JP2001219319A - 摩耗製品または摩耗部品の再創生法 - Google Patents

摩耗製品または摩耗部品の再創生法

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JP2001219319A
JP2001219319A JP2000028486A JP2000028486A JP2001219319A JP 2001219319 A JP2001219319 A JP 2001219319A JP 2000028486 A JP2000028486 A JP 2000028486A JP 2000028486 A JP2000028486 A JP 2000028486A JP 2001219319 A JP2001219319 A JP 2001219319A
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JP
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wear
mold
discharge
electrode
product
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Hironao Sunada
洋尚 砂田
Yasuo Shimizu
康夫 清水
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Toyota Motor Corp
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Toyota Motor Corp
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  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
  • Mounting, Exchange, And Manufacturing Of Dies (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 金型の再利用と長寿命化を達成するための金
型形状の再創生法を提供する。 【解決手段】 放電加工液5の中に、正常摩耗した金型
1と金型1に対向して配置された放電表面処理用電極2
を浸漬し、金型1と放電表面処理用電極2の間で放電さ
せ、放電表面処理用電極2を溶融させ、飛散した電極成
分3を金型1に移行させ被覆させることにより金型1に
放電被膜4を形成するようにした金型1の再創生法であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、機械的または熱的
な摺動や衝撃により摩擦または摩耗が生じ、寿命と判断
された金型、切削工具または保守部品などの摩耗製品ま
たは摩耗部品、特に冷間鍛造金型の再創生法に関する。
【0002】
【従来の技術】ワークの再創生法に関する従来技術とし
て、特開平3―111550号公報がある。図6によ
り、この従来技術を説明する。図6は従来技術の再創生
法を示す概略図である。
【0003】図6において、11は溶射により表面粗度
が荒れた型材であり、12は導電材であり、13は型材
11と導電材12を浸漬する電解液であり、14は型材
11に電気的に接続されたスイッチであり、15は直流
電源であり、16は直流電源15の陽極とスイッチ14
間に接続された電流計である。
【0004】表面の面粗度の荒れた型材11をスイッチ
14および電流計16を介して直流電源15の陽極側に
接続する。直流電源15の陰極側に接続された導電材1
2を電解液13に浸漬する。その後、スイッチ14をO
N状態にして通電する。
【0005】面粗度の荒れた表面を有する型材11は通
電により表面の鋭利な個所から溶解を始め、時間の経過
とともに表面は平滑となる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記で説明
した従来技術の再創生法は、何度もプラズマ溶射を受け
ることにより型材(ワーク)表面に付着あるいは摩耗で
形成された突起を電解加工することにより溶解し平滑面
となす型材(ワーク)の再創生法であるので、一回ごと
に型材(ワーク)の寸法が減少し、再生回数に限度があ
るという問題が発生する。
【0007】本発明は、上記の問題を解決するために、
放電表面処理を用いてワークを再創生する再創生法を提
供することを目的にしたものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、請求項1の発明は、機械的または熱的な摺動や衝
撃により摩擦や摩耗が生じる摩耗製品または摩耗部品の
再創生法において、放電加工液の中に前記摩耗製品また
は摩耗部品と前記摩耗製品または摩耗部品に対向して配
置された放電表面処理用電極を浸漬し、前記摩耗製品ま
たは摩耗部品と前記放電表面処理用電極の間で放電さ
せ、前記放電表面処理用電極を溶融させ、飛散した電極
成分を前記摩耗製品または摩耗部品に移行させ、被覆さ
せることにより前記摩耗製品または摩耗部品に放電被膜
を形成することを特徴とする摩耗製品または摩耗部品の
再創生法である。
【0009】前述の目的を達成するために、請求項2の
発明は、前記摩耗製品または摩耗部品に形成された前記
放電被膜をラップ処理または研削処理することを特徴と
する請求項1記載の摩耗製品または摩耗部品の再創生法
である。
【0010】前述の目的を達成するために、請求項3の
発明は、前記放電表面処理用電極がTi系、WC系また
はZr系材料で構成されていることを特徴とする請求項
