JP2006257556A - Electrical-discharge surface-treatment method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrical-discharge surface-treatment method of forming a dense thick coat on a workpiece without using techniques such as welding and thermal spraying. <P>SOLUTION: In an electrical-discharge surface-treatment method where a pulse-like electrical discharge is caused between an electrode and a workpiece in a working fluid or in an air, and with the energy of the pulse-like electrical discharge, a coat being formed with a material constituting the electrode or a substance that is generated by a reaction of the material due to the energy of the pulse-like electrical discharge is formed on a surface of the workpiece, using an electrode obtained by mixing and compression-molding a metallic powder or a metallic compound having an average grain diameter of 6μm to 10μm, and the metallic powder of a material, which is less likely to form carbide, electrical-discharge is performed under working conditions that a pulse width is 50μs to 500μs and a peak current value is 2A to 30A, thus a coat essentially consisting of the metal or metallic compound constituting the electrode is formed on a workpiece. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

この発明は、放電表面処理技術に関するものであり、詳細には、金属粉末または金属の化合物の粉末を成形した電極を用い、電極とワークの間にパルス状の放電を発生させ、そのエネルギにより、ワーク表面に電極の材料からなる被膜または電極の材料が放電エネルギにより反応した物質からなる被膜を形成する放電表面処理で緻密な厚膜を形成する技術に関するものである。   The present invention relates to a discharge surface treatment technique, and more specifically, an electrode formed from a metal powder or a metal compound powder is used, and a pulsed discharge is generated between the electrode and a workpiece. The present invention relates to a technique for forming a dense thick film by a discharge surface treatment in which a film made of an electrode material or a film made of a material in which an electrode material reacts with discharge energy is formed on a work surface.

粉末材料を圧縮成形した圧粉体を電極としてパルス状の放電によりワーク上に被膜を形成する表面処理技術としては、例えば常温に近いところでの硬質被膜に主眼がおかれており、セラミックスを主体とした薄い硬質被膜を形成する技術が確立されている(例えば、特許文献1参照)。   As a surface treatment technology for forming a film on a workpiece by pulsed discharge using a green compact obtained by compressing a powder material as an electrode, for example, the main focus is on a hard film near normal temperature. A technique for forming a thin hard film has been established (for example, see Patent Document 1).

上記の特許文献1に示された技術では、電極にはある程度の硬さを持たせつつ放電による電極材料の供給を抑え、供給された材料を十分溶融させることによりワーク表面に硬質セラミックス被膜を形成している。しかしながら、この方法では、形成できる被膜は厚みが10μm程度までの薄膜に限定される。   In the technique disclosed in Patent Document 1 described above, the electrode material is suppressed to a certain level while suppressing the supply of the electrode material by discharging, and the supplied material is sufficiently melted to form a hard ceramic film on the workpiece surface. is doing. However, in this method, the film that can be formed is limited to a thin film having a thickness of up to about 10 μm.

また、放電表面処理で厚膜を形成する技術としては、アルミニウムの表面に炭化物を主成分とする被膜を形成する技術(例えば、特許文献2参照)、炭化物を主成分とする被膜を形成する技術(例えば、特許文献3参照)、放電パルス幅を32μs程度に長くすることにより100μm程度の厚膜を形成する技術(例えば、特許文献4参照)などがある。   In addition, as a technique for forming a thick film by discharge surface treatment, a technique for forming a film containing carbide as a main component on the surface of aluminum (see, for example, Patent Document 2), a technique for forming a film containing carbide as a main component. (For example, refer to Patent Document 3), and a technique for forming a thick film of about 100 μm by increasing the discharge pulse width to about 32 μs (for example, refer to Patent Document 4).

国際公開第99/58744号パンフレットInternational Publication No. 99/58744 Pamphlet 特開平7−70761号公報JP-A-7-70761 特開平7−197275号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-197275 特開平11−827号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-827

しかしながら、上記の特許文献に開示されたいずれの技術も、厚膜といっても炭化物を主成分とするものであり、緻密な厚膜を形成することはできていない。そのため、上記の特許文献2および特許文献3では、ポーラスな厚膜を形成した後に、消耗の少ない電極により再溶融工程が必要となる。   However, in any of the techniques disclosed in the above patent documents, a thick film is mainly composed of carbide, and a dense thick film cannot be formed. For this reason, in Patent Document 2 and Patent Document 3 described above, after forming a porous thick film, a remelting process is required with an electrode with little wear.

例えば、特許文献3の技術においては、一見緻密に見える被膜が形成できた場合でも、詳細に調べるとポーラスな被膜となっている。また、特許文献4の技術では、水素化物を電極として被膜を形成する場合、確かに厚膜の形成はできる。しかしながら、被膜が緻密であるのは、ワークの材料と被膜材料が溶融しているワーク表面付近だけであり、図13に示すように厚く盛りあがった部分Aはポーラスな被膜となっている。   For example, in the technique of Patent Document 3, even when a seemingly dense film can be formed, it is a porous film when examined in detail. In the technique of Patent Document 4, when a film is formed using a hydride as an electrode, a thick film can surely be formed. However, the coating is dense only in the vicinity of the workpiece surface where the workpiece material and the coating material are melted, and as shown in FIG. 13, the thickly raised portion A is a porous coating.

近年、高温環境下での強度と潤滑性とを必要とされるような用途などで、緻密で比較的厚い被膜(100μm程度以上の厚膜)の形成が求められている。厚く被膜を盛り上げる技術としては、ワークと溶接棒との間の放電により溶接棒の材料をワークに溶融付着させる溶接(肉盛溶接)、金属材料を溶かした状態にしてスプレー状にワークに吹きつけ被膜を形成させる溶射がある。   In recent years, there has been a demand for the formation of a dense and relatively thick film (thick film of about 100 μm or more) in applications that require strength and lubricity in a high temperature environment. As a technology for thickening the coating, welding is performed by welding the material of the welding rod to the workpiece by means of electric discharge between the workpiece and the welding rod (overlay welding), and spraying the workpiece in a sprayed state after melting the metal material. There is thermal spraying to form a coating.

しかしながら、いずれの方法も人手による熟練作業が要求されるため、作業はライン化することが困難であり、コストが高くなるという問題があった。また、特に溶接は、熱が集中してワークに入る方法であるため、厚みの薄い材料に対して処理する場合や、単結晶合金・一方向凝固合金など方向制御合金のように割れやすい材料を用いる場合には、溶接割れが発生し易く歩留まりが低いという問題もあった。   However, since any method requires skilled work by hand, there is a problem that the work is difficult to line and the cost is increased. In particular, welding is a method in which heat concentrates and enters the workpiece. Therefore, when processing thin materials, or materials that are easily broken such as directional control alloys such as single crystal alloys and unidirectionally solidified alloys. When used, there is a problem that weld cracking is likely to occur and the yield is low.

そこで、人手による作業を極力なくしたライン化が可能であり、ワークへの集中的な入熱を防ぐ放電表面処理技術を用いて、高温環境下での強度と潤滑性とを有する厚膜を形成する技術を確立することが切望されていた。   Therefore, it is possible to create a line that eliminates manual work as much as possible, and forms a thick film that has strength and lubricity in a high temperature environment using discharge surface treatment technology that prevents intensive heat input to the workpiece. It was anxious to establish technology to do.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、溶接・溶射といった技術を用いることなく緻密な厚膜をワークに形成するための放電表面処理方法を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to provide a discharge surface treatment method for forming a dense thick film on a workpiece without using a technique such as welding or thermal spraying.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる放電表面処理方法は、加工液中または気中において電極とワークとの間にパルス状の放電を発生させ、その放電エネルギにより、ワーク表面に電極の材料からなる被膜または電極の材料が放電エネルギにより反応した物質からなる被膜を形成する放電表面処理方法において、平均粒径が6μmから10μmの金属粉末または金属化合物の粉末と、炭化物を形成しにくい材質の金属粉末とを成形した電極を用い、放電パルスのパルス幅を50μsから500μs、ピーク電流値を2Aから30Aの加工条件で放電して、電極を構成する金属または金属化合物を主成分とする被膜をワークに形成することを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, a discharge surface treatment method according to the present invention generates a pulsed discharge between an electrode and a workpiece in a machining fluid or in the air, and uses the discharge energy. In a discharge surface treatment method for forming a film made of an electrode material or a film made of a material obtained by reacting an electrode material with discharge energy on a work surface, a metal powder or a metal compound powder having an average particle size of 6 μm to 10 μm; A metal or metal compound constituting an electrode by using an electrode formed of a metal powder made of a material difficult to form carbides, and discharging the discharge pulse under a processing condition of 50 μs to 500 μs and a peak current value of 2 A to 30 A. It is characterized in that a film mainly composed of is formed on a workpiece.

この発明においては、放電表面処理により緻密な厚膜を形成する上で、電極を構成する電極材料の粉末の粒径と、ピーク電流値、パルス幅との間には強い相関があることが本発明者の研究により見出された。   In the present invention, there is a strong correlation between the particle size of the electrode material powder constituting the electrode, the peak current value, and the pulse width when forming a dense thick film by the discharge surface treatment. Found by the inventors' research.

すなわち、この発明によれば、放電表面処理用電極を構成する電極材料の平均粒径に対応した適切な放電表面処理条件で放電表面処理を行うことにより、緻密な厚膜の形成が可能となる、という効果を奏する。   That is, according to the present invention, a dense thick film can be formed by performing discharge surface treatment under appropriate discharge surface treatment conditions corresponding to the average particle diameter of the electrode material constituting the electrode for discharge surface treatment. , Has the effect.

以下に、本発明にかかる放電表面処理方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、添付の図面においては、理解の容易のため、各部材における縮尺が異なる場合がある。   Embodiments of a discharge surface treatment method according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to the following description, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it can change suitably. In the accompanying drawings, the scale of each member may be different for easy understanding.

実施の形態1.
まず、本実施の形態において、緻密な厚膜を放電表面処理により形成するための概念について説明する。従来の放電表面処理においては、チタン(Ti)等の電極材料を油中での放電により化学反応させ、炭化チタン(TiC)といった硬質の炭化物被膜を形成していた。このため、放電表面処理に用いる電極には、炭化物を成形しやすい材料の割合が多く含まれていた。
Embodiment 1 FIG.
First, the concept for forming a dense thick film by discharge surface treatment in the present embodiment will be described. In the conventional discharge surface treatment, an electrode material such as titanium (Ti) is chemically reacted by discharge in oil to form a hard carbide film such as titanium carbide (TiC). For this reason, the ratio of the material which is easy to shape | mold a carbide | carbonized_material was contained in the electrode used for discharge surface treatment.

