JPH0547328B2 - - Google Patents
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Classifications
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Description
技術分野
本発明は、電解加工に係り、更に詳細には金属
−セラミツク複合材料を均一に加工することに係
る。 背景技術 電解加工(ECM)は強力な合金を機械加工す
るためにガスタービン工業界に於て広く使用され
ている。過去20年間に於て特定の材料に対する加
工機械及び特殊な加工法がかなり進歩した。しか
し新たな要求が生じており、本発明は或る特定の
問題を解決すべく行われた研究の結果開発された
ものである。 ガスタービンエンジンの超合金製のタービンブ
レードの先端はそれを囲繞するエアシールと接触
することがある。かかる現象が発生する場合に
は、これら二つの構成要素間に於ける相互作用及
び摩耗のモードが制御されなければならない。従
つてブレードの先端にはエアシールと接触した場
合に研磨材として作用する特殊な材料が従来より
設けられている。温度が高く環境が厳しい条件下
にあることから、従来の大抵の研磨材は不十分で
ある。有用であることが解つている研磨材は、多
数のセラミツク粒子を含有する金属マトリツクス
よりなる複合材料、特に炭化ケイ素粒子を含有す
るニツケル合金又はコバルト合金マトリツクスよ
りなる複合材料である。本願出願人と同一の譲受
人に譲渡された米国特許第4249913号にはかかる
材料が記載されている。またこの点に関し米国特
許4227703号も参照されたい。 かかる特殊な研磨材の性能を向上させるために
は、セラミツク粒子がマトリツクスの表面より僅
かに突出するよう、タービンブレードの先端に於
けるセラミツク粒子が露呈されなければならず、
即ちセラミツク粒子の周りのマトリツクス材料が
除去されなければならない。研磨材はセラミツク
と金属とよりなる複合材料であり、金属は比較的
複雑な超合金であるので、マトリツクス材料を均
一に除去することは容易ではない。約0.15mmのマ
トリツクス材料が除去されなければならないが、
かかる除去はブレードの先端の表面全体に亙り均
一な深さにて行われなければならず、ブレード毎
に均一でなければならず、マトリツクス除去方法
は炭化ケイ素粒子の周りを実質的にアンダーカツ
トするものであつてはならない。更に超合製ブレ
ードの研磨材に近接した領域は加工されてはなら
ない。 単純なケミカルミーリングによつても上述の如
き加工を行い得るが、ケミカルミーリングは合金
の複雑性及び種々の相が選択的に攻撃されること
に鑑みれば最適ではない。更にケミカルミーリン
グは加工速度が遅い。電解加工は生産速度が高い
ので好ましい。 従来の電解液に於ては、電極が加工片の近傍に
配置され、電極と加工片との間に電位差が与えら
れる。電極と加工片との間の間隙に電解が強制的
に流され、材料が除去されるにつれて電極が加工
片へ向けて押し進められる。典型的には電極は中
空であり、電解液が電極に沿つてその内部を流
れ、電極の作用面に設けられた孔、溝、又はこれ
と同様の貫通孔を経て流出する。しかしかかる従
来の電極の場合には、電解液を放出する貫通孔の
近傍に於て加工片の表面に小さな突起が形成され
る。このことに関し米国特許第3723268号の第1
図及び第3図を参照されたい。多くの場合これら
の突起は問題にはならない。しかし盲穴が穿孔さ
れる状況によつては、突起を除去し盲穴の底面を
平坦にすべく追加の機械加工工程が実施されなけ
ればならない。炭化ケイ素及び金属よりなる複合
材料よりマトリツクスを除去する場合には、突
起、即ち局部的な突部を形成する電極は許容され
ない。勿論電解液は電解加工電極の内部通路を経
て導かれる必要はなく、間隙を経て加工片及び電
極を横切る方向に流されてもよい。しかしかかる
方法の場合には電極の先端を横切つて電解液を流
すための複雑な装置が必要とされることが多い。 従来の何れの方法に於ても、溶融しないセラミ
ツク粒子によつて電解液の流れ停滞領域が発生さ
れることにより、マトリツクス材料が不均一に除
去されるという傾向がある。電解液の停滞領域に
於ける温度上昇や他の悪影響によりマトリツクス
材料がアンダーカツトされたり不均一に除去され
ることが解つた。セラミツクと金属との電気的性
質が相互に異なつていることにより、電解加工中
に発生する現象の解析が複雑なもにされている。 発明の開示 本発明の目的は、金属の部分に非常に一様な表
面が形成されなければならず、また金属−セラミ
ツク複合材料より少量の材料が除去されなければ
ならない場合に適した改良された電解加工法及び
その方法の実施に使用される電極を提供すること
である。 本発明は作用面に複数個の小さい通路を有する
電極を使用することを含んでいる。中空の電極の
先端は多孔質の粉末金属製のシート(封止材)に
より閉ざされることが好ましい。使用に際しては
電解液が比較的大きい内部通路を経て、次いで電
極の多孔質の作用面を経て流れる。電解液は次い
で電極の表面と加工されるべき加工片の表面との
間の間隙より流出する。電極の作用面と電極の内
