine Beschichtung A7 eines siebten Beispiels der vorliegenden Erfindung), die einer funkenerosiven Beschichtungsbehandlung unterzogen wurde, die unter denselben Bedingungen wie alle obigen Versuche durchgeführt wurde unter Einsatz einer Grünlingelektrode aus einem Mischpulver, das erhalten wurde durch: Zugabe von Zinkstearat mit 2 Gew.-% zu dem gemischten Metallpulver mit einer oxidierten Menge von 11 Gew.-%, weiterhin Zugabe eines Silberpulvers mit 4 Gew.-% und anschließend gleichmäßiges Mischen der auf diese Weise gemischten Pulver. Aus diesem Bild ist ersichtlich, dass die Beschichtung eine einheitliche und dichte Form hatte. 22 FIG. 15 is a cross-sectional image of a coating (hereinafter referred to as a coating A7 of a seventh example of the present invention) subjected to an EDM coating treatment conducted under the same conditions as all the above experiments using a green compact electrode of a mixed powder obtained by: Adding 2 wt% of zinc stearate to the mixed metal powder having an oxidized amount of 11 wt%, further adding 4 wt% of a silver powder, and then uniformly mixing the thus mixed powders. From this image it can be seen that the coating had a uniform and dense shape.

Es sei angemerkt, dass, obwohl die oben beschriebenen Beispiele jeweils für den Fall gezeigt wurden, in dem das Behandlungsobjekt 2 eine Aluminiumlegierung, eine Magnesiumlegierung oder Reintitan ist, die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt ist. Die vorliegende Erfindung kann selbstverständlich an einer Oberfläche aus Aluminium, Magnesium, oder einer Titanlegierung und zusätzlich an Oberflächen aus verschiedenen anderen Metallen durchgeführt werden.It should be noted that, although the above-described examples have been respectively shown for the case where the treatment object 2 an aluminum alloy, a magnesium alloy or pure titanium, the present invention is not limited thereto. The present invention may itself understandably be performed on a surface of aluminum, magnesium, or a titanium alloy and in addition to surfaces of various other metals.

Wie vorstehend beschrieben, bietet das funkenerosive Beschichtungsverfahren der vorliegenden Erfindung die Möglichkeit, in kurzer Zeit eine dicke Beschichtung aus einem harten Metall mit hohem Schmelzpunkt auf einer Oberfläche eines Metalls mit niedrigem Schmelzpunkt, wie etwa einem Aluminiummaterial, zu bilden. Bei dem zweiten und dritten Beispiel wird durch eine nur 2-minütige funkenerosive Beschichtungsbehandlung jeweils eine dicke Beschichtung mit einer Dicke von 1600 bis 2000 μm gebildet, wodurch eine bemerkenswerte Bildung einer dicken Beschichtung erreicht wird, die 10 bis 100 mal dicker ist als in herkömmlichen Fällen. Darüber hinaus hat die Schichtbildungsgeschwindigkeit 800 bis 1000 μm/min erreicht, wodurch die Bildung einer dicken Beschichtung bei gleichzeitiger signifikanter Reduzierung der Behandlungszeit, d. h. eine schnelle Behandlung, ermöglicht wird.As described above, offers the spark erosive coating method the present invention the possibility in a short time a thick coating of a hard metal with a high melting point on a surface of a low melting point metal, such as an aluminum material. At the second and third example is by a just 2-minute spark erosive Coating treatment in each case a thick coating with a Thickness of 1600 to 2000 microns formed, creating a remarkable Formation of a thick coating is achieved, which is 10 to 100 times thicker than in conventional cases. About that In addition, the film-forming speed is 800 to 1000 μm / min achieved, whereby the formation of a thick coating at the same time significant reduction of treatment time, d. H. a fast Treatment, is made possible.

Zusätzlich zu einer solchen bemerkenswerten Bildung einer dicken Beschichtung werden die Komponenten und die Härte einer durch die funkenerosive Beschichtungsbehandlung der vorliegenden Erfindung erhaltenen Beschichtung im Gegensatz zu einer herkömmlichen funkenerosiven Beschichtung, die von Carbid, Keramik oder dergleichen abhängig ist, in Dickenrichtung der Beschichtung gleichmäßig. Auf diese Weise wird die Oberflächenform der Beschichtung selbst dann nicht verändert, wenn eine Nachbehandlung wie Schleifen vorgenommenen wird und eine Schichtdicke, die ausreichend groß ist, um einer derartigen Behandlung standzuhalten, ist sichergestellt.additionally to such a remarkable formation of a thick coating The components and the hardness of one through the spark erosive Coating treatment of the present invention obtained coating unlike a conventional spark erosive coating, the of carbide, ceramic or the like, in the thickness direction the coating evenly. In this way the surface shape of the coating does not even then changed when an aftertreatment such as grinding is done and a layer thickness that is sufficiently large to one to withstand such treatment is ensured.