この結果、放電表面処理が進むにつれて、例えば鋼材に放電表面処理を行う場合には、工作物(ワーク)表面の材質が鋼材からセラミックスであるTiCに変わり、それにともない、熱伝導・融点などの特性が変化していた。   As a result, as the discharge surface treatment progresses, for example, when performing a discharge surface treatment on steel, the material of the workpiece (work) surface changes from steel to TiC, which is a ceramic, and accordingly, characteristics such as heat conduction and melting point Was changing.

このような被膜形成の過程において、電極材質の成分に炭化し難い材料を添加することにより、形成された被膜を金属主成分の被膜とすることができ、また膜厚を厚く形成できることが発明者の実験により見出された。これは、炭化し難い材料を電極に加えることで、炭化物にならずに金属の状態のままで被膜に残る材料が増えることになる。これが、被膜を厚く盛り上げるのに重要な意味を持つ。   In the process of forming such a film, the inventor is able to make the formed film a metal-based film and to increase the film thickness by adding a material that is not easily carbonized to the component of the electrode material. It was found by the experiment. This is because by adding a material that is difficult to carbonize to the electrode, the material that remains in the metal state without becoming a carbide is increased. This is important for thickening the coating.

次に、図1を用いて放電表面処理用電極製造のためのプロセスについて説明する。図1は、実施の形態1における放電表面処理用電極(以下、単に電極と呼ぶ場合がある。)の製造方法の概念を示す断面図である。まず、炭化物を形成しやすい材料であるCr(クロ
ム)粉末1、炭化物を形成しにくい材料であるCo(コバルト)粉末2を所定の割合(例えば、Cr:25重量%、Co:75重量%)で混合する。
Next, the process for manufacturing the electrode for discharge surface treatment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a concept of a method for manufacturing a discharge surface treatment electrode (hereinafter, simply referred to as an electrode) in the first embodiment. First, Cr (chromium) powder 1 which is a material that easily forms carbides and Co (cobalt) powder 2 that is a material that hardly forms carbides are in a predetermined ratio (for example, Cr: 25 wt%, Co: 75 wt%). Mix with.

図1において金型の上パンチ3、金型の下パンチ4、金型のダイ5で囲まれた空間に該混合粉末1、2が充填する。そして、該混合粉末1、2を上パンチ3及び下パンチ4で圧縮形成し、所定の形状の圧粉体を形成する。放電表面処理にあたっては、この圧粉体が放電電極とされる。なお、本実施の形態では、Cr粉末1およびCo粉末2は、平均粒径が6μmから10μm程度のものを使用している。   In FIG. 1, the mixed powders 1 and 2 fill a space surrounded by the upper punch 3 of the mold, the lower punch 4 of the mold, and the die 5 of the mold. Then, the mixed powders 1 and 2 are compressed by the upper punch 3 and the lower punch 4 to form a green compact having a predetermined shape. In the discharge surface treatment, the green compact is used as a discharge electrode. In the present embodiment, Cr powder 1 and Co powder 2 having an average particle diameter of about 6 μm to 10 μm are used.

圧縮成形の際に混合粉末1、2の内部への圧力の伝わりを良くするために、混合粉末1、2にパラフィンなどのワックスを混入すると混合粉末1、2の成形性を向上させることができる。しかし、ワックスは絶縁性物質であるため、電極中に大量に残ると、電極の電気抵抗が大きくなるため放電性が悪化する。   In order to improve the transmission of pressure to the inside of the mixed powders 1 and 2 at the time of compression molding, mixing of waxes such as paraffin into the mixed powders 1 and 2 can improve the moldability of the mixed powders 1 and 2. . However, since wax is an insulating substance, if it remains in a large amount in the electrode, the electrical resistance of the electrode increases and the discharge performance deteriorates.

そこで、混合粉末1、2にワックスを混入した場合にはワックスを除去することが好ましい。ワックスの除去は、圧粉体電極を真空炉に入れて加熱することにより行うことができる。また、圧粉体電極を加熱することにより、圧粉体電極の電気抵抗を下げる、圧粉体電極の強度を増加させる、などの他の効果も得られるため、ワックスを混入しない場合でも圧縮形成後に加熱することは意味がある。   Therefore, when the mixed powders 1 and 2 are mixed with wax, it is preferable to remove the wax. Wax can be removed by placing the green compact electrode in a vacuum furnace and heating it. In addition, by heating the green compact electrode, other effects such as lowering the electrical resistance of the green compact electrode and increasing the strength of the green compact electrode can be obtained. Heating later makes sense.

さて、上記のようにして作製した圧粉体電極を放電表面処理用電極として用いて放電表面処理を行い、被膜の形成を行った。放電のパルス条件は、ピーク電流値ie=10A、放電持続時間(放電パルス幅)te=64μs、休止時間to=128μsとした。そして、放電表面処理により緻密な厚膜を形成する上で、電極を構成する粉末の粒径とピーク電流値、パルス幅との関係は強い関係があり、概略以下のとおりであることが見出された。   Now, using the green compact electrode produced as described above as a discharge surface treatment electrode, discharge surface treatment was performed to form a coating film. The discharge pulse conditions were a peak current value ie = 10 A, a discharge duration (discharge pulse width) te = 64 μs, and a rest time to = 128 μs. In forming a dense thick film by discharge surface treatment, the relationship between the particle size of the powder constituting the electrode, the peak current value, and the pulse width is strongly related, and is found to be as follows. It was done.

ある平均粒径の粉末から構成される電極を用いて放電表面処理を行なった場合、適切なパルス幅範囲の電気条件により放電表面処理を行った場合には緻密な厚膜を形成することができる。しかしながら、パルス幅が適切な範囲よりも短い場合、パルス幅が適切な範囲よりも長い場合のいずれの場合も、形成される被膜はポーラスになる。さらにパルス幅が短い場合には、電極材料がワークに付着するものの、付着した電極材料には全く強度がなく、被膜はボロボロの状態になる。   When the discharge surface treatment is performed using an electrode composed of a powder having a certain average particle diameter, a dense thick film can be formed when the discharge surface treatment is performed under electrical conditions within an appropriate pulse width range. . However, in any case where the pulse width is shorter than the appropriate range or the pulse width is longer than the appropriate range, the formed film becomes porous. Further, when the pulse width is short, the electrode material adheres to the workpiece, but the attached electrode material has no strength at all, and the film becomes tattered.

これは、放電表面処理時のパルス幅が適切なパルス幅を外れ、パルス幅が短くなると、放電エネルギが不足してその粒径の粉末を溶融させることができなくなり被膜がポーラスになるからと考察される。また、放電表面処理時のパルス幅が適切なパルス幅を外れ、パルス幅が長くなると、逆に放電エネルギが過多となるために電極を大きく崩して、極間、すなわち電極とワークとの間に多量の粉末を供給するため、それらすべてを放電パルスで溶融することが困難になるからであると考察される。   This is because the pulse width during discharge surface treatment deviates from the appropriate pulse width, and if the pulse width is shortened, the discharge energy is insufficient and the powder of that particle size cannot be melted, and the coating becomes porous. Is done. Also, if the pulse width at the time of discharge surface treatment deviates from the appropriate pulse width and the pulse width becomes longer, the discharge energy becomes excessive, so that the electrode is greatly collapsed, and the gap between the electrodes, i.e., between the electrode and the workpiece. It is considered that it is difficult to melt all of them with a discharge pulse because a large amount of powder is supplied.

なお、適切なパルス幅の範囲は、ピーク電流値によりある程度変化するが、電極材料の粉末の粒径が大きくなるに従って長くなることも発明者の実験により見出された。   In addition, although the range of the appropriate pulse width changes to some extent depending on the peak current value, it has also been found by the inventors' experiment that it increases as the particle size of the electrode material powder increases.

また、放電のパルス条件としてあるパルス幅の条件を用いた場合には、該パルス幅に対応する適切な粒径の範囲の粉末により構成される電極を用いて放電表面処理を行うと緻密な被膜が形成できる。しかしながら、あるパルス幅の条件を用いた場合でも、適切な範囲よりも大きな粒径の粉末から構成される電極を用いて放電表面処理を行った場合、適切な範囲よりも小さい粒径の粉末から構成される電極を用いて放電表面処理を行った場合のいずれの場合も、形成される被膜はポーラスになる。さらに大きな粒径の粉末から構成される電極を用いて放電表面処理を行った場合には、電極材料がワークに付着するものの、全く強度がなく被膜はボロボロの状態になる。   In addition, when a pulse width condition is used as a discharge pulse condition, a dense film is obtained when discharge surface treatment is performed using an electrode composed of powder having an appropriate particle size range corresponding to the pulse width. Can be formed. However, even when a certain pulse width condition is used, when a discharge surface treatment is performed using an electrode composed of a powder having a particle size larger than the appropriate range, the powder having a particle size smaller than the appropriate range is used. In any case where the discharge surface treatment is performed using the constituted electrode, the formed film is porous. When the discharge surface treatment is performed using an electrode composed of a powder having a larger particle size, the electrode material adheres to the workpiece, but there is no strength and the coating is in a tattered state.

なお、電極を構成する粉末の粒形とパルス幅との関係は、電極の加熱温度などにより決まる電極硬さによる影響を受ける。すなわち、電極硬さが硬い場合には、放電表面処理に適切なパルス幅は長い方向にシフトする。また、電極硬さが軟らかい場合には、放電表面処理に適切なパルス幅は短い方向にシフトする。この電極の硬さと被膜形成の相関関係は、発明者の実験により見出されたものである。   The relationship between the particle shape of the powder constituting the electrode and the pulse width is influenced by the electrode hardness determined by the heating temperature of the electrode. That is, when the electrode hardness is hard, the pulse width suitable for the discharge surface treatment is shifted in the longer direction. When the electrode hardness is soft, the pulse width suitable for the discharge surface treatment is shifted in the short direction. The correlation between the hardness of the electrode and the film formation has been found by the inventors' experiments.