部通路の大きさと間隙との間の相互関係により、
電解液流路に於ける主要な圧力降下は電極の作用
面を横切つて発生する。このことは電解液の流量
が間隙に比較的敏感ではないことを意味する。か
くして本発明の電極が溶融しないセラミツク粒子
と金属とよりなる複合材料の表面よりマトリツク
ス材料を除去するために使用されると、電解液及
び電流は加工片の表面全体に亙り均一に分布され
る。同様に本発明の電極を使用すれば、大きい中
央通路を有する従来の電解加工電極により形成さ
れる如き不均一な表面が均一な表面に転換され
る。 本発明の好ましい実施態様に於ては、電極の作
用面は濾過の目的で一般に使用される種類の焼結
粉末金属製のシートにて形成される。かかるシー
トは20〜100μの公称粒子捕捉定格を有するが、
作用面に於ける個々の流体放出ポートは公称定格
の“4倍までの範囲に亙つている。本発明の中空
の電極は、作用面を形成する封止材が該封止材の
すぐ上流側に於ける電極本体の内部通路の50%以
下の流路面積を有するよう形成される。 セラミツク粒子と金属とよりなる複合材料製の
研磨材を電解加工する場合には、作用面に於ける
流体放出ポートの大きさは均一なマトリツクス材
料の除去を行うべくセラミツク粒子の公称寸法に
等しいか又はそれよりも小さくされる。一般に電
極と加工片との間の間隙は0.05〜0.5mm、好まし
くは約0.38mmである。かかる範囲於ては、好まし
い100μの粉末金属製の電極を使用し、電解液の
流量を約6ml/sec/cm2の一定値に設定すれば、
電極を横切る圧力降下は間隙内に於ける圧力降下
(最小の間隙寸法に於ける最大値)2倍又はそれ
以上である。 電解液が均一に分布されるので、5〜7.5kPa
(水柱5〜75cm)程度の比較的低い電解液圧力を
採用することができる。かくして電解液は電極の
表面より噴出するのではなく滲み出る。タービン
ブレード又は他の物品の先端を電解加工する場合
には、作用面より離れた加工されることが望まし
くない領域が加工されることが電極の作用面を上
向きに配置することによつて阻止される。間隙よ
り放出される電解液は下方へ流れて加工片より離
れる。本発明のこの点に関する好ましい実施態様
に於ては、電解液の圧力は2.5〜7.5kPaの範囲で
あり、流量は3〜8ml/sec/cm2の範囲である。 従来の電解加工法に比して、本発明によれば一
様な仕上げ面が得られ、また加工片に対する余分
な攻撃が最小限に抑えられる。 以下に添付の図を参照しつつ、本発明を好まし
い実施例について詳細に説明する。 発明を実施するための最良の形態 これより本発明を、前述の米国特許第4249913
号に記載されている如きニツケル又はコバルトを
ベースとする高温合金中に炭化ケイ素粒子が分散
された複合材料よりマトリツクス金属の一部を除
去することに関し説明する。かかる複合材料はガ
スタービンのブレード上に於けるその機能から研
磨材と呼ばれるが、この複合材料はセラミツク粒
子とマトリツクス金属とよりなる任意の複合材料
を指すものである。 また本発明は他の種々の材料や他の種々の構造
の物品に対しても有用なものである。 電解加工(ECM)本質的なプロセスが前述の
米特許第3723268号及び1971年にアメリカ合衆国
ニユーヨーク州所在のWiley−Interscienceより
出版され、J.F.Wilsonにより著わされた
「Practice and T heory of Electro−
chemical Machining」と題する書物に記載され
ている。添付の第1図に、中空の本体1と該本体
の先端を閉じる研磨材14とよりなり、電解加工
される状態に配置されたブレード10が図示され
ている。第2図は電解加工が行われる以前に於け
るブレードの先端の状態を解図的に示している。
研磨材14の表面16は曲面又は平面である正確
な寸法に研削されている。第3図及び第6図は本
発明の方法により処理された後に於けるブレード
の先端を示す解図である。この状態に於ては、セ
ラミツクの粒子18が研磨材の表面よりマトリツ
クス金属の一部が除去されることにより、或る量
Aだけマトリツクス金属20より突出している。 第4図は本発明に従う電解加工が適正に実施さ
れない場合に生じる種々の欠陥を詳細に示す拡大
断面図である。この第4図に示された全ての欠陥
が同一の加工片に生じるとは限らないが、第4図
に於ては全ての欠陥が便宜目的で図示されてい
る。第一の種類の欠陥に於ては、粒子18が溝に
より囲繞され、即ち粒子の周りのマトリツクス金
属が局部的に攻撃されることによつて粒子の周り
がアンダーカツトされている。第二の種類の欠陥
に於ては、マトリツクス金属の表面16が加工片
の表面を横切る方向に見て不均一であり、このこ
とは種々の粒子が曝される程度が不均一であるこ
とを意味する。第三の種類の欠陥に於ては、研磨
材の側部13が電気化学的に攻撃されている。こ
れら全ての欠陥はブレードの性能に有害である。
粒子の周りがアンダーカツトされるとその粒子が
脱落し易くなる。マトリツクス金属が不均一にな
ると、研磨材はその表面を横切る方向に均一に機
能しなくなり、即ちマトリツクス金属の制御され
た除去の所望の効果が得られなくなる。更に加工
片がその側部の如く表面16よりれた領域に於て
