JP7326346B2 - 材料を電解加工するための装置及び方法 - Google Patents
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Description
Claims (15)
- 硬質相及びバインダー相を含む材料を電解加工する方法であって、
a) 直流電源の第1の極に接続された電極を含む水性アルカリ電解質を用意すること;
b) 加工される材料と前記水性アルカリ電解質とを少なくとも部分的に接触させること、但し前記材料が硬質相及びバインダー相を含む;
c) 前記直流電源の第2の極と前記材料とを電気的に接触させること;
d) 前記材料の電気化学的酸化のために前記直流電源を介して前記材料に、特定のパルスシーケンスを有するパルス電流を供給すること;
前記水性アルカリ電解質は、前記バインダー相の少なくとも1つの金属イオンを錯化するのに適した錯化剤を含有することを特徴とし、
前記直流電源が、1ms~50msの範囲のパルス間のパルス休止を有するパルスを供給し、
前記直流電源によって供給される前記パルス電流の前記パルスシーケンスは、前記加工される材料中の前記バインダー相の量に合わせて調整され、これにより、前記水性アルカリ電解質中の前記錯化剤が前記バインダー相上に生成された前記金属イオンを錯体化させる時間が得られ、前記材料を除去する間、前記硬質相からの除去と前記バインダー相からの除去との間の平衡を乱す生成物膜が形成されないようにし、両相を均一に除去する、
方法。 - 前記加工される材料は、
i) ビッカース硬度HV10が少なくとも750である前記硬質相を含み;さらに/又は
ii) 電気化学的酸化によってアルカリ水溶液中で金属水酸化物を形成するのに適した金属を含む、又はこれからなる前記バインダー相を含む、
請求項1に記載の方法。 - 前記水性アルカリ電解質は、
i) 水酸化物、炭酸塩、アンモニア、アルコラート、アルコールアミン、ケイ酸塩及びこれらの混合物からなる群より選択される塩基を含み;さらに/又は
ii) 前記水性アルカリ電解質の粘度を増加させるための添加剤を含み;さらに/又は
iii) ハロゲン化物を含まない、
請求項1又は2に記載の方法。 - 前記水性アルカリ電解質が浴中に設けられるとともに、前記水性アルカリ電解質が前記浴の少なくとも1つの流体入口及び少なくとも1つの流体出口を介して循環される、
請求項1から3のいずれかに記載の方法。 - 電極が使用されることを特徴とし、前記電極が、
i) 金属、金属合金、炭素、導電性プラスチック材料及びこれらの組み合わせからなる群より選択される材料を含むか、又はそれらからなり;さらに/又は
ii) 機械的に振動する、
請求項1から4のいずれかに記載の方法。 - 前記直流電源が、
i) 0.1 V~50 Vの範囲の電圧を供給し;さらに/又は
ii) 最大400 A/cm 2 の範囲の電流密度を供給し;
iii) 最大50 msのパルス長のパルスを供給し;
iv) 1ms~40msの範囲のパルス間のパルス休止を有するパルスを供給する、
請求項1から5のいずれかに記載の方法。 - 前記錯化剤が、アルコールアミン、アルキルカーボネート、カルボン酸、アンモニア、無機アンモニウム塩、第一級アミン、第二級アミン、第三級アミン、及びこれらの混合物からなる群から選択される物質、又はそれらからなることを特徴とする、
請求項1から6のいずれかに記載の方法。 - 硬質相及びバインダー相を含む材料を電解加工するための装置であって、
a) 水性アルカリ電解質であって、直流電源の電極と接触し、少なくとも硬質相及びバインダー相を含む材料と領域で接触可能な水性アルカリ電解質;
b)前記電極に電気的に接続される第1の極と、前記材料に電気的に接続され得る第2の極とを有する直流電源であって、前記材料の電気化学的酸化のために、特定のパルスシーケンスを有するパルス電流を前記材料に供給するように調節される直流電源;
を備え、
前記水性アルカリ電解質は、前記バインダー相の少なくとも1つの金属イオンを錯化するのに適した錯化剤を含むことを特徴とし、
前記直流電源が、1ms~50msの範囲のパルス間のパルス休止を有するパルスを供給し、
前記直流電源は、前記材料中の前記バインダー相の量に合わせられたパルスシーケンスでパルス電流を供給し、これにより、前記水性アルカリ電解質中の前記錯化剤が前記バインダー相上に生成された前記金属イオンを錯体化させる時間が得られ、前記材料を除去する間、前記硬質相からの除去と前記バインダー相からの除去との間の平衡を乱す生成物膜が形成されないようにし、両相を均一に除去する、
装置。 - 前記材料が下記の特性を有する、
i) ビッカース硬度HV10が少なくとも750である前記硬質相を含み;さらに/又は
ii) 電気化学的酸化によってアルカリ水溶液中で金属水酸化物を形成するのに適した金属を含む、又はこれからなる前記バインダー相を含む、
請求項8に記載の装置。 - 前記水性アルカリ電解質が、
i) 水酸化物、炭酸塩、アンモニア、アルコラート、アルコールアミン、ケイ酸塩及びこれらの混合物からなる群より選択される塩基を含み;さらに/又は
ii) 前記水性アルカリ電解質の粘度を増加させるための添加剤を含み;さらに/又は
iii) ハロゲン化物を含まない、
請求項8又は9に記載の装置。 - 前記水性アルカリ電解質が浴中に設けられるとともに、前記水性アルカリ電解質が前記浴の少なくとも1つの流体入口及び少なくとも1つの流体出口を介して循環される、
請求項8~10のいずれかに記載の装置。 - 前記電極が、
i) 金属、金属合金、炭素、導電性プラスチック材料及びこれらの組み合わせからなる群より選択される材料を含むか、又はそれらからなり;さらに/又は
ii) 機械的に振動する、
請求項8~11のいずれかに記載の装置。 - 前記直流電源が、
i) 0.1 V~50 Vの範囲の電圧を供給し;さらに/又は
ii) 最大400 A/cm 2 の範囲の電流密度を供給し;
iii) 最大50 msのパルス長のパルスを供給し;
iv) 1ms~40msの範囲のパルス間のパルス休止を有するパルスを供給する、
請求項8~12のいずれかに記載の装置。 - 前記錯化剤が、アルコールアミン、アルキルカーボネート、カルボン酸、アンモニア、無機アンモニウム塩、第一級アミン、第二級アミン、第三級アミン、及びこれらの混合物からなる群から選択される物質、又はそれらからなることを特徴とする、
請求項8~13のいずれかに記載の装置。 - 材料の電気化学的加工のための請求項8~14のいずれかに記載の装置の使用。
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