さらに、放電のパルス条件のうちピーク電流値については、ピーク電流値が極端に小さすぎる場合には放電のパルス割れを引き起こす、電極材料の粉末を溶融させられない、などの問題が生じる。しかしながら、ピーク電流値が30A以下であれば、適切なパルス幅を選択すれば、良好な被膜を形成することができる。   Further, regarding the peak current value of the discharge pulse conditions, if the peak current value is extremely small, problems such as causing pulse cracking of the discharge and inability to melt the powder of the electrode material occur. However, if the peak current value is 30 A or less, an appropriate film can be formed by selecting an appropriate pulse width.

また、発明者の実験によると、パルス割れを防止するためには、2A以上のピーク電流値が必要である。一方、ピーク電流値が30Aを超えると、放電パルスのエネルギにより生じる衝撃波により電極がダメージを受けて局部的に崩れ、粉末材料を過多にワーク側に供給するため、やはり被膜がポーラスになる。   Further, according to the inventors' experiment, a peak current value of 2 A or more is necessary to prevent pulse cracking. On the other hand, when the peak current value exceeds 30 A, the electrode is damaged by the shock wave generated by the energy of the discharge pulse and locally collapses, and the powder material is excessively supplied to the workpiece side, so that the coating film becomes porous.

本実施の形態によれば、粒径が6μmから10μm程度のCr粉末1とCo粉末2とを用いて構成した放電表面処理用電極を用いて、放電パルスのパルス幅として50μsから500μsの範囲を使用することにより、緻密な厚膜を形成することができた。すなわち、放電表面処理用電極を構成する粉末の粒径に最適な加工条件(放電のパルス条件)で加工(放電表面処理)を行うことにより、緻密な厚肉盛りを行なうことができ、高温環境下でも十分な強度を有する緻密な厚膜を形成することができるといえる。   According to the present embodiment, the discharge surface treatment electrode composed of Cr powder 1 and Co powder 2 having a particle size of about 6 μm to 10 μm is used, and the pulse width of the discharge pulse is in the range of 50 μs to 500 μs. By using it, a dense thick film could be formed. In other words, by carrying out processing (discharge surface treatment) under processing conditions (discharge pulse conditions) optimal for the particle size of the powder constituting the electrode for discharge surface treatment, it is possible to carry out a dense thick build-up, and in a high temperature environment It can be said that a dense thick film having sufficient strength can be formed even under.

また、金属元素の中でもCrは高温で酸化物を形成して潤滑性を発揮する材料である。したがって、上記のようにCrを含有する放電表面処理用電極を用いて放電表面処理を行うことにより、高温環境下での潤滑性を有する厚膜を形成することができる。   Among metal elements, Cr is a material that forms an oxide at high temperature and exhibits lubricity. Therefore, by performing discharge surface treatment using the discharge surface treatment electrode containing Cr as described above, a thick film having lubricity in a high temperature environment can be formed.

したがって、本実施の形態によれば、人手による作業を極力なくしたライン化が可能であり、ワークへの集中的な入熱を防ぐ放電表面処理技術を用いて、高温環境下での強度と潤滑性とを有する厚膜を形成することが可能とされる。   Therefore, according to the present embodiment, it is possible to form a line with minimal manual work, and use a discharge surface treatment technology that prevents intensive heat input to the workpiece. It is possible to form a thick film having properties.

なお、ここで述べている「緻密な厚膜」の緻密の定義は、被膜をやすりなどでこすっても簡単にはとれず(当然削られることにより除去はすすむが)、磨くことで金属光沢が得られるような状態をいう。   The definition of “dense thick film” described here is not easy to remove even if the film is rubbed with a file (of course, removal will proceed if it is cut off), but polishing will give a metallic luster. It means a state that can be obtained.

また、本発明においては、放電表面処理が行われる環境は、加工液中でも良く、また、気中でも良い。   In the present invention, the environment in which the discharge surface treatment is performed may be in the working fluid or in the air.

実施の形態2.
次に、本発明の実施の形態2について図面を参照しながら説明する。図2は、炭化物であるCr32(炭化クロム:粒径3μm)の粉末と、炭化物を形成しにくい材料であるCo(コバルト:粒径2μm)の粉末と、を混合した混合粉末を圧縮成形後に加熱して製作した放電表面処理用電極を用いて放電表面処理を行った場合において、放電表面処理用電極におけるCoの含有量を変化させることで厚膜の形成しやすさが変わっていく様子を示している。
Embodiment 2. FIG.
Next, Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 2 shows a compression of a mixed powder in which a powder of carbide Cr 3 C 2 (chromium carbide: particle size 3 μm) and a powder of Co (cobalt: particle size 2 μm), which is a material difficult to form carbide, are mixed. When discharge surface treatment is performed using a discharge surface treatment electrode manufactured by heating after molding, the ease of forming a thick film changes by changing the Co content in the discharge surface treatment electrode. It shows a state.

放電表面処理用電極のベースとなる材質はCr32とした。また、炭化物を形成しにくい材料であるCoの含有量は、40体積%以上とし、混合粉末の圧縮形成後の加熱温度は約900℃程度とした。 The material used as the base of the discharge surface treatment electrode was Cr 3 C 2 . Further, the content of Co, which is a material that hardly forms carbides, was set to 40% by volume or more, and the heating temperature after compression forming of the mixed powder was set to about 900 ° C.

このような条件で作製された圧粉体電極(面積15mm×15mm)を用いて放電表面処理を行い、被膜を形成した。放電表面処理を行う場合の放電のパルス条件の一例を図3Aと図3Bとに示す。図3Aと図3Bは、放電表面処理時における放電のパルス条件の一例を示す図であり、図3Aは、放電時の電極とワークとの間にかかる電圧波形を示し、図3Bは、放電時に流れる電流の電流波形を示している。図3Aに示されるように時刻t0で両極間に無負荷電圧uiがかけられるが、放電遅れ時間td経過後の時刻t1に両極間に電流が流れ始め、放電が始まる。このときの電圧が放電電圧ueであり、このとき流れる電流がピーク電流値ieである。そして時刻t2で両極間への電圧の供給が停止されると、電流は流れなくなる。   Using a green compact electrode (area 15 mm × 15 mm) produced under such conditions, discharge surface treatment was performed to form a coating. An example of the discharge pulse condition when the discharge surface treatment is performed is shown in FIGS. 3A and 3B. 3A and 3B are diagrams showing an example of pulse conditions of discharge during discharge surface treatment, FIG. 3A shows a voltage waveform applied between an electrode and a workpiece during discharge, and FIG. 3B shows during discharge The current waveform of the flowing current is shown. As shown in FIG. 3A, a no-load voltage ui is applied between the two electrodes at time t0, but current starts to flow between the two electrodes at time t1 after the discharge delay time td has elapsed, and discharge starts. The voltage at this time is the discharge voltage ue, and the current flowing at this time is the peak current value ie. When the supply of voltage between the two electrodes is stopped at time t2, no current flows.

時刻t2−t1がパルス幅teである。この時刻t0〜t2における電圧波形を、休止時間toをおいて繰り返して両極間に印加する。つまり、この図3Aに示されるように、放電表面処理用電極とワークとの間に、パルス状の電圧を印加させる。   Time t2-t1 is the pulse width te. The voltage waveform at time t0 to t2 is repeatedly applied between both electrodes with a rest time to. That is, as shown in FIG. 3A, a pulsed voltage is applied between the discharge surface treatment electrode and the workpiece.

本実施の形態においては放電表面処理時の放電のパルス条件は、ピーク電流値ie=10A、放電持続時間(放電パルス幅)te=64μs、休止時間to=128μsとした。なお、処理時間は15分である。   In the present embodiment, the discharge pulse conditions during the discharge surface treatment are the peak current value ie = 10 A, the discharge duration (discharge pulse width) te = 64 μs, and the rest time to = 128 μs. The processing time is 15 minutes.

図2に示される如く、電極におけるCoの含有量が0%の場合、すなわち、電極におけるCr32の含有量が100%の場合には、形成できる被膜の厚さは10μm程度が限界であり、それ以上被膜の厚みを増すことはできない。被膜は、Cr32を主成分とし、母材成分の混ざった材料からなる。 As shown in FIG. 2, when the content of Co in the electrode is 0%, that is, when the content of Cr 3 C 2 in the electrode is 100%, the thickness of the film that can be formed is limited to about 10 μm. Yes, the thickness of the film cannot be increased any further. The coating is made of a material containing Cr 3 C 2 as a main component and mixed with base material components.

なお、炭化物を形成しにくい材料が電極内にない場合の、処理時間に対する被膜の形成の様子は図4のようになる。図4に示すように放電表面処理の初期においては、被膜が時間とともに成長して厚くなり、ある時間(約5分/cm2程度)で被膜の厚みは飽和する。 In addition, when the material which is hard to form a carbide | carbonized_material does not exist in an electrode, the mode of formation of the film with respect to processing time becomes like FIG. As shown in FIG. 4, at the initial stage of the discharge surface treatment, the film grows and becomes thicker with time, and the thickness of the film is saturated at a certain time (about 5 minutes / cm 2 ).

その後しばらくの間、膜厚は成長しないが、ある時間(20分/cm2程度)以上放電表面処理を続けると被膜の厚みが減少しはじめ、最後には被膜厚さはマイナス、すなわちワークの掘り込みに変わってしまう。ただし、掘り込んだ状態でも被膜は存在しており、その厚み自体は10μm程度であり、適切な時間で処理した状態とほとんど変わらない。 Although the film thickness does not grow for a while after that, if the discharge surface treatment is continued for a certain time (about 20 minutes / cm 2 ) or more, the film thickness starts to decrease, and finally the film thickness is negative, that is, the workpiece is dug. It will be changed to be included. However, the film is present even in the dug state, and the thickness itself is about 10 μm, which is almost the same as the state processed in an appropriate time.

図2に戻り、炭化し難い材料であるCoの電極内の含有量を増やすに従って被膜を厚く形成できるようになり、電極中におけるCoの含有量が20体積%を超えると形成される被膜の厚さが厚くなり始め、40体積%を超えると安定して厚膜が形成しやすくなることが判明した。このように被膜中に金属として残る材料を多くすることにより、炭化物になっていない金属成分を含む被膜を形成することができ、安定して厚膜が形成しやすくなる。Coは、被膜の中でバインダの役目を果たしていると考えられる。   Returning to FIG. 2, the coating can be formed thicker as the content of Co, which is a material that is difficult to carbonize, is increased, and the thickness of the coating that is formed when the Co content in the electrode exceeds 20% by volume. It has been found that when the thickness exceeds 40% by volume, it becomes easy to form a thick film stably. By increasing the amount of the material remaining as a metal in the coating in this way, a coating containing a metal component that is not carbide can be formed, and a thick film can be easily formed stably. Co is considered to play the role of a binder in the coating.