選択的に攻撃されると、該加工片は潜在的に脆弱
化される。 第1図及び第5図は如何に本発明の方法が実施
されるかを示している。電極26には電解加工が
行われる必要のある領域に対応する形状を有する
作用面28が設けられている。電極26は中空の
本体30を有しており、該本体にAISI316ステン
レス鋼100μ金属フイルタ要素の如き多孔質の焼
結金属よりなる封止材32が取付けられている。
電極26は矢印38にて示されている如く、多孔
質の封止材へ電極の内部を経て電解液を導くよう
構成された内部通路34及び36を有している。
電解液は封止材32を通過し、加工片の表面16
へ向けて放出される。加工片の表面16は間隙G
にて電極の表面28より隔置されている。表面1
6を電解加工する場合には、電極と加工片との間
に電流が流される。加工片の表面より0.02〜0.15
mmの如く少量の材料が除去される必要がある場合
には、電極と加工片は互に他に対し固定される。
本明細書に於ける研磨材に対する電解加工以外の
場合の如く比較的多量の材料が加工片より除去さ
れる必要がある場合には、加工片より材料が除去
されることによつて間隙Gが増大するので、電極
は加工片へ向けて前進される。 電解液を封止材へ供給する通路36の断面積は
多孔質の封止材中の多数の小さい通路の造面積の
合計よりも大きい。従つて多孔質の金属製の封止
材は計量装置として作用する。電極の本体の内部
より封止材を経て電極と加工片との間の間隙へ至
る電解液流路に沿う主要な圧力降下は封止材に於
て発生する。封止材の流路面積は間隙内の電解液
に於ては殆ど圧力降下が生じないよう間隙Gに関
連付けられている。例えば、電極が100μのフイ
ルタエレメント(後に詳細に説明する)である場
合には、2.5〜7.5kPa(水柱約0.3〜1m)の全圧が
供給される。かかる圧力の場合には、電解液は電
極の上向きの作用面の表面より穏やかに滲み出
て、厚さ約1mmのメニスカス層を形成する。主要
な圧力降下は電極の封止材を横切つて生じるの
で、作用面28を横切る種々の位置に於ける電解
液の流れは加工片が存在するか否かに拘らず比較
的均一である。このことは作用面に極く少数の大
きい通路を有する従来の電極の場合に於ける状況
とは対照的であり、従来の電極に於ては、電極の
位置の変化又は加工片のエロージヨンにより間隙
Gが変化すると電解液の流れに悪影響が及ぶ。ま
た電極の表面上の或る位置に於ける流れはそれが
増減することによつて加工片の表面に於ける他の
一つの位置に於ける電解液の流れに逆の態様にて
悪影響を及ぼす。 本発明に於ては、多孔質金属の封止材によつて
比較的絶対値の低い圧力が比較的高い圧力降下を
生じ、また電解液の流れが比較的一様になるの
で、加工片が電極の垂直上方に配置されると電解
液は加工片と電極との間の間隙より出ると垂直下
方へ移動する。このことにより加工片をマスキン
グする必要もなく、例えば側部13の如き作用面
より離れた加工片の部分が攻撃されることが阻止
される。また好ましくはこれと同一の効果によ
り、電解液が電極を貫通して流れようが外部の供
給源より間隔を横切つて供給されようが、従来の
電解加工の場合に見られるエロージヨンに比して
加工片の縁部40に於けるエロージヨンがほとん
ど生じない。以上の事柄に拘らず、本発明の最も
好ましい実施態様に於ては、用心のため表面13
にはラツカー又は他の不透過性の薄膜が着装され
る。 以下の説明は研磨材を加工する場合に於ける本
発明の実施態様の例を示している。研磨材はニツ
ケル又はコバルト超合金、好ましくは米国特許第
4152488号に記載された合金のマトリツクス中に
約30〜45vol%にて分散された0.2〜0.6mm、好まし
くは35〜45アメリカ合衆国篩シリーズ寸法
(0.495〜0.351mmの目開き寸法)のアルミナにて
被覆された炭化ケイ素粒子よりなるものである。
研磨材はホツトプレス法又はプラズマ溶射法によ
り形成される。炭化ケイ素粒子はアルミナの如き
非導電性の金属酸化物にて被覆され、従つてセラ
ミツクは電解加工に使用される電圧に於ては導電
性を有しない。研磨材の粒子を露出させこれによ
り研磨材の性質を向上させるためには、0.05〜
0.20mmのマトリツクスが除去されなければならな
い。 電極はアメリカ合衆国コネチカツト州、フアー
ミントン所在のMott Metallurgical Corp.より
販売されている材料の如く、20〜100μのAISI316
ステンレス鋼フイルタ要素材料よりなつている。
この場合ミクロンの表示は透過性の指標であり、
フイルタ要素材料により電解液の流れより捕捉さ
れる最小寸法の粒子を指す。焼結されたステンレ
ス鋼粉末材料のシートがそれと両立し得る材料に
て形成された電極の本体に溶接される。焼結され
た金属粉末の封止材の厚さは構造的必要性に応じ
て選定され、好ましくは比較的薄く、2.3mmの厚
さはシートで十分であることが解つている。電極
の作用面は加工片の外形(又は外形が変化される
べき場合には必要とされる外形)に応じて成形さ
れる。 電極の周縁方向の寸法は第5図に示されている
如く加工片に一致していることが好ましいが、加
工片よりも大きくても小さくてもよい。電極は間
隙Gが0.05〜0.5mm、好ましくは0.25〜0.38mmとな