1記載の摩耗製品または摩耗部品の再創生法である。
【0011】
【発明の実施形態】本発明の実施形態を図に基づき説明
する。本発明の実施対象は、機械的または熱的な摺動や
衝撃により摩擦または摩耗が生じ、寿命と判断された金
型、切削工具または保守部品などの摩耗製品または摩耗
部品であるが、以下の説明では金型を例に説明する。
【0012】図1(a)は、本発明の1実施対象である
金型の斜視図である。図1(a)に示す金型1は、たと
えばポンチとして使用されているので、その端部の表面
が軸方向に引っ掻き傷を形成された摩耗部1aを備えて
いる。図1(b)は本発明の1実施対象である金型の一
部正面図である。図1(b)に示すように、金型1の摩
耗部1aは摩耗前の寸法に比べ径方向に小さい寸法にな
っている様子が示されている。
【0013】本発明の実施形態は放電表面処理を用いて
金型の形状回復と再コーティングを実現するものであ
る。すなわち、機械的または熱的な摺動や衝撃により摩
擦または摩耗が生じ、寿命と判断された金型を放電表面
処理することにより、欠損した摩耗部を被覆して金型形
状を回復させる金型の再創生法である。放電表面処理と
は、放電加工現象を利用したコーティング(被覆)処理
および表面処理改質処理であり、本発明の実施形態では
金型上に硬質の放電被膜を被覆させるコーティング処理
を意味することとする。
【0014】図2により、放電表面処理の原理を活用し
た本発明の実施形態の金型の再創生法を説明する。図2
は放電表面処理の原理を活用した本発明の実施形態の金
型の再創生法を示す概念図である。図2に示すように、
放電加工液5の中に、金型1とこの金型1に対向して配
置された放電表面処理用電極2が浸漬される。図示のな
いサーボ機構により、金型1と放電表面処理用電極2の
間隔が調整される。電源・パルス制御装置により、通常
の形彫り放電加工と同様に、所定の電気条件で金型1と
放電表面処理用電極2との間で放電が行われる。極間の
放電エネルギによりにより、放電表面処理用電極2は溶
融させられるとともに化学反応を起こさせられる。放電
表面処理用電極2から電極成分3が飛散する。飛散した
電極成分3は金型1に移行し、積層状態の硬質の放電被
膜4が形成される。
【0015】放電表面処理により形成される放電被膜4
は放電表面処理用電極2の材質や電気条件を変えること
により、均一で硬質な数十μm程度から比較的粗い面粗
度の数mmまでの膜厚の放電被膜4を形成することが可
能である。放電表面処理用電極2はTi系、WC系また
はZr系材料で構成されている。たとえば、放電表面処
理用電極2として、Ti系電極を用いると、均一でビッ
カース硬さ2500〜3000HVで10μm程度の膜
厚のTiC被膜を形成することができる。
【0016】図3により本発明の実施形態である金型の
再創生法を説明する。図3は本発明の実施形態である金
型の再創生法を示すフローチャートである。図3に示す
ように、機械的または熱的な摺動や衝撃により摩擦また
は摩耗が生じ、寿命と判断される、すなわち正常摩耗に
より寿命に到達すると(S1)、摩耗により欠損した摩
耗部に放電表面処理を施し、放電被膜を被覆させる(S
2)。すなわち、前記したように、放電加工液の中に金
型とこの金型に対向して配置された放電表面処理用電極
を浸漬し、金型と放電表面処理用電極の間で放電させ、
放電表面処理用電極を溶融させ、飛散した電極成分を金
型に移行させ被覆させることにより金型に放電被覆を形
成する。これにより、摩耗により欠損した摩耗減少分が
補正され、摩耗前の形状に回復させられる。
【0017】このようにして放電被覆を金型に形成する
ことにより、前記したように、摩耗前の金型形状を回復
することができ、長寿命を達成することができる。ま
た、摩耗量が放電表面処理の最大膜厚以下であれば、何
度でも再創生することができるので、同一金型を半永久
的に再創生させることができ、加工費や材料費を画期的
に低減することができる。放熱表面処理は、放電加工液
の中での局部加熱加工であるので、金型全体に対する熱
歪みが少ないため、肉盛加工の場合に必要となる切削加
工や研削加工による形状補正が不要である。また、放熱
表面処理の場合、気孔のない被膜強度の高い、密で硬質
の放電被膜を形成することができるので、金型使用時の
衝撃によって放電被膜が割れたり、剥離することが少な
く、溶射加工による被膜に比べ長寿命を達成することが
できる。
【0018】次に、必要に応じて、形状修正のために放
電被膜をラップ処理する(S3)。ラップ処理により摩
耗前の形状により近い形状に再創生することができる。
そして金型を再度使用する成形工程となる(S4)。以
上説明したS1、S2からなる工程またはS1〜S3か
らなる工程を実施すれば、同一の金型を何度でも再創生
することができる。なお、形状修正のためにラップ処理
に代えて研削処理を施し、摩耗前の形状により近い形状
に再創生してもよいし、研削処理とラップ処理を施し
て、摩耗前の形状により近い形状に再創生してもよい。
【0019】なお、放電被膜として、 Ti系、WC系
またはZr系材料、たとえばTiC被膜を摩耗部に形成
するようにすれば、形状を回復させるという効果以外
に、耐摩耗性、耐焼付き性、耐食性、耐酸化性などに対
して有効であり、また母材との間に強い密着力を有する
ので、TiC被膜の剥離が起きにくく、寿命延長効果を
ねらったコーティングの再処理としても用いることがで
きる。
【0020】図4により、さらに本発明の実施形態の金
型の再創生法を説明する。図4は本発明の実施形態の金
型の再創生法を示す概念図である。図4に示すように、
金型1の下端部の摩耗部1aに対向して放電表面処理用