なお、ここでいう体積%は、混合するそれぞれ粉末の重量をそれぞれの材料の密度で割った値の比率のことであり、粉末全体の材料の体積中においてその材料が占める体積の割合である。   In addition, the volume% here is a ratio of a value obtained by dividing the weight of each powder to be mixed by the density of each material, and is a ratio of the volume occupied by the material in the volume of the material of the whole powder.

例えばCo粉末の体積%の場合は、「Co粉末の体積%=Co粉末の体積/(Cr32粉末の体積+Co粉末の体積)×100」である。 For example, in the case of the volume percentage of Co powder, “volume percentage of Co powder = volume of Co powder / (volume of Cr 3 C 2 powder + volume of Co powder) × 100”.

また、粉末の体積は見かけ体積(粉としての体積)ではなく、その粉末材料の実質体積である。例えば、「Co粉末の体積=Co粉末の重量/Co粉末の密度」となる。   The volume of the powder is not an apparent volume (volume as a powder) but a substantial volume of the powder material. For example, “volume of Co powder = weight of Co powder / density of Co powder”.

以上の点から、電極に含まれる炭化し難い材料の割合は40体積%以上であることが好ましい。図2に示される如く、前述の放電のパルス条件、ピーク電流値ie=10A、放電持続時間(放電パルス幅)te=64μs、休止時間to=128μsの場合には、電極に含まれる炭化し難い材料の割合が40体積%以下でも10μm程度の被膜形成は可能である。しかし、緻密な厚膜を形成するためにはパルス条件を適切に設定しなければならない。例えば、電極に含まれる炭化し難い材料の割合が30体積%程度でも緻密な厚盛りは可能であるが、その条件の範囲はきわめて狭い。   From the above points, it is preferable that the ratio of the material that is hardly carbonized contained in the electrode is 40% by volume or more. As shown in FIG. 2, in the case of the aforementioned discharge pulse conditions, the peak current value ie = 10 A, the discharge duration (discharge pulse width) te = 64 μs, and the rest time to = 128 μs, it is difficult to carbonize the electrodes. Even when the proportion of the material is 40% by volume or less, a film of about 10 μm can be formed. However, in order to form a dense thick film, the pulse conditions must be set appropriately. For example, even if the proportion of the material that is hard to be carbonized contained in the electrode is about 30% by volume, a dense thickness can be achieved, but the range of the conditions is extremely narrow.

電極に含まれる炭化物を形成する材料が多すぎる場合、電気的な条件が適切でない場合、電極の状態が悪い場合などには、盛りあがりは形成されるが、簡単に除去されたり、磨いても金属光沢が得られないような状態の膜が形成される。しかしながら、本実施の形態では、電極を構成する粉末の粒径に最適な加工条件(放電のパルス条件)で加工(放電表面処理)を行うことにより、形成された被膜中の金属が被膜内のつなぎになることにより緻密な厚肉盛りを行なうことができ、十分な強度を有する被膜を形成することができる。   When there is too much material to form carbide in the electrode, electrical conditions are not appropriate, or the electrode is in poor condition, a swell is formed, but it can be easily removed or polished A film in such a state that gloss cannot be obtained is formed. However, in the present embodiment, by performing processing (discharge surface treatment) under processing conditions (discharge pulse conditions) optimum for the particle size of the powder constituting the electrode, the metal in the formed film is contained in the film. By being connected, it is possible to perform a dense thick build-up and to form a film having sufficient strength.

参考までに、電極中におけるCoの含有量が70体積%の場合に形成した被膜の写真を図5に示す。この写真は、厚膜の形成を例示するものである。図5に示す写真においては膜厚が2mm程度の厚膜が形成されている。この被膜は、上述の条件のもと、15分の処理時間で、形成されたものであるが、処理時間を増せばさらに厚い被膜にすることができる。   For reference, a photograph of a coating formed when the Co content in the electrode is 70% by volume is shown in FIG. This photograph illustrates the formation of a thick film. In the photograph shown in FIG. 5, a thick film having a thickness of about 2 mm is formed. This film is formed in a processing time of 15 minutes under the above-mentioned conditions. However, if the processing time is increased, a thicker film can be formed.

このようにして、電極内にCo等の炭化し難い材料を40体積%以上含有する電極を使用し、電極を構成する粉末の粒径に最適な加工条件(放電のパルス条件)で加工(放電表面処理)を行うことにより、放電表面処理によりワーク表面に安定して緻密で厚い被膜を形成することができる。   In this way, an electrode containing 40% by volume or more of a material that is difficult to carbonize such as Co is used in the electrode, and the processing (discharge pulse condition) is optimized for the particle size of the powder constituting the electrode. By performing the (surface treatment), a stable and dense film can be formed on the workpiece surface by the discharge surface treatment.

実施の形態3.
次に、本発明の実施の形態3について図面を参照しながら説明する。図6は、実施の形態3における放電表面処理用電極の製造方法の概念を示す断面図である。
Embodiment 3 FIG.
Next, Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 6 is a cross-sectional view showing the concept of the method for manufacturing the electrode for discharge surface treatment in the third embodiment.

図6において金型の上パンチ12、金型の下パンチ13、金型のダイ14で囲まれた空間に粒径が1μm程度のCo粉末11が充填され、該Co粉末11を上パンチ12及び下パンチ13で圧縮形成し、所定の形状の圧粉体を形成する。放電表面処理にあたっては、この圧粉体が放電電極とされる。   In FIG. 6, the space surrounded by the upper punch 12 of the mold, the lower punch 13 of the mold, and the die 14 of the mold is filled with Co powder 11 having a particle size of about 1 μm. It compresses and forms with the lower punch 13, and forms the green compact of a predetermined shape. In the discharge surface treatment, the green compact is used as a discharge electrode.

このように所定のプレス圧を粉末にかけることで粉末は固まり、圧粉体となる。しかしながら、このままの状態では圧粉体は電気抵抗が高く、そのままの状態で放電表面処理用電極として使用するには問題がある。電極の電気抵抗を測定するには、たとえば図7Aに示すように電極21を金属板22で挟み、該金属板22にテスタ23の電極端子24を接触させることにより抵抗値を測定するような簡易的な方法により、おおよその電気抵抗値を測定することができる。   By applying a predetermined pressing pressure to the powder in this way, the powder hardens and becomes a green compact. However, in this state, the green compact has a high electric resistance, and there is a problem in using it as it is as an electrode for discharge surface treatment. In order to measure the electric resistance of the electrode, for example, as shown in FIG. 7A, the electrode 21 is sandwiched between the metal plates 22, and the electrode terminal 24 of the tester 23 is brought into contact with the metal plate 22 to measure the resistance value. The approximate electric resistance value can be measured by a general method.

また、図7Bに示すようにテスタ33の電極端子34を電極31の両端に接触させることにより抵抗値を測定するような、より簡易的な方法でもおおよその判断は可能である。   Further, as shown in FIG. 7B, an approximate determination can be made by a simpler method of measuring the resistance value by bringing the electrode terminal 34 of the tester 33 into contact with both ends of the electrode 31.

本実施の形態で電極材料として使用したCoは、融点が1000℃を超える材料である。しかしながら、電極を詳細に観察すると、200℃程度の温度でも材料(Co)の一部が溶融して電極の電気抵抗を下げることが発明者の研究により明らかとなった。   Co used as an electrode material in the present embodiment is a material having a melting point exceeding 1000 ° C. However, when the electrode is observed in detail, it has been clarified by the inventor's research that a part of the material (Co) melts even at a temperature of about 200 ° C. to lower the electric resistance of the electrode.

図6に示した粒径1μm程度のCo粉末を、直径18mm、長さ30mm程度の大きさの圧粉体に成形した場合には、粉末を圧縮成形した時点では図7Aに示した測定方法により測定した電気抵抗は数Ω〜数十Ωの値を示していた。この圧粉体を真空炉において所定時間での昇温の後、1時間〜2時間の間だけ所定の加熱温度に保持した後の電気抵抗値と加熱温度との関係を図8に示す。   When the Co powder having a particle diameter of about 1 μm shown in FIG. 6 is formed into a green compact having a diameter of about 18 mm and a length of about 30 mm, the measurement method shown in FIG. The measured electrical resistance showed a value of several Ω to several tens of Ω. FIG. 8 shows the relationship between the electrical resistance value and the heating temperature after the green compact has been heated in a vacuum furnace for a predetermined time and then held at a predetermined heating temperature for 1 to 2 hours.

圧粉体の加熱温度が低い(100℃以下)場合には、加熱後の圧粉体の電気抵抗はほとんど下がらない。しかし、図8に示す200℃程度の温度領域Tで圧粉体の加熱をした場合には、圧粉体の電気抵抗値はほとんど0Ωになった。上記の材料により成形した圧粉体の場合は、200℃〜250℃程度の温度が放電表面処理用の電極とするための加熱温度としては最適値であった。また、加熱温度が300℃を越えた場合には、電極の硬さが硬くなり過ぎ、その結果放電表面処理の際の放電による電極材料の極間への電極材料の供給量が減少してしまうために厚膜の形成が困難となった。   When the heating temperature of the green compact is low (100 ° C. or lower), the electrical resistance of the green compact after heating hardly decreases. However, when the green compact was heated in the temperature range T of about 200 ° C. shown in FIG. 8, the electrical resistance value of the green compact was almost 0Ω. In the case of a green compact formed from the above material, a temperature of about 200 ° C. to 250 ° C. was an optimum value as a heating temperature for forming an electrode for discharge surface treatment. Further, when the heating temperature exceeds 300 ° C., the hardness of the electrode becomes too hard, and as a result, the supply amount of the electrode material between the electrode materials due to the discharge during the discharge surface treatment decreases. Therefore, it has become difficult to form a thick film.

以上の工程で製作された電極を用いた放電表面処理装置により放電表面処理を行なう様子を図9に示す。図9では、パルス状の放電が発生している様子を示している。また、この放電表面処理で形成された被膜の写真を図10に示す。図10に示す写真においては膜厚が1mm程度の厚膜が形成されている。   FIG. 9 shows a state in which the discharge surface treatment is performed by the discharge surface treatment apparatus using the electrodes manufactured by the above steps. FIG. 9 shows a state in which a pulsed discharge is generated. Moreover, the photograph of the film formed by this discharge surface treatment is shown in FIG. In the photograph shown in FIG. 10, a thick film having a thickness of about 1 mm is formed.