るよう、加工片に対し固定的に配置される。電解
液は当技術分野に於て公知の電解液より選定され
てよい。好ましい電解液はPHが7〜9となるよう
水酸化ナトリウム又は硝酸が添加された水に溶解
された0.4Kg/の硝酸ナトリウムよりなるもの
である。電解液の38℃に於ける比重1.23〜1.25の
値が水又は硝酸ナトリウムを添加することによつ
て電解加工工程中に維持さる。電解液は電極の作
用面を通る流量が少なくとも3ml/sec/cm2とな
るよう、必要に応じて少なくとも2.5kPaに加圧
される。電極の小孔の寸法がより小さければ上述
の値よりも高い圧力が必要とされる。100μの電
極材料については、上流側の圧力を約5kPaする
と6.51ml/sec/cm2の好ましい流量が得られる。
電解液は使用中に電極を栓塞することがある粒子
を除去すべく、アメリカ合衆国ミシガン州、ア
ン・アーバー所在のGelman Sciences Company
より販売されているType12571Filterの如き0.45μ
の絶対薄膜フアイナルフイルタにて濾過される。 定電圧電源が間隙を横切つて接続される。上述
の好ましい材料及びパラメータについては、
10.5Vの電圧が印加され、約11A/cm2の初期電流
が発生され、マトリツクスが除去され有効間隙が
0.38mmの開始間隙より0.51mmの最終間隙にまで大
きくなる過程に於て約9A/cm2に低下する。マト
リツクスの除去速度を変化させるべく種々の電圧
及び電流密度が採用されてよい。しかし電流密度
は流出する電解液の温度が約50〜60℃以上になら
ないよう、上述の比較的低い範囲に維持されるこ
とが望ましい。 上述の範囲について幾つかの実験が行われた。
電極として0.5、2、10、10、20、40、100μの公
称定格を有するフイルタ要素材料が試験され、使
用可能であることが解つた。しかし20μ以下のフ
イルタ要素材料は栓塞が生じ易く、従つて使用さ
れないことが好ましい。粉末金属材料の典型的な
有孔度から判断すれば、好ましい20〜100μの材
料にて形成された電極の作用面の電解液通過面積
は作用面全体の面積の約35〜50%である。作用面
の通路は公称ミクロン定格よりも公称直径の方が
大きい。かくして100μの材料は非常に小さい値
より400μまでの種々の寸法の電解液通過出口を
有していてよい。しかし下記の表との関連で示さ
れている如く、粉末金属製の封止材内の曲りくね
つた流路により、有孔度より判断される圧力降下
よりも実質的に大きい圧力降下が発生される。使
用可能な電極の封止材の大きさの上限値は決定さ
れなかつたが、通路が大きくなり過ぎると、単一
の大きい中央ポートを有する従来の電極の場合に
生じる如き不規則な表面仕上げとなつてしまう。
本発明に於ては、セラミツク粒子の粒径は350〜
500μであり、好ましい電極の公称通路寸法は粒
径に等しいか又はそれよりも小さい。このことは
電解液の放出が均一に行われるだけでなく、粒子
のスケールでみた場合に、作用面にて開口する電
極通路が存在することに起因する導電性の電極材
料が存在しない領域が実質的に存在しないことを
意味する。要するに、粒子の大きさよりも小さい
多数の通路により電解液の均一な分布が確保さ
れ、また電流の均一な分布が確保される。 多孔質の焼結粉末金属にて封止材を形成するこ
とが最も容易な方法であるが、本発明に於ける封
止材は例えば金属のソリツドな材料の表面に非常
に小さい多数の孔を穿孔するなどの如く他の手段
により形成されてもよい。かかる場合には、孔の
直径及び間隔は上述の粉末金属の表面性状に近似
するようにされる。また勿論電極は、電解加工の
電極として有用であることが知られている銅、黄
銅などの如き他の材料にて形成されてもよい。 電極の作用面を通過して流れる電解液の流れは
電解液中に於ける加工片と電極との間の間隙によ
り影響を受ける。間隔は主要な圧力降下が電極に
於て生じ間隙に於ては生じないことを確保するに
十分なほど大きいものでなければならない。かく
して100μの電極の場合には、間隔は0.05mm以下で
あつてはならず、0.38mmであることが好ましい。
下記の表1は加工片と同様エーロフオイルの形状
に形成された電極についての標準的な硝酸ナトリ
ウムの電解液の流れ挙動に関するデータを示して
いる。電極の作用面の横断面積は約4.5cm2であり、
周縁方向長さは約120mmであり、このことは間隙
が0.38mmである場合には電解液放出面積が約0.45
cm2であり作用面の面積よりも実質的に小さいこと
を意味している。
−セラミツク複合材料を均一に加工することに係
る。 背景技術 電解加工(ECM)は強力な合金を機械加工す
るためにガスタービン工業界に於て広く使用され
ている。過去20年間に於て特定の材料に対する加
工機械及び特殊な加工法がかなり進歩した。しか
し新たな要求が生じており、本発明は或る特定の
問題を解決すべく行われた研究の結果開発された
ものである。 ガスタービンエンジンの超合金製のタービンブ
レードの先端はそれを囲繞するエアシールと接触
することがある。かかる現象が発生する場合に
は、これら二つの構成要素間に於ける相互作用及
び摩耗のモードが制御されなければならない。従
つてブレードの先端にはエアシールと接触した場
