JP5054854B2 - 放電加工用電極 - Google Patents
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Description
(A):5〜40質量部のM1。
(B):(A)と合計して100質量部のM2金属であって、M2を必ず含み、さらに、M2と鉄族金属の合金および/または鉄族金属の単体を含むM2金属。
(C):(A)と(B)の合計質量100質量部に対して0.5〜8外部質量部のM3のホウ酸化物。
(1)x≧0.1、y≧0.1
(2)x+y≧0.5、
(3)x+y+z=1
なお、z≦0.1をさらに満たしていても良い。
a=1、b=2、c=4
a=1、b=1、c=3
a=1、b=4、c=7
a=1、b=6、c=10
a=1、b=8、c=13
a=2、b=3、c=11
a=2、b=2、c=5
a=3、b=2、c=6
a=3、b=4、c=9
a=3、b=10、c=18
a=9、b=2、c=6
などのホウ酸化物が代表的であるが、それ以外にも複数の形態を取り得る。
M2スケルトンは、M2であるWまたはMoの粉末に鉄族金属粉末、ホウ酸化物粉末を混合した状態のものから作製される。すなわち、Cu、Ag(M1)以外の放電加工用電極の成分は、M2スケルトンを製造する段階で添加される。
(1)で得られたM2スケルトンに、M1であるCu、Agを溶浸する。
Wスケルトンを形成するべき原料として、平均粒子径4μmで79質量部のW、平均粒子径が1μmで1質量部のNiおよび平均粒子径が7μmで0.4外部質量部のSrのホウ酸化物を準備した。
次に、M1とM2金属との質量比を変化させた試料や、また、鉄族金属、M2と鉄族金属の合金、Mg、Ca、Sr、Ba、希土類金属の1つ以上のホウ酸化物において、異なる種類が選択された試料を用いて、試料1と同様の試験を行った。
表中の**のついた試料は、*CとしてCrを5外部質量%含む組成である。
出発原料として、(A):20質量部のCuと、(B):79.5質量部のWおよび0.5質量部のNiと、(C):0.5外部質量部のSrB2O4とを用い、溶浸の雰囲気をH2雰囲気からH2とArの混合雰囲気へと変更すること以外の他の条件は試料1と同様にして試料の作製を行った。この試料に対して、試料1と同様の試験および評価を行ったところ、下に示すように、放電加工用電極として好適に利用できることが確認された。
加工速度90.0mm/sec、消耗率8.9%、面粗さ15.0Ry(μm)
(A)Cu=20.0質量部
(B)W=79.2質量部、Ni=0質量部、W−Ni合金=0.8質量部
(C)SrB2O4とSr2B2O5の合計=0.3外部質量部
(D)Sr(Ni・W)0.5O3=0.1外部質量部
(E)B2O=0.1外部質量部
実施例2中の試料105と同様の出発原料を用いたが、Srのホウ酸化物の製造工程における焼成雰囲気の酸素濃度および焼成時間を調整することにより、形態の異なるSrのホウ酸化物を得た。焼成時の酸素濃度と焼成時間を表10に示す。
表12に示すように、M2粉末、鉄族金属粉末、ホウ酸化物粉末の、ヘンシェルミキサーでの混合時間を変えて、試料104と同様の試料を複数作製した。その結果、M1(Cu)およびM2(W)などの粒界に存在するホウ酸化物の割合が互いに異なる、5種類の試料No.301〜305が得られた。得られた試料の模式図を図1に示す。図1からわかるように、これらの試料は、タングステン(およびタングステンと鉄族金属の合金)同士がネッキングし、その粒子同士の間にCuが充填された基本組織を有していた。また、ホウ酸化物はそれらの粒界に粒状で多く存在したが、一部はWやCuの粒子中にも存在した。このホウ酸化物の存在する率は、それぞれの試料をSEM(走査型電子顕微鏡)観察し、前記結晶粒界に存在するホウ酸化物と、粒子(結晶)内に存在するホウ酸化物との面積比から求めた。これら試料の放電特性は、粒界に存在するホウ酸化物の割合が0.5体積部以上であるほうが有利であった。試料305は、比較例に比べて、加工速度、消耗率ともに優れているが、試料301〜304よりは劣る結果となった。