図9に示す放電表面処理装置は、上述した放電表面処理用電極であり、粒径が1μm程度のCo粉末11を圧縮成形した圧粉体を加熱処理した圧粉体からなる放電表面処理用電極41(以下、単に電極41と称する場合がある。)と、加工液43と、電極41とワーク42との間に電圧を印加してパルス状の放電(アーク柱)44を発生させる放電表面処理用電源装置45とを備えて構成される。なお、図9では、極間距離、すなわち電極41とワーク42との距離を制御するためのサーボ機構、加工液43を貯留する貯留槽などは本発明とは直接関係しないので省略している。   The discharge surface treatment apparatus shown in FIG. 9 is the above-described discharge surface treatment electrode, and is a discharge surface treatment electrode comprising a green compact obtained by heat-treating a green compact obtained by compression-molding Co powder 11 having a particle size of about 1 μm. 41 (hereinafter may be simply referred to as an electrode 41), a discharge surface treatment that generates a pulsed discharge (arc column) 44 by applying a voltage between the machining liquid 43 and the electrode 41 and the workpiece 42. Power supply device 45. In FIG. 9, the servo mechanism for controlling the distance between the electrodes, that is, the distance between the electrode 41 and the workpiece 42, the storage tank for storing the processing liquid 43, and the like are omitted because they are not directly related to the present invention.

この放電表面処理装置によりワーク表面に被膜を形成するには、電極41とワーク42とを加工液43中で対向配置する。そして、加工液43中において、放電表面処理用電源装置45を用いて電極41とワーク42との間にパルス状の放電を発生させる。具体的には、電極41とワーク42との間に電圧を印加し、放電を発生させる。放電のアーク柱44は図9に示すように電極41とワーク42との間に発生する。   In order to form a coating film on the workpiece surface by this discharge surface treatment apparatus, the electrode 41 and the workpiece 42 are arranged opposite to each other in the machining liquid 43. In the machining liquid 43, a pulsed discharge is generated between the electrode 41 and the work 42 using the power supply device 45 for discharge surface treatment. Specifically, a voltage is applied between the electrode 41 and the workpiece 42 to generate a discharge. A discharge arc column 44 is generated between the electrode 41 and the workpiece 42 as shown in FIG.

そして、電極41とワーク42との間に発生させた放電の放電エネルギにより電極材料の被膜をワーク表面に形成し、または放電エネルギにより電極材料が反応した物質の被膜をワーク表面に形成する。極性は、電極41側がマイナスの極性、ワーク42側がプラスの極性として使用する。なお、この構成においては、放電時の電流Iは電極41から放電表面処理用電源装置45に向かう方向に流れる。   Then, a coating film of the electrode material is formed on the workpiece surface by the discharge energy of the discharge generated between the electrode 41 and the workpiece 42, or a coating film of a substance reacted with the electrode material is formed on the workpiece surface by the discharge energy. The polarity is used as negative polarity on the electrode 41 side and positive polarity on the work 42 side. In this configuration, the current I during discharge flows in a direction from the electrode 41 toward the discharge surface treatment power supply device 45.

放電表面処理における放電パルスの条件は、ピーク電流値=10A、放電持続時間(放電パルス幅)=8μs、休止時間=16μsである。本実施の形態では5分間の処理で1mm程度の厚みの被膜が形成されている。   The conditions of the discharge pulse in the discharge surface treatment are the peak current value = 10 A, the discharge duration (discharge pulse width) = 8 μs, and the rest time = 16 μs. In the present embodiment, a film having a thickness of about 1 mm is formed by the treatment for 5 minutes.

上述した実施の形態1では、粒径6μmから10μm程度のCr粉末1、Co粉末2の混合粉末からなる電極を用いたため、形成された厚膜はいびつでばらつきがある。実施の形態1では放電パルスのパルス幅が50μs〜500μsの範囲を使用して緻密な被膜を形成したが、粉末の粒径を小さくすることで、パルス幅を小さくして緻密な被膜を形成することができる。   In the first embodiment described above, an electrode made of a mixed powder of Cr powder 1 and Co powder 2 having a particle size of about 6 μm to 10 μm is used, so that the formed thick film varies in irregularity. In the first embodiment, a dense film is formed using a pulse width of 50 μs to 500 μs in the discharge pulse. However, by reducing the particle size of the powder, the pulse width is reduced to form a dense film. be able to.

これは、電極を構成する電極材料の粉末の粒径を小さくすると、パルス幅が小さい、エネルギの小さな条件でも電極材料の粉末を十分溶融させることができ、小さな放電のクレーターの積み重ねで被膜が形成できるため、緻密な被膜が形成できるためである。   This is because if the particle size of the electrode material powder constituting the electrode is reduced, the electrode material powder can be sufficiently melted even under conditions of low pulse width and low energy, and a film is formed by stacking small discharge craters. This is because a dense film can be formed.

本実施例で用いた粒径1μm程度のCo粉末の場合には、パルス幅50μs以下で緻密な被膜を形成することができた。なお、パルス幅をパルス幅50μsに伸ばした放電パルスを使用すると、放電により電極が大きく崩れるため被膜がポーラスになる。   In the case of the Co powder having a particle diameter of about 1 μm used in this example, a dense film could be formed with a pulse width of 50 μs or less. If a discharge pulse having a pulse width extended to 50 μs is used, the electrode is greatly collapsed due to the discharge, and the coating becomes porous.

また、電極の硬さに関して説明する。電極の硬さは、電極を構成する粉末の粒径が大きく電極の硬さが軟らかい場合には、JIS K 5600−5−4にある塗膜用鉛筆引っかき試験を用いて測定した。また、電極を構成する粉末の粒径が小さく、電極の硬さが硬い場合には、ロックウェル硬度等を用いて測定した。JIS K 5600−5−4の規格は本来、塗装被膜の評価に使用されているものであるが、硬さの低い材料の評価に適していることがわかった。もちろん、他の硬さ評価方法の結果と、この塗膜用鉛筆引っかき試験の結果は互いに換算できるものであり、他の方法を指標として用いても良い。   The hardness of the electrode will be described. The hardness of the electrode was measured using a pencil scratch test for coating film in JIS K 5600-5-4 when the particle diameter of the powder constituting the electrode was large and the hardness of the electrode was soft. Moreover, when the particle diameter of the powder constituting the electrode was small and the hardness of the electrode was hard, the measurement was performed using Rockwell hardness or the like. The standard of JIS K 5600-5-4 is originally used for the evaluation of a paint film, but it has been found that it is suitable for the evaluation of a material with low hardness. Of course, the results of other hardness evaluation methods and the results of the pencil scratch test for coating film can be converted to each other, and other methods may be used as an index.

電極を構成する粉末の粒径が5〜6μm程度の場合には、電極の硬さが4B〜7B程度の硬さの場合が最も被膜の状態が良く、緻密な厚膜が形成できている。ただし、この範囲を多少はずれても厚膜の形成が可能な範囲は存在し、硬さの硬くなる方向では、B程度の硬さまでは厚膜の形成は可能である。また、硬さの軟らかくなる方向では、8B程度までは厚膜の形成は可能である。   When the particle diameter of the powder constituting the electrode is about 5 to 6 μm, the electrode is in the best condition when the hardness of the electrode is about 4B to 7B, and a dense thick film can be formed. However, there is a range in which a thick film can be formed even if this range is slightly deviated, and in the direction of increasing hardness, a thick film can be formed with a hardness of about B. Further, in the direction in which the hardness becomes softer, a thick film can be formed up to about 8B.

しかしながら、電極の硬さが硬くなるに従って被膜の形成速度は遅くなる傾向があり、B程度の硬さでは、厚膜の形成はかなり難しくなる。電極の硬さがさらに硬くなると、厚膜の形成はできなくなり、電極の硬さが硬くなるに従って工作物(ワーク)側を除去加工するようになる。   However, as the hardness of the electrode becomes harder, the film formation rate tends to be slower. With a hardness of about B, the formation of a thick film becomes quite difficult. When the hardness of the electrode is further increased, a thick film cannot be formed, and the workpiece (workpiece) side is removed as the hardness of the electrode increases.

また、電極の硬さが軟らかくなる方向では、8B程度の硬さまで厚膜の形成は可能であるが、形成された厚膜の組織の分析をすると空孔が徐々に増加していく傾向があり、9B程度より軟らかくなると電極成分が十分溶融しないままに工作物(ワーク)側に付着するような現象が見られるようなる。なお、この電極の硬さと被膜の状態の関係は、使用する放電パルス条件によっても多少変化し、適切な放電パルス条件を使用した場合には、ある程度良好な被膜を形成できる電極硬さの範囲を拡大することも可能である。   In the direction where the hardness of the electrode becomes softer, it is possible to form a thick film up to a hardness of about 8B. However, when the structure of the formed thick film is analyzed, the number of pores tends to increase gradually. When it becomes softer than about 9B, a phenomenon that the electrode component adheres to the workpiece (work) side without being sufficiently melted is observed. Note that the relationship between the hardness of the electrode and the state of the coating changes somewhat depending on the discharge pulse conditions to be used. When appropriate discharge pulse conditions are used, the electrode hardness range within which a somewhat good coating can be formed. It is also possible to enlarge.

上記実施例では、粒径を5μm程度の粉末を使用したので、上記のような電極硬さが最適値となった。しかしながら、この最適値は電極を構成する粉末の粒径に大きく左右される。これは以下の理由によるものである。すなわち、放電により電極から電極材料が放出されるか否かは、電極を構成している粉末の結合強度による。結合強度が強い場合には、粉末は放電のエネルギにより放出され難い。一方、結合強度が弱い場合には、粉末は放電のエネルギにより放出されやすくなる。   In the above embodiment, since the powder having a particle size of about 5 μm was used, the electrode hardness as described above was an optimum value. However, this optimum value greatly depends on the particle size of the powder constituting the electrode. This is due to the following reason. That is, whether or not the electrode material is discharged from the electrode by discharge depends on the bond strength of the powder constituting the electrode. When the bond strength is strong, the powder is not easily released by the energy of the discharge. On the other hand, when the bond strength is weak, the powder is easily released by the energy of discharge.