合に研磨材として作用する特殊な材料が従来より
設けられている。温度が高く環境が厳しい条件下
にあることから、従来の大抵の研磨材は不十分で
ある。有用であることが解つている研磨材は、多
数のセラミツク粒子を含有する金属マトリツクス
よりなる複合材料、特に炭化ケイ素粒子を含有す
るニツケル合金又はコバルト合金マトリツクスよ
りなる複合材料である。本願出願人と同一の譲受
人に譲渡された米国特許第4249913号にはかかる
材料が記載されている。またこの点に関し米国特
許4227703号も参照されたい。 かかる特殊な研磨材の性能を向上させるために
は、セラミツク粒子がマトリツクスの表面より僅
かに突出するよう、タービンブレードの先端に於
けるセラミツク粒子が露呈されなければならず、
即ちセラミツク粒子の周りのマトリツクス材料が
除去されなければならない。研磨材はセラミツク
と金属とよりなる複合材料であり、金属は比較的
複雑な超合金であるので、マトリツクス材料を均
一に除去することは容易ではない。約0.15mmのマ
トリツクス材料が除去されなければならないが、
かかる除去はブレードの先端の表面全体に亙り均
一な深さにて行われなければならず、ブレード毎
に均一でなければならず、マトリツクス除去方法
は炭化ケイ素粒子の周りを実質的にアンダーカツ
トするものであつてはならない。更に超合製ブレ
ードの研磨材に近接した領域は加工されてはなら
ない。 単純なケミカルミーリングによつても上述の如
き加工を行い得るが、ケミカルミーリングは合金
の複雑性及び種々の相が選択的に攻撃されること
に鑑みれば最適ではない。更にケミカルミーリン
グは加工速度が遅い。電解加工は生産速度が高い
ので好ましい。 従来の電解液に於ては、電極が加工片の近傍に
配置され、電極と加工片との間に電位差が与えら
れる。電極と加工片との間の間隙に電解が強制的
に流され、材料が除去されるにつれて電極が加工
片へ向けて押し進められる。典型的には電極は中
空であり、電解液が電極に沿つてその内部を流
れ、電極の作用面に設けられた孔、溝、又はこれ
と同様の貫通孔を経て流出する。しかしかかる従
来の電極の場合には、電解液を放出する貫通孔の
近傍に於て加工片の表面に小さな突起が形成され
る。このことに関し米国特許第3723268号の第1
図及び第3図を参照されたい。多くの場合これら
の突起は問題にはならない。しかし盲穴が穿孔さ
れる状況によつては、突起を除去し盲穴の底面を
平坦にすべく追加の機械加工工程が実施されなけ
ればならない。炭化ケイ素及び金属よりなる複合
材料よりマトリツクスを除去する場合には、突
起、即ち局部的な突部を形成する電極は許容され
ない。勿論電解液は電解加工電極の内部通路を経
て導かれる必要はなく、間隙を経て加工片及び電
極を横切る方向に流されてもよい。しかしかかる
方法の場合には電極の先端を横切つて電解液を流
すための複雑な装置が必要とされることが多い。 従来の何れの方法に於ても、溶融しないセラミ
ツク粒子によつて電解液の流れ停滞領域が発生さ
れることにより、マトリツクス材料が不均一に除
去されるという傾向がある。電解液の停滞領域に
於ける温度上昇や他の悪影響によりマトリツクス
材料がアンダーカツトされたり不均一に除去され
ることが解つた。セラミツクと金属との電気的性
質が相互に異なつていることにより、電解加工中
に発生する現象の解析が複雑なもにされている。 発明の開示 本発明の目的は、金属の部分に非常に一様な表
面が形成されなければならず、また金属−セラミ
ツク複合材料より少量の材料が除去されなければ
ならない場合に適した改良された電解加工法及び
その方法の実施に使用される電極を提供すること
である。 本発明は作用面に複数個の小さい通路を有する
電極を使用することを含んでいる。中空の電極の
先端は多孔質の粉末金属製のシート(封止材)に
より閉ざされることが好ましい。使用に際しては
電解液が比較的大きい内部通路を経て、次いで電
極の多孔質の作用面を経て流れる。電解液は次い
で電極の表面と加工されるべき加工片の表面との
間の間隙より流出する。電極の作用面と電極の内
部通路の大きさと間隙との間の相互関係により、
電解液流路に於ける主要な圧力降下は電極の作用
面を横切つて発生する。このことは電解液の流量
が間隙に比較的敏感ではないことを意味する。か
くして本発明の電極が溶融しないセラミツク粒子
と金属とよりなる複合材料の表面よりマトリツク
ス材料を除去するために使用されると、電解液及
び電流は加工片の表面全体に亙り均一に分布され
る。同様に本発明の電極を使用すれば、大きい中
央通路を有する従来の電解加工電極により形成さ
れる如き不均一な表面が均一な表面に転換され
る。 本発明の好ましい実施態様に於ては、電極の作
用面は濾過の目的で一般に使用される種類の焼結
粉末金属製のシートにて形成される。かかるシー
トは20〜100μの公称粒子捕捉定格を有するが、
作用面に於ける個々の流体放出ポートは公称定格
の“4倍までの範囲に亙つている。本発明の中空
の電極は、作用面を形成する封止材が該封止材の
すぐ上流側に於ける電極本体の内部通路の50%以
下の流路面積を有するよう形成される。 セラミツク粒子と金属とよりなる複合材料製の
研磨材を電解加工する場合には、作用面に於ける