電極2が配置される。摩耗部1aと放電表面処理用電極
2の間で放電が行われると、放電表面処理用電極2から
溶解した火花状の電極成分3が摩耗部1aに移行し、摩
耗部1aに積層される。金型1は軸芯を中心に回転させ
られることにより、電極成分3は摩耗部1aに均一に積
層される。
【0021】図5により、本発明の実施形態の金型の再
創生法を実施するための装置を説明する。図5は本発明
の実施形態の金型の再創生法を実施するための装置の概
念図である。図5に示すように、本発明の実施形態の金
型の再創生法を実施するための装置の構成は以下の内容
である。加工槽7に放電加工液5を所定量入れる。加工
槽7の底に導電性材料からなる定盤6を載置する。定盤
6の上に放電表面処理用電極2を固定する。放電表面処
理用電極2の上方に間隔を空けて金型1の摩耗部1aの
下端を対向させて配置する。放電表面処理用電極2と摩
耗部1aの間隔は図示のないサーボ機構により調整され
る。金型1と定盤6は放電電源に電気的に接続される。
【0022】本発明の実施形態の金型の再創生法を実施
するための装置の作用を説明する。放電電源により金型
1と定盤6に電圧がかかると、定盤6と放電表面処理用
電極2は電気的に導通し、金型1と放電表面処理用電極
2の間で放電が起きる。このときの放電エネルギにより
放電表面処理用電極2は溶融させられる。放電表面処理
用電極2から飛散した電極成分3は摩耗部1aに移行さ
せられ、摩耗部1aの側面および底面に積層状態の放電
被膜4として被覆する。
【0023】以上、金型について説明したが、切削工具
などの他の摩耗製品または摩耗部品にも本発明は適用さ
れるものである。
【0024】
【発明の効果】請求項1の発明は、機械的または熱的な
摺動や衝撃により摩擦や摩耗が生じる摩耗製品または摩
耗部品の再創生法において、放電加工液の中に前記摩耗
製品または摩耗部品と前記摩耗製品または摩耗部品に対
向して配置された放電表面処理用電極を浸漬し、前記摩
耗製品または摩耗部品と前記放電表面処理用電極の間で
放電させ、前記放電表面処理用電極を溶融させ、飛散し
た電極成分を前記摩耗製品または摩耗部品に移行させ、
被覆させることにより前記摩耗製品または摩耗部品に放
電被膜を形成することを特徴とする摩耗製品または摩耗
部品の再創生法であるので、摩耗前の摩耗製品または摩
耗部品の形状を回復することができ、長寿命を達成する
ことができるという優れた効果を奏する。
【0025】請求項2の発明は、前記摩耗製品または摩
耗部品に形成された前記放電被膜をラップ処理または研
削処理することを特徴とする請求項1記載の摩耗製品ま
たは摩耗部品の再創生法であるので、摩耗前の形状によ
り近い形状に再創生することができるという優れた効果
を奏する。
【0026】請求項3の発明は、前記放電表面処理用電
極がTi系、WC系またはZr系材料で構成されている
ことを特徴とする請求項1記載の摩耗製品または摩耗部
品の再創生法であるので、耐摩耗性、耐焼付き性、耐食
性、耐酸化性の優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施対象である金型を示す図であ
る。
【図2】放電表面処理の原理を活用した本発明の実施形
態の金型の再創生法を示す概念図である。
【図3】本発明の実施形態である金型の再創生法を示す
フローチャートである。
【図4】本発明の実施形態の金型の再創生法を示す概念
図である。
【図5】本発明の実施形態の金型の再創生法を実施する
ための装置の概念図である。
【図6】従来技術の再創生法を示す概略図である。 1……金型 1a……摩耗部 2……放電表面処理用電極 3……電極成分 4……放電被膜 5……放電加工液 6……定盤 7……加工槽 11……型材 12……導電材 13……電解液 14……スイッチ 15……直流電源 16……電流計

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 機械的または熱的な摺動や衝撃により摩
    擦や摩耗が生じる摩耗製品または摩耗部品の再創生法に
    おいて、放電加工液の中に前記摩耗製品または摩耗部品
    と前記摩耗製品または摩耗部品に対向して配置された放
    電表面処理用電極を浸漬し、前記摩耗製品または摩耗部
    品と前記放電表面処理用電極の間で放電させ、前記放電
    表面処理用電極を溶融させ、飛散した電極成分を前記摩
    耗製品または摩耗部品に移行させ、被覆させることによ
    り前記摩耗製品または摩耗部品に放電被膜を形成するこ
    とを特徴とする摩耗製品または摩耗部品の再創生法。
  2. 【請求項2】 前記摩耗製品または摩耗部品に形成され
    た前記放電被膜をラップ処理または研削処理することを
    特徴とする請求項1記載の摩耗製品または摩耗部品の再
    創生法。
  3. 【請求項3】 前記放電表面処理用電極がTi系、WC
    系またはZr系材料で構成されていることを特徴とする
    請求項1記載の摩耗製品または摩耗部品の再創生法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006249483A (ja) * 2005-03-09 2006-09-21 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 放電表面処理方法及び修理方法
JP2007136463A (ja) * 2005-11-15 2007-06-07 Komatsu Sanki Kk プレスブレーキ用金型およびその製造方法

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