また、電極を構成する粉末の粒径が大きい場合には、電極中での粉末が互いに結合している点の数が少なくなり、電極強度は弱くなる。一方、電極を構成する粉末の粒径が小さい場合には、電極中での粉末が互いに結合している点の数が多くなり、電極強度は強くなる。   Moreover, when the particle size of the powder constituting the electrode is large, the number of points where the powder in the electrode is bonded to each other is reduced, and the electrode strength is weakened. On the other hand, when the particle diameter of the powder constituting the electrode is small, the number of points where the powder in the electrode is bonded to each other increases, and the electrode strength increases.

以上において説明したように、本実施の形態では、電極を構成する電極材料の粉末の粒径、および電極の硬さに最適な加工条件で加工を行うことにより、緻密な厚肉盛りを行なうことができ、十分な強度を有する被膜を形成することができる。   As described above, in the present embodiment, a dense thick buildup is performed by processing under the optimum processing conditions for the particle diameter of the electrode material powder constituting the electrode and the hardness of the electrode. And a film having sufficient strength can be formed.

上述のように、炭化物を形成しにくい材料であるCoの粉末を電極材料として用いた場合には、放電のパルス条件として、放電パルス幅が50μm以下、ピーク電流値が10A程度の条件を用いることにより緻密で厚い被膜が形成できる。しかしながら、炭化物を形成しやすい材料であるMo(モリブデン、粒径0.7μm)を電極材料として用いた電極でも緻密な厚い被膜(Moのみ)が形成できることが発明者の実験により判明した。   As described above, when Co powder, which is a material that does not easily form carbides, is used as an electrode material, the discharge pulse width should be 50 μm or less and the peak current value should be about 10 A. Thus, a dense and thick film can be formed. However, it has been found through experiments by the inventors that a dense thick film (only Mo) can be formed even with an electrode using Mo (molybdenum, particle size 0.7 μm), which is a material that easily forms carbides, as an electrode material.

Moは炭化物を形成しやすい材料であるため、放電パルス幅を60μs以上70μs以下程度の比較的長い条件を使用して、放電パルスにより溶融しきらない電極材料をワークに供給することが緻密な被膜を形成するために有効であった。Moのような炭化物を形成しやすい材料の場合には、電極材料が放電パルスにより完全に溶融した状態でワーク側に供給されると、ワーク側に供給された電極材料は炭化して炭化モリブデンになってしまい、厚膜の形成が困難になる。しかしながら、上述したように放電パルス幅を調整し、放電パルスにより溶融しきらない電極材料をワークに供給することで緻密な被膜を形成することが可能となる。   Since Mo is a material that easily forms carbides, it is possible to use a relatively long condition with a discharge pulse width of 60 μs or more and 70 μs or less to supply an electrode material that cannot be melted by the discharge pulse to the workpiece. Was effective to form. In the case of a material that easily forms carbides such as Mo, when the electrode material is supplied to the workpiece side in a completely melted state by a discharge pulse, the electrode material supplied to the workpiece side is carbonized to molybdenum carbide. As a result, it becomes difficult to form a thick film. However, it is possible to form a dense coating by adjusting the discharge pulse width as described above and supplying an electrode material that cannot be melted by the discharge pulse to the workpiece.

実施の形態4.
次に、本発明の実施の形態4について図面を参照しながら説明する。図11は、実施の形態4における放電表面処理用電極の製造方法の概念を示す断面図である。図11において金型の上パンチ52、金型の下パンチ53、金型のダイ54で囲まれた空間に粒径が1μm程度のCo合金粉末51が充填され、該Co合金粉末51を上パンチ52及び下パンチ53で圧縮形成し、所定の形状の圧粉体を形成する。放電表面処理にあたっては、この圧粉体が放電電極とされる。
Embodiment 4 FIG.
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 11 is a cross-sectional view showing the concept of the method for manufacturing the electrode for discharge surface treatment in the fourth embodiment. In FIG. 11, a space surrounded by the upper punch 52 of the mold, the lower punch 53 of the mold, and the die 54 of the mold is filled with Co alloy powder 51 having a particle size of about 1 μm. 52 and the lower punch 53 are compressed to form a green compact having a predetermined shape. In the discharge surface treatment, the green compact is used as a discharge electrode.

なお、本実施の形態では、Co合金粉末51としてCr(クロム)、Ni(ニッケル)、W(タングステン)などを含んだCoベースの合金(Cr:20重量%、Ni:10重量%、W:15重量%、Co:残)を用い、その平均粒径は1μm程度のものを使用している。   In the present embodiment, a Co-based alloy containing Cr (chromium), Ni (nickel), W (tungsten) or the like as the Co alloy powder 51 (Cr: 20 wt%, Ni: 10 wt%, W: 15% by weight, Co: balance) is used, and the average particle size is about 1 μm.

このままの状態では、圧粉体は電気抵抗が高く、そのままでは放電表面処理用電極として使用するには問題がある。   In this state, the green compact has a high electric resistance, and as such, there is a problem in using it as an electrode for discharge surface treatment.

また、Co合金粉末51は硬質な合金であるのでプレスで粉末を固めることが困難であり、成形性の向上のためにCo合金粉末51にパラフィンなどのワックスを添加することが必要である。しかし、電極内のワックスの残留量が多くなるほど放電表面処理時の電気伝導度が悪くなる。このため、後の工程でワックスを除去することが好ましい。   Further, since the Co alloy powder 51 is a hard alloy, it is difficult to harden the powder with a press, and it is necessary to add wax such as paraffin to the Co alloy powder 51 in order to improve formability. However, the greater the residual amount of wax in the electrode, the worse the electrical conductivity during the discharge surface treatment. For this reason, it is preferable to remove the wax in a later step.

そこで、ワックスの除去及び電極の電気抵抗を下げるべく、圧粉体電極を真空炉に入れて所定時間の昇温時間の後、1時間から2時間所定の加熱温度に保持する。   Therefore, in order to remove the wax and lower the electrical resistance of the electrode, the green compact electrode is put in a vacuum furnace and kept at a predetermined heating temperature for 1 to 2 hours after a predetermined temperature rising time.

実施の形態3において、1μmの粒径のCo粉末により電極成形を行なった場合は加熱温度は200℃〜250℃が最適であったのに対し、Co合金粉末51より電極成形を行なった場合には、電気抵抗が下がる最適な加熱温度が、800℃〜900℃と高い温度であった。ここで、電極を一度に800℃まで加熱するとワックスが炭化して電極内に不純物として残ってしまうため、一度低い温度でワックス除去を行なう必要がある。   In the third embodiment, when the electrode forming is performed with Co powder having a particle diameter of 1 μm, the heating temperature is optimally 200 ° C. to 250 ° C., whereas when the electrode forming is performed with Co alloy powder 51 The optimum heating temperature for reducing the electric resistance was as high as 800 ° C to 900 ° C. Here, when the electrode is heated to 800 ° C. at once, the wax is carbonized and remains as an impurity in the electrode. Therefore, it is necessary to remove the wax at a low temperature once.

なお、本構造の電極は、加熱温度が200℃および300℃の場合はボロボロの状態であり、被膜形成を行うことはできなかった。また、加熱温度が1000℃の場合は電極の硬度が硬くなり、被膜形成を行うことはできなかった。   The electrode of this structure was in a tattered state when the heating temperature was 200 ° C. and 300 ° C., and no film could be formed. In addition, when the heating temperature was 1000 ° C., the hardness of the electrode was so high that no film could be formed.

次に、Co合金粉末51の平均粒径をパラメータとして、緻密な被膜を形成できる条件を調べた。ピーク電流値は10Aとし、パルス幅を様々に変化させた。それぞれの電極は放電表面処理を行うに際して適切な硬さに成形されているものを使用した。ここで、「適切な硬さ」とは、緻密な被膜を形成できる条件を有するという意味である。   Next, the conditions under which a dense film can be formed were examined using the average particle diameter of the Co alloy powder 51 as a parameter. The peak current value was 10 A, and the pulse width was changed variously. Each electrode was formed to have an appropriate hardness when performing the discharge surface treatment. Here, “appropriate hardness” means having a condition capable of forming a dense film.

電極の硬さが適切でないと緻密な厚膜を形成することは困難である。電極の硬さが硬すぎる場合には、厚膜が形成できない。また、電極の硬さが軟らかすぎる場合には、盛りあがった膜を形成することができるが、該膜はポーラスなものになり、緻密ではなくなる。   If the hardness of the electrode is not appropriate, it is difficult to form a dense thick film. If the electrode is too hard, a thick film cannot be formed. In addition, when the hardness of the electrode is too soft, a raised film can be formed, but the film becomes porous and not dense.

図12にCo合金粉末の平均粒径をパラメータとして緻密な被膜を形成できる条件を調べた結果を示す。形成された被膜が緻密になる範囲と、形成された被膜がポーラスになるなど緻密な被膜ができない範囲と、に重なる部分があるが、これは電極の硬さなどにより範囲にある程度違いがあるためである。   FIG. 12 shows the results of examining the conditions under which a dense coating can be formed using the average particle diameter of the Co alloy powder as a parameter. There is a part that overlaps the range in which the formed film becomes dense and the range in which the formed film cannot be made dense, such as porous. This is because the range is somewhat different depending on the hardness of the electrode etc. It is.

なお、図12では、電極材料の粉末の粒径により電極の最適な硬さも異なるため、ある粒径の粉末で、緻密な被膜が形成できる硬さにおいての比較を行っている。例えば、電極材料の平均粒径が2μm〜6μmの電極の場合、電極の硬さが硬めであれば、パルス幅10μs程度でも緻密な被膜が形成できる。一方、電極の硬さが軟らかめな場合には、パルス幅40μs程度でもポーラスな被膜になってしまう。   In FIG. 12, since the optimum hardness of the electrode varies depending on the particle size of the electrode material powder, comparison is made with respect to the hardness at which a dense coating can be formed with a powder having a certain particle size. For example, when the electrode material has an average particle diameter of 2 μm to 6 μm, a dense coating can be formed even with a pulse width of about 10 μs if the hardness of the electrode is high. On the other hand, when the hardness of the electrode is soft, a porous film is formed even with a pulse width of about 40 μs.

このように電極の硬さなどの条件により、緻密になるパルス幅の条件に違いがあるが、概略、図12に示した範囲の中で緻密な厚膜を形成できる条件が存在する。   As described above, there are differences in the condition of the pulse width to be dense depending on conditions such as the hardness of the electrode, but there are generally conditions under which a dense thick film can be formed within the range shown in FIG.