流体放出ポートの大きさは均一なマトリツクス材
料の除去を行うべくセラミツク粒子の公称寸法に
等しいか又はそれよりも小さくされる。一般に電
極と加工片との間の間隙は0.05〜0.5mm、好まし
くは約0.38mmである。かかる範囲於ては、好まし
い100μの粉末金属製の電極を使用し、電解液の
流量を約6ml/sec/cm2の一定値に設定すれば、
電極を横切る圧力降下は間隙内に於ける圧力降下
(最小の間隙寸法に於ける最大値)2倍又はそれ
以上である。 電解液が均一に分布されるので、5〜7.5kPa
(水柱5〜75cm)程度の比較的低い電解液圧力を
採用することができる。かくして電解液は電極の
表面より噴出するのではなく滲み出る。タービン
ブレード又は他の物品の先端を電解加工する場合
には、作用面より離れた加工されることが望まし
くない領域が加工されることが電極の作用面を上
向きに配置することによつて阻止される。間隙よ
り放出される電解液は下方へ流れて加工片より離
れる。本発明のこの点に関する好ましい実施態様
に於ては、電解液の圧力は2.5〜7.5kPaの範囲で
あり、流量は3〜8ml/sec/cm2の範囲である。 従来の電解加工法に比して、本発明によれば一
様な仕上げ面が得られ、また加工片に対する余分
な攻撃が最小限に抑えられる。 以下に添付の図を参照しつつ、本発明を好まし
い実施例について詳細に説明する。 発明を実施するための最良の形態 これより本発明を、前述の米国特許第4249913
号に記載されている如きニツケル又はコバルトを
ベースとする高温合金中に炭化ケイ素粒子が分散
された複合材料よりマトリツクス金属の一部を除
去することに関し説明する。かかる複合材料はガ
スタービンのブレード上に於けるその機能から研
磨材と呼ばれるが、この複合材料はセラミツク粒
子とマトリツクス金属とよりなる任意の複合材料
を指すものである。 また本発明は他の種々の材料や他の種々の構造
の物品に対しても有用なものである。 電解加工(ECM)本質的なプロセスが前述の
米特許第3723268号及び1971年にアメリカ合衆国
ニユーヨーク州所在のWiley−Interscienceより
出版され、J.F.Wilsonにより著わされた
「Practice and T heory of Electro−
chemical Machining」と題する書物に記載され
ている。添付の第1図に、中空の本体1と該本体
の先端を閉じる研磨材14とよりなり、電解加工
される状態に配置されたブレード10が図示され
ている。第2図は電解加工が行われる以前に於け
るブレードの先端の状態を解図的に示している。
研磨材14の表面16は曲面又は平面である正確
な寸法に研削されている。第3図及び第6図は本
発明の方法により処理された後に於けるブレード
の先端を示す解図である。この状態に於ては、セ
ラミツクの粒子18が研磨材の表面よりマトリツ
クス金属の一部が除去されることにより、或る量
Aだけマトリツクス金属20より突出している。 第4図は本発明に従う電解加工が適正に実施さ
れない場合に生じる種々の欠陥を詳細に示す拡大
断面図である。この第4図に示された全ての欠陥
が同一の加工片に生じるとは限らないが、第4図
に於ては全ての欠陥が便宜目的で図示されてい
る。第一の種類の欠陥に於ては、粒子18が溝に
より囲繞され、即ち粒子の周りのマトリツクス金
属が局部的に攻撃されることによつて粒子の周り
がアンダーカツトされている。第二の種類の欠陥
に於ては、マトリツクス金属の表面16が加工片
の表面を横切る方向に見て不均一であり、このこ
とは種々の粒子が曝される程度が不均一であるこ
とを意味する。第三の種類の欠陥に於ては、研磨
材の側部13が電気化学的に攻撃されている。こ
れら全ての欠陥はブレードの性能に有害である。
粒子の周りがアンダーカツトされるとその粒子が
脱落し易くなる。マトリツクス金属が不均一にな
ると、研磨材はその表面を横切る方向に均一に機
能しなくなり、即ちマトリツクス金属の制御され
た除去の所望の効果が得られなくなる。更に加工
片がその側部の如く表面16よりれた領域に於て
選択的に攻撃されると、該加工片は潜在的に脆弱
化される。 第1図及び第5図は如何に本発明の方法が実施
されるかを示している。電極26には電解加工が
行われる必要のある領域に対応する形状を有する
作用面28が設けられている。電極26は中空の
本体30を有しており、該本体にAISI316ステン
レス鋼100μ金属フイルタ要素の如き多孔質の焼
結金属よりなる封止材32が取付けられている。
電極26は矢印38にて示されている如く、多孔
質の封止材へ電極の内部を経て電解液を導くよう
構成された内部通路34及び36を有している。
電解液は封止材32を通過し、加工片の表面16
へ向けて放出される。加工片の表面16は間隙G
にて電極の表面28より隔置されている。表面1
6を電解加工する場合には、電極と加工片との間
に電流が流される。加工片の表面より0.02〜0.15
mmの如く少量の材料が除去される必要がある場合
には、電極と加工片は互に他に対し固定される。
本明細書に於ける研磨材に対する電解加工以外の
場合の如く比較的多量の材料が加工片より除去さ
れる必要がある場合には、加工片より材料が除去