Mit den oben beschriebenen Eigenschaften kann beispielsweise ein Ventilsitz, der herkömmlicherweise in einen Zylinderkopf aus einer Aluminiumlegierung eingepresst wird, durch eine Beschichtung ersetzt werden, die man durch die funkenerosive Beschichtungsbehandlung der vorliegenden Erfindung erhält. Die Einschränkungen hinsichtlich der Formen der Einlass- und Auslassöffnungen eines Motors und hinsichtlich der Form einer Brennkammer werden hierdurch verringert. Auf diese Weise ist die vorliegende Erfindung vorteilhaft für die Gestaltung von Formen, die im Inneren eines Zylinders einen Mischstrom durch Verwirbeln oder Taumeln erzeugen.With the properties described above, for example, a valve seat, the conventionally in a cylinder head of a Aluminum alloy is pressed, replaced by a coating which can be obtained by the spark erosive coating treatment of the present invention. The restrictions with regard to the shapes of the inlet and outlet openings of an engine and in terms of the shape of a combustion chamber thereby reduced. In this way, the present invention beneficial to the design of forms inside a cylinder produce a mixed flow by swirling or tumbling.

Da eine durch die funkenerosive Beschichtungsbehandlung der vorliegenden Erfindung erhaltene Beschichtung metallurgisch eng mit einem Aluminiummaterial verbunden ist, ist außerdem der Wärmeübergangsverlust an der Grenzfläche zwischen der Beschichtung und dem Aluminiummaterial gering. Hierdurch kann Wärme von den Einlass- und Auslassventilen effizient an den Zylinderkopf aus der Aluminiumlegierung übertragen werden und eine lokale Überhitzung an Ventiloberflächen einer Innenfläche der Brennkammer kann gehemmt werden. Infolgedessen kann die Kompressionsgrenze des Motors verbessert werden. Die Tatsache, dass die Komponenten und die Härte in Dickenrichtung gleichmäßig sind, bringt darüber hinaus den Vorteil mit sich, dass Gleiteigenschaft, Härte und dergleichen der Oberfläche eines Ventilsitzes sich selbst dann nicht ändern, wenn die Oberfläche einer Nachbehandlung, wie etwa Schleifen, unterzogen wird.There one by the spark erosive coating treatment of the present Metallurgically obtained coating with an aluminum material is connected, is also the heat transfer loss at the interface between the coating and the aluminum material low. This allows heat from the intake and exhaust valves efficiently transferred to the cylinder head from the aluminum alloy and local overheating on valve surfaces an inner surface of the combustion chamber can be inhibited. As a result, the compression limit of the engine can be improved become. The fact that the components and hardness even in the thickness direction, bring about it In addition, the advantage with it, that sliding property, hardness and the like of the surface of a valve seat itself even then do not change when the surface a post-treatment, such as grinding is subjected.

Daher kann eine durch die funkenerosive Beschichtungsbehandlung der vorliegenden Erfindung erhaltenen Beschichtung selbstverständlich als eine alternative Beschichtung für einen Ventilsitz eines Zylinderkopfes eingesetzt werden, sowie als Beschichtung von Verschleißfestigkeit und Hitzebeständigkeit erfordernden Oberflächen verschiedener Metalle und als alternative Beschichtung für diese, wie etwa eine alternative Beschichtung einer Gusseisenhülse eines Zylinderblocks. Da Maskierung durch partielle Behandlung nicht erforderlich ist, besteht ein Vorteil bei der industriellen Anwendung.Therefore can one by the spark erosive coating treatment of the present Of course, the invention obtained as coating an alternative coating for a valve seat of a cylinder head be used, as well as a coating of wear resistance and heat resistant surfaces different metals and as an alternative coating for these, such as an alternative coating of a cast iron sleeve a cylinder block. Since masking by partial treatment is not is required, there is an advantage in industrial application.

Vorstehend wurden einige Ausführungsformen und Beispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die vorliegende Erfindung nicht auf diese beschränkt ist und verschiedene Abwandlungen und Veränderungen auf der Grundlage des technischen Konzepts der vorliegenden Erfindung weiterhin möglich sind.above have been some embodiments and examples of the present Invention described. It is understood, however, that the present Invention is not limited to these and various Modifications and changes based on the technical Concept of the present invention are still possible.