上記においては、合金比率が「Cr(クロム):20重量%、Ni(ニッケル):10重量%、W(タングステン):15重量%、Co(コバルト):残」である合金を粉末化した材料を使用したが、粉末化する合金は他の配合の合金でももちろん良い。たとえば、合金比率が、「Cr(クロム):25重量%、Ni(ニッケル):10重量%、W(タングステン):7重量%、Co(コバルト):残」である合金を用いることができる。また、合金比率が、「Mo(モリブデン):28重量%、Cr(クロム):17重量%、Si(シリコン):3重量%、Co(コバルト):残」である合金、「Cr(クロム):15重量%、Fe(鉄):8重量%、Ni(ニッケル):残」である合金、「Cr(クロム):21重量%、Mo(モリブデン):9重量%、Ta(タンタル)4重量%、Ni(ニッケル):残」である合金、合金比率が、「Cr(クロム):19重量%、Ni(ニッケル):53重量%、Mo(モリブデン)3重量%、Cd(カドミウム)+Ta(タンタル):5重量%、Ti(チタン):0.8重量%、Al(アルミニウム):0.6重量%、Fe(鉄):残」である合金なども用いることができる。ただし、合金の合金比率が異なると、材料の硬さなどの性質が異なるため、電極の成形性および被膜の状態に多少の差異が生じる。   In the above, the material which pulverized the alloy whose alloy ratio is "Cr (chromium): 20 weight%, Ni (nickel): 10 weight%, W (tungsten): 15 weight%, Co (cobalt): remainder" However, the alloy to be powdered may of course be an alloy of other composition. For example, an alloy having an alloy ratio of “Cr (chromium): 25 wt%, Ni (nickel): 10 wt%, W (tungsten): 7 wt%, Co (cobalt): balance” can be used. An alloy having an alloy ratio of “Mo (molybdenum): 28 wt%, Cr (chromium): 17 wt%, Si (silicon): 3 wt%, Co (cobalt): balance”, “Cr (chromium)” : 15% by weight, Fe (iron): 8% by weight, Ni (nickel): remaining alloy, “Cr (chromium): 21% by weight, Mo (molybdenum): 9% by weight, Ta (tantalum) 4% by weight %, Ni (nickel): balance ", alloy ratio is" Cr (chromium): 19 wt%, Ni (nickel): 53 wt%, Mo (molybdenum) 3 wt%, Cd (cadmium) + Ta ( Alloys such as “tantalum): 5 wt%, Ti (titanium): 0.8 wt%, Al (aluminum): 0.6 wt%, Fe (iron): balance” can also be used. However, when the alloy ratio of the alloys is different, properties such as the hardness of the material are different, so that there are some differences in the formability of the electrode and the state of the coating.

なお、本実施の形態では、電極成分としてCoを主成分としたCo合金粉末を使用したが、これは、前述のように被膜を厚くすることに対して効果があるためである。炭化物を形成しやすい材料のみからなる電極を用いた放電表面処理では形成された被膜が炭化物セラミックス状態になるため、被膜の熱伝導が悪くなり、放電により被膜の除去が進みやすくなる。   In the present embodiment, the Co alloy powder containing Co as a main component is used as the electrode component, which is effective for increasing the thickness of the coating as described above. In the discharge surface treatment using an electrode made only of a material that easily forms carbide, the formed coating is in a carbide ceramic state, so that the thermal conductivity of the coating is deteriorated, and the removal of the coating is facilitated by discharge.

そこで、炭化物を形成し難い材料であるCoを成分として混入することで、被膜の熱伝導を悪くすることがなくなり、被膜の厚膜化が可能になる。Coと同様の効果を有する材料としては、Ni、Feなどがある。   Therefore, by mixing Co, which is a material difficult to form carbides, as a component, the thermal conductivity of the coating is not deteriorated, and the coating can be made thicker. Materials having the same effect as Co include Ni and Fe.

なお、放電の条件のピーク電流値は、本例では10Aとしたが、おおよそ30A程度以下であれば概略同じ範囲で緻密な厚膜を得ることができる。ピーク電流値が30A以上になると放電の衝撃で電極を不必要に大きく崩したり、また、入熱量が大きくなるために電極の硬さが硬くなっていくなどの問題が起きるようになってくる。   Although the peak current value of the discharge condition is 10 A in this example, a dense thick film can be obtained in approximately the same range as long as it is about 30 A or less. When the peak current value is 30 A or more, problems such as the electrode being unnecessarily collapsed due to the impact of discharge or the hardness of the electrode becoming harder due to an increase in heat input are caused.

本実施の形態によれば、電極を構成する粉末の粒径、および電極の硬さに最適な加工条件(放電のパルス条件)で加工(放電表面処理)を行うことにより、緻密な厚肉盛りを行なうことができ、十分な強度を有する被膜を形成することができる。   According to this embodiment, by carrying out processing (discharge surface treatment) under the optimum processing conditions (discharge pulse conditions) for the particle size of the powder constituting the electrode and the hardness of the electrode, a dense thick overlay And a film having sufficient strength can be formed.

以上のように、本発明にかかる放電表面処理方法は、緻密で比較的厚い被膜を必要とする産業に有用であり、特に、高温環境下での強度と潤滑性とを必要とされるような用途などに適している。   As described above, the discharge surface treatment method according to the present invention is useful for industries that require a dense and relatively thick film, and particularly requires strength and lubricity in a high temperature environment. Suitable for applications.

放電表面処理用電極の製造方法の概念を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the concept of the manufacturing method of the electrode for discharge surface treatment. 電極におけるCoの含有量を変化させることで厚膜の形成しやすさが変わっていく様子を示す特性図である。It is a characteristic view which shows a mode that the ease of forming a thick film changes by changing Co content in an electrode. 放電表面処理が行われている際の電圧波形を示す特性図である。It is a characteristic view which shows a voltage waveform when the discharge surface treatment is performed. 図3Aの電圧波形に対応する電流波形を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the current waveform corresponding to the voltage waveform of FIG. 3A. 炭化物を形成しにくい材料が電極内にない場合の処理時間に対する被膜の形成の様子を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the mode of the formation of the film with respect to processing time when the material which cannot form a carbide | carbonized_material is not in an electrode. Coが70体積%の場合に形成した被膜を示す画像を示す図である。It is a figure which shows the image which shows the film formed when Co is 70 volume%. 放電表面処理用電極の製造方法の概念を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the concept of the manufacturing method of the electrode for discharge surface treatment. 電極の電気抵抗値を簡便に測定する方法を示す図である。It is a figure which shows the method of measuring the electrical resistance value of an electrode simply. 電極の電気抵抗値をより簡便に測定する方法を示す図である。It is a figure which shows the method of measuring the electrical resistance value of an electrode more simply. 加熱温度と電極の電気抵抗との関係を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the relationship between heating temperature and the electrical resistance of an electrode. 加工液中で放電表面処理を行なう様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that discharge surface treatment is performed in a process liquid. 形成された被膜の画像を示す図である。It is a figure which shows the image of the formed film. 放電表面処理用電極の製造方法の概念を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the concept of the manufacturing method of the electrode for discharge surface treatment. 電極材料の平均粒径とパルス幅を変化させたて被膜形成を行った結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having performed the film formation by changing the average particle diameter and pulse width of an electrode material. 従来の電極による被膜を形成した際の電子顕微鏡画像を示す図である。It is a figure which shows the electron microscope image at the time of forming the film by the conventional electrode.

符号の説明Explanation of symbols

1 混合粉末
2 粉末
3 上パンチ
4 下パンチ
5 ダイ
11 粉末
12 上パンチ
13 下パンチ
14 ダイ
21 電極
22 金属板
23 テスタ
24 電極端子
31 電極
33 テスタ
34 電極端子
41 放電表面処理用電極
42 ワーク
43 加工液
44 アーク柱
45 放電表面処理用電源装置
51 合金粉末
52 上パンチ
53 下パンチ
54 ダイ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Mixed powder 2 Powder 3 Upper punch 4 Lower punch 5 Die 11 Powder 12 Upper punch 13 Lower punch 14 Die 21 Electrode 22 Metal plate 23 Tester 24 Electrode terminal 31 Electrode 33 Tester 34 Electrode terminal 41 Discharge surface treatment electrode 42 Work 43 Processing Liquid 44 Arc column 45 Power supply device for discharge surface treatment 51 Alloy powder 52 Upper punch 53 Lower punch 54 Die

Claims (11)