されることによつて間隙Gが増大するので、電極
は加工片へ向けて前進される。 電解液を封止材へ供給する通路36の断面積は
多孔質の封止材中の多数の小さい通路の造面積の
合計よりも大きい。従つて多孔質の金属製の封止
材は計量装置として作用する。電極の本体の内部
より封止材を経て電極と加工片との間の間隙へ至
る電解液流路に沿う主要な圧力降下は封止材に於
て発生する。封止材の流路面積は間隙内の電解液
に於ては殆ど圧力降下が生じないよう間隙Gに関
連付けられている。例えば、電極が100μのフイ
ルタエレメント(後に詳細に説明する)である場
合には、2.5〜7.5kPa(水柱約0.3〜1m)の全圧が
供給される。かかる圧力の場合には、電解液は電
極の上向きの作用面の表面より穏やかに滲み出
て、厚さ約1mmのメニスカス層を形成する。主要
な圧力降下は電極の封止材を横切つて生じるの
で、作用面28を横切る種々の位置に於ける電解
液の流れは加工片が存在するか否かに拘らず比較
的均一である。このことは作用面に極く少数の大
きい通路を有する従来の電極の場合に於ける状況
とは対照的であり、従来の電極に於ては、電極の
位置の変化又は加工片のエロージヨンにより間隙
Gが変化すると電解液の流れに悪影響が及ぶ。ま
た電極の表面上の或る位置に於ける流れはそれが
増減することによつて加工片の表面に於ける他の
一つの位置に於ける電解液の流れに逆の態様にて
悪影響を及ぼす。 本発明に於ては、多孔質金属の封止材によつて
比較的絶対値の低い圧力が比較的高い圧力降下を
生じ、また電解液の流れが比較的一様になるの
で、加工片が電極の垂直上方に配置されると電解
液は加工片と電極との間の間隙より出ると垂直下
方へ移動する。このことにより加工片をマスキン
グする必要もなく、例えば側部13の如き作用面
より離れた加工片の部分が攻撃されることが阻止
される。また好ましくはこれと同一の効果によ
り、電解液が電極を貫通して流れようが外部の供
給源より間隔を横切つて供給されようが、従来の
電解加工の場合に見られるエロージヨンに比して
加工片の縁部40に於けるエロージヨンがほとん
ど生じない。以上の事柄に拘らず、本発明の最も
好ましい実施態様に於ては、用心のため表面13
にはラツカー又は他の不透過性の薄膜が着装され
る。 以下の説明は研磨材を加工する場合に於ける本
発明の実施態様の例を示している。研磨材はニツ
ケル又はコバルト超合金、好ましくは米国特許第
4152488号に記載された合金のマトリツクス中に
約30〜45vol%にて分散された0.2〜0.6mm、好まし
くは35〜45アメリカ合衆国篩シリーズ寸法
(0.495〜0.351mmの目開き寸法)のアルミナにて
被覆された炭化ケイ素粒子よりなるものである。
研磨材はホツトプレス法又はプラズマ溶射法によ
り形成される。炭化ケイ素粒子はアルミナの如き
非導電性の金属酸化物にて被覆され、従つてセラ
ミツクは電解加工に使用される電圧に於ては導電
性を有しない。研磨材の粒子を露出させこれによ
り研磨材の性質を向上させるためには、0.05〜
0.20mmのマトリツクスが除去されなければならな
い。 電極はアメリカ合衆国コネチカツト州、フアー
ミントン所在のMott Metallurgical Corp.より
販売されている材料の如く、20〜100μのAISI316
ステンレス鋼フイルタ要素材料よりなつている。
この場合ミクロンの表示は透過性の指標であり、
フイルタ要素材料により電解液の流れより捕捉さ
れる最小寸法の粒子を指す。焼結されたステンレ
ス鋼粉末材料のシートがそれと両立し得る材料に
て形成された電極の本体に溶接される。焼結され
た金属粉末の封止材の厚さは構造的必要性に応じ
て選定され、好ましくは比較的薄く、2.3mmの厚
さはシートで十分であることが解つている。電極
の作用面は加工片の外形(又は外形が変化される
べき場合には必要とされる外形)に応じて成形さ
れる。 電極の周縁方向の寸法は第5図に示されている
如く加工片に一致していることが好ましいが、加
工片よりも大きくても小さくてもよい。電極は間
隙Gが0.05〜0.5mm、好ましくは0.25〜0.38mmとな
るよう、加工片に対し固定的に配置される。電解
液は当技術分野に於て公知の電解液より選定され
てよい。好ましい電解液はPHが7〜9となるよう
水酸化ナトリウム又は硝酸が添加された水に溶解
された0.4Kg/の硝酸ナトリウムよりなるもの
である。電解液の38℃に於ける比重1.23〜1.25の
値が水又は硝酸ナトリウムを添加することによつ
て電解加工工程中に維持さる。電解液は電極の作
用面を通る流量が少なくとも3ml/sec/cm2とな
るよう、必要に応じて少なくとも2.5kPaに加圧
される。電極の小孔の寸法がより小さければ上述
の値よりも高い圧力が必要とされる。100μの電
極材料については、上流側の圧力を約5kPaする
と6.51ml/sec/cm2の好ましい流量が得られる。
電解液は使用中に電極を栓塞することがある粒子
を除去すべく、アメリカ合衆国ミシガン州、ア
ン・アーバー所在のGelman Sciences Company
より販売されているType12571Filterの如き0.45μ
の絶対薄膜フアイナルフイルタにて濾過される。 定電圧電源が間隙を横切つて接続される。上述