スケルトン用の原料であるホウ酸化物の粒子を、アトライターにて混合前に粉砕した。粉砕時間を変えることによって5種類の粒子径を得た。それぞれの粒子径を表13に示す。
Claims (7)
- 放電加工に用いる放電加工用電極であって、下記の(A)、(B)および(C)を含み、
前記(A)、(B)および(C)の質量の和が総質量の95質量%以上100質量%以下を占める材料からなる放電加工用電極であって、
(A):5〜40質量部のM1、
(B):前記(A)と合計して100質量部となるM2金属であって、M2を必ず含み、かつ、M2と鉄族金属の合金または鉄族金属の単体を含むM2金属、および
(C):前記(A)と前記(B)との合計質量100質量部に対して、0.05〜8外部質量部のM3のホウ酸化物
ただし、M1はCuまたはAgのうちの少なくとも1つまたはそれらの合金
M2はWまたはMoのうちの少なくとも1つまたはそれらの合金
M3はMg、Ca、Sr、Ba、および希土類金属からなる群から選択された少なくとも1つ
である、放電加工用電極。 - 前記鉄族金属の単体の質量と、前記M2と鉄族金属の合金の質量との合計が、前記(A)の質量と前記(B)の質量との合計に対して、0.05〜2.5質量%である請求項1に記載の放電加工用電極。
- 下記の(D)および(E)をさらに含み、
前記(A)、(B)、(C)および前記(D)、(E)の質量の和が、総質量の95質量%以上100質量%以下を占める材料からなり、
(D):前記(A)の質量と前記(B)の質量との合計を100質量部としたときに、前記(A)の質量と(B)の質量との合計に対して0.1〜5外部質量部の複合酸化物であって、前記M2と、前記鉄族金属と、Ca、Sr、Baおよび希土類金属のうちの少なくとも1つとを含む複合酸化物
(E):前記(A)の質量と前記(B)の質量との合計を100質量部としたときに、前記(A)の質量と(B)の質量との合計に対して0.1〜3質量部の酸化ホウ素
である、請求項1または2に記載の放電加工用電極。 - 前記(C)のホウ酸化物は、M3aBbOcで表すことができ、
a=2、b=2、c=5であるホウ酸化物の割合が、ホウ酸化物の全体積を1とした場合に0.5体積部以上0.99体積部以下である請求項1から3のいずれかに記載の放電加工用電極。 - 前記(C)のホウ酸化物は、M3aBbOcで表すことができ、
a=2、b=2、c=5で示され、x体積部を占める第1のホウ酸化物と、
a=1、b=2、c=4で示され、y体積部を占める第2のホウ酸化物と、
前記第1のホウ酸化物と前記第2のホウ酸化物とのいずれとも異なる第3のホウ酸化物であって、z体積部を占める第3のホウ酸化物とを含み、
前記x、y、zは、下記(1)〜(3)の関係式を満たす、請求項1から4のいずれかに記載の放電加工用電極。
(1)x≧0.1、y≧0.1
(2)x+y≧0.5
(3)x+y+z=1 - 前記(C)のホウ酸化物の総体積を1体積部とした場合に、M1、M2、鉄族金属の単体、M2と鉄族金属の合金の粒界に、前記ホウ酸化物の0.5体積部以上が分散している請求項1から5のいずれかに記載の放電加工用電極。
- 前記(C)のホウ酸化物の平均粒子径が0μm超20μm以下であり、かつ、最大粒子径が0μm超150μm以下である請求項1から6のいずれかに記載の放電加工用電極。
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