加工液中または気中において電極とワークとの間にパルス状の放電を発生させ、その放電エネルギにより、前記ワーク表面に前記電極の材料からなる被膜または電極の材料が放電エネルギにより反応した物質からなる被膜を形成する放電表面処理方法において、
平均粒径が6μmから10μmの金属粉末または金属化合物の粉末と、炭化物を形成しにくい材質の金属粉末とを成形した電極を用い、放電パルスのパルス幅を50μsから500μs、ピーク電流値を2Aから30Aの加工条件で放電して、前記電極を構成する金属または金属化合物を主成分とする被膜を前記ワークに形成すること
を特徴とする放電表面処理方法。
A pulsed discharge is generated between the electrode and the workpiece in the machining fluid or in the air, and the discharge energy causes the coating film made of the electrode material or the electrode material to react with the discharge energy on the workpiece surface. In the discharge surface treatment method for forming the coating film,
Using an electrode formed from a metal powder or metal compound powder having an average particle diameter of 6 to 10 μm and a metal powder made of a material difficult to form carbides, the pulse width of the discharge pulse is 50 μs to 500 μs, and the peak current value is 2A. A discharge surface treatment method characterized by forming a film mainly comprising a metal or a metal compound constituting the electrode on the workpiece by discharging under a processing condition of 30A.
加工液中または気中において電極とワークとの間にパルス状の放電を発生させ、その放電エネルギにより、前記ワーク表面に前記電極の材料からなる被膜または電極の材料が放電エネルギにより反応した物質からなる被膜を形成する放電表面処理方法において、
平均粒径が3μm以下の金属粉末または金属化合物の粉末と、炭化物を形成しにくい材質の金属粉末とを成形した電極を用い、放電パルスのパルス幅を70μs以下、ピーク電流値30A以下の加工条件で放電して、前記電極を構成する金属または金属化合物を主成分とする被膜を前記ワークに形成すること
を特徴とする放電表面処理方法。
A pulsed discharge is generated between the electrode and the workpiece in the machining fluid or in the air, and the discharge energy causes the coating film made of the electrode material or the electrode material to react with the discharge energy on the workpiece surface. In the discharge surface treatment method for forming the coating film,
Using an electrode formed from a metal powder or metal compound powder having an average particle diameter of 3 μm or less and a metal powder made of a material that is difficult to form carbides, a processing condition with a pulse width of 70 μs or less and a peak current value of 30 A or less A discharge surface treatment method comprising: forming a film mainly comprising a metal or a metal compound constituting the electrode on the workpiece.
加工液中または気中において電極とワークとの間にパルス状の放電を発生させ、その放電エネルギにより、前記ワーク表面に前記電極の材料からなる被膜または電極の材料が放電エネルギにより反応した物質からなる被膜を形成する放電表面処理方法において、
炭化物を形成しにくい材質であり、平均粒径が1μmの金属粉末または金属化合物の粉末を成形した電極を用い、放電パルスのパルス幅を8μsから50μs、ピーク電流値を30A以下の加工条件で放電して、前記電極を構成する金属または金属化合物を主成分とする被膜を前記ワークに形成すること
を特徴とする放電表面処理方法。
A pulsed discharge is generated between the electrode and the workpiece in the machining fluid or in the air, and the discharge energy causes the coating film made of the electrode material or the electrode material to react with the discharge energy on the workpiece surface. In the discharge surface treatment method for forming the coating film,
It is a material that is difficult to form carbides, and uses an electrode formed from a metal powder or metal compound powder with an average particle diameter of 1 μm, and discharges under a processing condition of a discharge pulse width of 8 μs to 50 μs and a peak current value of 30 A or less. Then, a discharge surface treatment method characterized in that a film mainly composed of a metal or a metal compound constituting the electrode is formed on the workpiece.
前記電極として、炭化物を形成しにくい材質の金属粉末を40体積%以上混合された電極を用いること
を特徴とする請求項1乃至3の何れか1つに記載の放電表面処理方法。
The discharge surface treatment method according to any one of claims 1 to 3, wherein an electrode mixed with 40% by volume or more of metal powder made of a material that hardly forms carbide is used as the electrode.
加工液中または気中において電極とワークとの間にパルス状の放電を発生させ、その放電エネルギにより、前記ワーク表面に前記電極の材料からなる被膜または電極の材料が放電エネルギにより反応した物質からなる被膜を形成する放電表面処理方法において、
Mo粉末を含み成形した電極を用い、放電パルスのパルス幅を60μs以上の加工条件で放電して、前記電極を構成する金属または金属化合物を主成分とする被膜を前記ワークに形成すること
を特徴とする放電表面処理方法。
A pulsed discharge is generated between the electrode and the workpiece in the machining fluid or in the air, and the discharge energy causes the coating film made of the electrode material or the electrode material to react with the discharge energy on the workpiece surface. In the discharge surface treatment method for forming the coating film,
Using a molded electrode containing Mo powder and discharging the pulse width of the discharge pulse under a processing condition of 60 μs or more to form a film composed mainly of a metal or a metal compound constituting the electrode on the workpiece. Discharge surface treatment method.
加工液中または気中において電極とワークとの間にパルス状の放電を発生させ、その放電エネルギにより、前記ワーク表面に前記電極の材料からなる被膜または電極の材料が放電エネルギにより反応した物質からなる被膜を形成する放電表面処理方法において、
炭化しにくい金属成分を含む平均粒径が6μmから10μmの金属粉末または金属化合物の粉末を前記電極として用い、放電パルスのパルス幅を50μsから500μs、ピーク電流値を30A以下の加工条件で放電して、前記電極を構成する金属または金属化合物を主成分とする被膜を前記ワークに形成すること
を特徴とする放電表面処理方法。
A pulsed discharge is generated between the electrode and the workpiece in the machining fluid or in the air, and the discharge energy causes the coating film made of the electrode material or the electrode material to react with the discharge energy on the workpiece surface. In the discharge surface treatment method for forming the coating film,
A metal powder or metal compound powder having an average particle diameter of 6 to 10 μm containing a metal component that is difficult to be carbonized is used as the electrode, and the discharge pulse is discharged under processing conditions of a pulse width of 50 to 500 μs and a peak current value of 30 A or less. And forming a coating mainly comprising a metal or a metal compound constituting the electrode on the workpiece.
加工液中または気中において電極とワークとの間にパルス状の放電を発生させ、その放電エネルギにより、前記ワーク表面に前記電極の材料からなる被膜または電極の材料が放電エネルギにより反応した物質からなる被膜を形成する放電表面処理方法において、
炭化しにくい金属成分を含む平均粒径が3μm以下の金属粉末または金属化合物の粉末を前記電極として用い、放電パルスのパルス幅を70μs以下、ピーク電流値を30A以下の加工条件で放電して、前記電極を構成する金属または金属化合物を主成分とする被膜を前記ワークに形成すること
を特徴とする放電表面処理方法。
A pulsed discharge is generated between the electrode and the workpiece in the machining fluid or in the air, and the discharge energy causes the coating film made of the electrode material or the electrode material to react with the discharge energy on the workpiece surface. In the discharge surface treatment method for forming the coating film,
Using a metal powder or metal compound powder having an average particle size of 3 μm or less containing a metal component that is difficult to be carbonized as the electrode, discharging under a processing condition of a pulse width of a discharge pulse of 70 μs or less and a peak current value of 30 A or less, A discharge surface treatment method, comprising: forming a film mainly comprising a metal or a metal compound constituting the electrode on the workpiece.
加工液中または気中において電極とワークとの間にパルス状の放電を発生させ、その放電エネルギにより、前記ワーク表面に前記電極の材料からなる被膜または電極の材料が放電エネルギにより反応した物質からなる被膜を形成する放電表面処理方法において、
炭化しにくい金属成分を含む平均粒径が2μmから6μmの金属粉末または金属化合物の粉末を前記電極として用い、放電パルスのパルス幅を5μsから100μs、ピーク電流値を30A以下の加工条件で放電して、前記電極を構成する金属または金属化合物を主成分とする被膜を前記ワークに形成すること
を特徴とする放電表面処理方法。
A pulsed discharge is generated between the electrode and the workpiece in the machining fluid or in the air, and the discharge energy causes the coating film made of the electrode material or the electrode material to react with the discharge energy on the workpiece surface. In the discharge surface treatment method for forming the coating film,
A metal powder or metal compound powder having an average particle diameter of 2 to 6 μm containing a metal component that is difficult to carbonize is used as the electrode, and the discharge pulse is discharged under processing conditions of a pulse width of 5 to 100 μs and a peak current value of 30 A or less. And forming a coating mainly comprising a metal or a metal compound constituting the electrode on the workpiece.
炭化しにくい金属成分はCo、Ni、Feの少なくとも何れか一つであること
を特徴とする請求項6乃至8の何れか1つに記載の放電表面処理方法。
The discharge surface treatment method according to any one of claims 6 to 8, wherein the metal component that is not easily carbonized is at least one of Co, Ni, and Fe.
前記電極として、「Cr(クロム)、Ni(ニッケル)、W(タングステン)、Co(コバルト)」、「Mo(モリブデン)、Cr(クロム)、Si(シリコン)、Co(コバルト)」、「Cr(クロム)、Fe(鉄)、Ni(ニッケル)」、「Cr(クロム)、Mo(モリブデン)、Ta(タンタル)、Ni(ニッケル)」、または「Cr(クロム)、Ni(ニッケル)、Mo(モリブデン)、Cd(カドミウム)+Ta(タンタル)、Ti(チタン)、Al(アルミニウム)、Fe(鉄)」の金属成分を含む金属の化合物の粉末を用いること
を特徴とする請求項6乃至8の何れか1つに記載の放電表面処理方法。
As the electrodes, “Cr (chromium), Ni (nickel), W (tungsten), Co (cobalt)”, “Mo (molybdenum), Cr (chromium), Si (silicon), Co (cobalt)”, “Cr (Chromium), Fe (iron), Ni (nickel) "," Cr (chromium), Mo (molybdenum), Ta (tantalum), Ni (nickel) ", or" Cr (chromium), Ni (nickel), Mo 9. A powder of a metal compound containing a metal component of (molybdenum), Cd (cadmium) + Ta (tantalum), Ti (titanium), Al (aluminum), Fe (iron) ”is used. The discharge surface treatment method according to any one of the above.
前記電極として、「Cr(クロム):20重量%、Ni(ニッケル):10重量%、W(タングステン):15重量%、Co(コバルト):残」、「Cr(クロム):25重量%、Ni(ニッケル):10重量%、W(タングステン):7重量%、Co(コバルト):残」、「Mo(モリブデン):28重量%、Cr(クロム):17重量%、Si(シリコン):3重量%、Co(コバルト):残」、「Cr(クロム):15重量%、Fe(鉄):8重量%、Ni(ニッケル):残」、「Cr(クロム):21重量%、Mo(モリブデン):9重量%、Ta(タンタル):4重量%、Ni(ニッケル):残」、または「Cr(クロム):19重量%、Ni(ニッケル):53重量%、Mo(モリブデン):3重量%、Cd(カドミウム)+Ta(タンタル):5重量%、Ti(チタン):0.8重量%、Al(アルミニウム):0.6重量%、Fe(鉄):残」の割合で前記金属粉末を混合した材料、またはこの比率で配合された前記金属の化合物の粉末を用いること
を特徴とする請求項10に記載の放電表面処理方法。
As the electrode, “Cr (chromium): 20 wt%, Ni (nickel): 10 wt%, W (tungsten): 15 wt%, Co (cobalt): remaining”, “Cr (chromium): 25 wt%, Ni (nickel): 10 wt%, W (tungsten): 7 wt%, Co (cobalt): remaining "," Mo (molybdenum): 28 wt%, Cr (chromium): 17 wt%, Si (silicon): 3% by weight, Co (cobalt): remaining "," Cr (chromium): 15% by weight, Fe (iron): 8% by weight, Ni (nickel): remaining "," Cr (chromium): 21% by weight, Mo (Molybdenum): 9% by weight, Ta (tantalum): 4% by weight, Ni (nickel): remaining ”, or“ Cr (chromium): 19% by weight, Ni (nickel): 53% by weight, Mo (molybdenum): 3% by weight, Cd (cadmium) + T (Tantalum): 5% by weight, Ti (titanium): 0.8% by weight, Al (aluminum): 0.6% by weight, Fe (iron): the balance ” The discharge surface treatment method according to claim 10, wherein a powder of the metal compound blended at a ratio is used.
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