ZusammenfassungSummary

Funkenerosives Beschichtungsverfahren, die folgenden Schritte umfassend: Erzeugen gepulster Entladung zwischen einer Grünlingelektrode 3 und einer Targetoberfläche 20 in einer Arbeitsflüssigkeit 10. Dadurch Abscheiden einer Komponente der Grünlingelektrode 3 auf die Targetoberfläche 20 zur Bildung einer Beschichtung 21, wobei das Erzeugen die Verwendung der Grünlingelektrode 3 umfasst, die durch Druckformen von Metallpulver gebildet wird, das eine Hauptkomponente davon bildet und dessen Partikel an ihrer Oberfläche 20 eine Oxidschicht aufweisen, wobei die Oxidschicht dicker ist als eine normalerweise bei Normaltemperatur in Luft erhaltene Oxidschicht, wodurch die Metallkomponente der Grünlingelektrode 3 zur Ausbildung der die Metallkomponente als eine Hauptkomponente davon enthaltenden Beschichtung 21 auf die Targetoberfläche 20 abgeschieden wird. Eine dicke Beschichtung, die hauptsächlich ein Metall hoher Härte enthält, kann auch auf einem Metall mit niedrigem Schmelzpunkt, wie etwa einem Aluminiummaterial, gebildet werden, ohne dass man von einem die elektrische Leitfähigkeit verringernden Carbid abhängig ist.A spark erosive coating method comprising the steps of: generating pulsed discharge between a green compact electrode 3 and a target surface 20 in a working fluid 10 , Thereby depositing a component of the green compact electrode 3 on the target surface 20 to form a coating 21 wherein the generating the use of the green compact electrode 3 which is formed by pressure molding of metal powder forming a major component thereof and the particles on its surface 20 have an oxide layer, wherein the oxide layer is thicker than an oxide layer normally obtained in air at normal temperature, whereby the metal component of the green compact electrode 3 for forming the coating containing the metal component as a main component thereof 21 on the target surface 20 is deposited. A thick coating mainly containing a high-hardness metal can also be formed on a low-melting-point metal such as an aluminum material, without depending on a carbide reducing the electric conductivity.

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Claims (14)

Funkenerosives Beschichtungsverfahren, die folgenden Schritte umfassend: Erzeugen gepulster Entladung zwischen einer Grünlingelektrode und einer Targetoberfläche in einer Arbeitsflüssigkeit, wodurch eine Komponente der Grünlingelektrode zur Bildung einer Beschichtung auf die Targetoberfläche abgeschieden wird, wobei das Erzeugen die Verwendung der Grünlingelektrode umfasst, die durch Druckformen von ihre Hauptkomponente bildendem Metallpulver gebildet wird, dessen Partikel an ihrer Oberfläche eine Oxidschicht aufweisen, wobei die Oxidschicht dicker ist als eine normalerweise bei Normaltemperatur in Luft erhaltene Oxidschicht, wodurch die Metallkomponente der Grünlingelektrode zur Ausbildung der die Metallkomponente als eine Hauptkomponente enthaltenden Beschichtung auf die Targetoberfläche abgeschieden wird.Spark erosive coating process, the following Steps including: Generating pulsed discharge between a Greening electrode and a target surface in a working fluid, whereby a component of the green compact electrode to form a coating on the target surface is deposited wherein the generating the use of the green compact electrode which forms by forming its main component by pressure forming Metal powder is formed, whose particles are on their surface have an oxide layer, wherein the oxide layer is thicker than an oxide layer normally in air at normal temperature, whereby the metal component of the green compact electrode for Formation of the metal component containing as a main component Coating is deposited on the target surface. Funkenerosives Beschichtungsverfahren nach Anspruch 1, bei dem das Metallpulver ein Pulver eines Metalls ist, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Molybdän, Wolfram, Chrom, Molybdänlegierungen, Wolframlegierungen und Chromlegierungen.Spark erosive coating method according to claim 1, in which the metal powder is a powder of a metal selected is from the group consisting of molybdenum, tungsten, chromium, Molybdenum alloys, tungsten alloys and chromium alloys. Funkenerosives Beschichtungsverfahren nach Anspruch 1, bei dem das Metallpulver ein Mischpulver aus mehreren Metallen ist, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Molybdän, Wolfram, Chrom, Molybdänlegierungen, Wolframlegierungen und Chromlegierungen.Spark erosive coating method according to claim 1, wherein the metal powder is a mixed powder of several metals is selected from the group consisting of molybdenum, Tungsten, chromium, molybdenum alloys, tungsten alloys and Chromium alloys. Funkenerosives Beschichtungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der prozentuale Anteil der Oxidschicht in dem Metallpulver 5 bis 11 Gew.-% des Metallpulvers beträgt.Spark erosive coating method according to of claims 1 to 3, wherein the percentage of the Oxide layer in the metal powder 5 to 11 wt .-% of the metal powder is. Funkenerosives Beschichtungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Targetoberfläche aus einem beliebigen Material aus Aluminium, Aluminiumlegierungen, Magnesium, Magnesiumlegierungen, Titan und Titanlegierungen besteht.Spark erosive coating method according to of claims 1 to 4, wherein the target surface made of any material made of aluminum, aluminum alloys, Magnesium, magnesium alloys, titanium and titanium alloys. Grünlingelektrode für eine funkenerosive Beschichtungsbehandlung, wobei die Behandlung das Erzeugen gepulster Entladung zwischen der Grünlingelektrode und einer Targetoberfläche in einer Arbeitsflüssigkeit umfasst, wodurch eine Komponente der Grünlingelektrode zur Bildung einer Beschichtung auf die Targetoberfläche abgeschieden wird, wobei die Grünlingelektrode durch Druckformen von Metallpulver als deren Hauptkomponente gebildet wird, wobei dessen Partikel an ihrer Oberfläche eine Oxidschicht aufweisen und wobei die Oxidschicht dicker ist als eine normalerweise bei Normaltemperatur in Luft erhaltene Oxidschicht.Greening electrode for a spark erosive Coating treatment, wherein the treatment is pulsed Discharge between the green body electrode and a target surface in a working fluid, thereby forming a component of Greening electrode for forming a coating on the Target surface is deposited, wherein the green electrode is formed by pressure molding of metal powder as its main component, the particle of which on its surface is an oxide layer and wherein the oxide layer is thicker than a normal one oxide layer obtained in air at normal temperature. Grünlingelektrode für eine funkenerosive Beschichtungsbehandlung nach Anspruch 6, bei dem das Metallpulver ein Pulver eines Metalls ist, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Molybdän, Wolfram, Chrom, Molybdän-Legierungen, Wolframlegierungen und Chromlegierungen.Greening electrode for a spark erosive Coating treatment according to claim 6, wherein the metal powder is a powder of a metal selected from Group consisting of molybdenum, tungsten, chromium, molybdenum alloys, Tungsten alloys and chrome alloys. Grünlingelektrode für eine funkenerosive Beschichtungsbehandlung nach Anspruch 6, bei dem das Metallpulver ein Mischpulver aus mehreren Metallen ist, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Molybdän, Wolfram, Chrom, Molybdän-Legierungen, Wolframlegierungen und Chromlegierungen.Greening electrode for a spark erosive Coating treatment according to claim 6, wherein the metal powder is a mixed powder of several metals selected are from the group consisting of molybdenum, tungsten, chromium, Molybdenum alloys, tungsten alloys and chromium alloys. Grünlingelektrode für eine funkenerosive Beschichtungsbehandlung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, bei dem der prozentuale Anteil der Oxidschicht in dem Metallpulver 5 bis 11 Gew.-% des Metallpulvers beträgt.Greening electrode for a spark erosive Coating treatment according to one of claims 6 to 8, in which the percentage of the oxide layer in the metal powder 5 to 11 wt .-% of the metal powder. Grünlingelektrode für eine funkenerosive Beschichtungsbehandlung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, bei dem die Grünlingelektrode durch Druckformen des Metallpulvers, dem eine Metallseife zugefügt ist, gebildet wird.Greening electrode for a spark erosive Coating treatment according to one of claims 6 to 9, in which the green compact electrode by pressure forming the Metal powder, to which a metal soap is added, formed becomes. Grünlingelektrode für eine funkenerosive Beschichtungsbehandlung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, wobei die Grünlingelektrode durch Druckformen des Metallpulvers gebildet wird, dem ein Metallpulver zugefügt ist, wobei das zugefügte Metallpulver eine höhere Leitfähigkeit, als das Metallpulver aufweist und keiner oxidativen Behandlung unterzogen wird.Greening electrode for a spark erosive Coating treatment according to one of claims 6 to 10, wherein the green compact electrode by pressure forming the metal powder is formed, to which a metal powder is added, wherein the added metal powder has a higher conductivity, as the metal powder and is not subjected to any oxidative treatment. Grünlingelektrode für eine funkenerosive Beschichtungsbehandlung nach Anspruch 11, wobei das Metallpulver mit höherer Leitfähigkeit ein Kupferpulver oder ein Silberpulver ist.Greening electrode for a spark erosive Coating treatment according to claim 11, wherein the metal powder with higher conductivity a copper powder or a silver powder is. Grünlingelektrode nach einem der Ansprüche 10 bis 12, bei der eine Menge der zugegebenen Metallseife 1 bis 4 Gew.-% des Metallpulvers beträgt.Green compact electrode according to one of Claims 10 to 12, in which an amount of the metal soap added is 1 to 4% by weight of the metal powder. Grünlingelektrode nach einem der Ansprüche 10 bis 12, bei der eine Menge des zugegebenen Metallpulvers mit höherer elektrischer Leitfähigkeit 2 bis 4 Gew.-% des Metallpulvers beträgt.Green compact electrode according to one of Claims 10 to 12, in which an amount of the added metal powder with higher electrical conductivity 2 to 4 wt .-% of the metal powder is.
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