の好ましい材料及びパラメータについては、
10.5Vの電圧が印加され、約11A/cm2の初期電流
が発生され、マトリツクスが除去され有効間隙が
0.38mmの開始間隙より0.51mmの最終間隙にまで大
きくなる過程に於て約9A/cm2に低下する。マト
リツクスの除去速度を変化させるべく種々の電圧
及び電流密度が採用されてよい。しかし電流密度
は流出する電解液の温度が約50〜60℃以上になら
ないよう、上述の比較的低い範囲に維持されるこ
とが望ましい。 上述の範囲について幾つかの実験が行われた。
電極として0.5、2、10、10、20、40、100μの公
称定格を有するフイルタ要素材料が試験され、使
用可能であることが解つた。しかし20μ以下のフ
イルタ要素材料は栓塞が生じ易く、従つて使用さ
れないことが好ましい。粉末金属材料の典型的な
有孔度から判断すれば、好ましい20〜100μの材
料にて形成された電極の作用面の電解液通過面積
は作用面全体の面積の約35〜50%である。作用面
の通路は公称ミクロン定格よりも公称直径の方が
大きい。かくして100μの材料は非常に小さい値
より400μまでの種々の寸法の電解液通過出口を
有していてよい。しかし下記の表との関連で示さ
れている如く、粉末金属製の封止材内の曲りくね
つた流路により、有孔度より判断される圧力降下
よりも実質的に大きい圧力降下が発生される。使
用可能な電極の封止材の大きさの上限値は決定さ
れなかつたが、通路が大きくなり過ぎると、単一
の大きい中央ポートを有する従来の電極の場合に
生じる如き不規則な表面仕上げとなつてしまう。
本発明に於ては、セラミツク粒子の粒径は350〜
500μであり、好ましい電極の公称通路寸法は粒
径に等しいか又はそれよりも小さい。このことは
電解液の放出が均一に行われるだけでなく、粒子
のスケールでみた場合に、作用面にて開口する電
極通路が存在することに起因する導電性の電極材
料が存在しない領域が実質的に存在しないことを
意味する。要するに、粒子の大きさよりも小さい
多数の通路により電解液の均一な分布が確保さ
れ、また電流の均一な分布が確保される。 多孔質の焼結粉末金属にて封止材を形成するこ
とが最も容易な方法であるが、本発明に於ける封
止材は例えば金属のソリツドな材料の表面に非常
に小さい多数の孔を穿孔するなどの如く他の手段
により形成されてもよい。かかる場合には、孔の
直径及び間隔は上述の粉末金属の表面性状に近似
するようにされる。また勿論電極は、電解加工の
電極として有用であることが知られている銅、黄
銅などの如き他の材料にて形成されてもよい。 電極の作用面を通過して流れる電解液の流れは
電解液中に於ける加工片と電極との間の間隙によ
り影響を受ける。間隔は主要な圧力降下が電極に
於て生じ間隙に於ては生じないことを確保するに
十分なほど大きいものでなければならない。かく
して100μの電極の場合には、間隔は0.05mm以下で
あつてはならず、0.38mmであることが好ましい。
下記の表1は加工片と同様エーロフオイルの形状
に形成された電極についての標準的な硝酸ナトリ
ウムの電解液の流れ挙動に関するデータを示して
いる。電極の作用面の横断面積は約4.5cm2であり、
周縁方向長さは約120mmであり、このことは間隙
が0.38mmである場合には電解液放出面積が約0.45
cm2であり作用面の面積よりも実質的に小さいこと
を意味している。
【表】
電解液の流量は0.65ml/sec/cm2の一定値であ
り、電極の作用面(又は封止材)を横切る圧力降
下(△P)は加工片が存在しない場合(表1に於
て∞)の場合に測定した値の一定値であつた。電
極圧力降下は非常に小さい0.05mmの間隔の場合で
あつても間隙圧力降下の2倍以上である。表1の
データは、一定の圧力が供給される場合には、電
解液の流量が圧力のデータに逆比例的に変化する
ことを示している。かくして電解液の流れはその
全体に亙り、特に好ましい運転範囲に於ては間隙
に比較的敏感ではない。研磨材を電解加工する場
合に於ける好ましい開始間隙は約0.38mmと比較的
大きい。何故ならば、間隙は比較的大きければ、
電極の表面と加工片の表面との間の整合性(平行
性)が不十分であることによる電流密度の変化
(従つて材料の除去量)の変化が比街的少ないか
らである。間隙が0.5mmよりも実質的に大きい値
の如く大きくなり過ぎると、電解加工の電解液の
表面速度特性が得られなくなる。加工片の表面に
於て電解液の停滞、加熱、更には沸謄が生じるこ
がある。従つて電解加工は電解研磨として特徴づ
けられる加工プロセスに変化し、電流密度は電解
加工に特徴的である約8A/cm2の値よりも低い値
になる。一般に本願発明者は、間隙が約0.3〜0.4
mm以下である場合には、又は電解液の流量が不十
分である場合には、セラミツク粒子の周りがアン
ダーカツトされたマトリツクスが不均一に除去さ
れる傾向が生じることを見出した。即ちセラミツ
ク粒子の近傍に於てマトリツクス材料が優先的に
除去される。かかる結果が生じるのはセラミツク
−金属複合材料の特異な電気的性質によるものと
考えられる。更にマクロのスケールで見た場合に
は、セラミツク粒子はマトリツクス内に均一に分
散されているが、ミクロのスケールで見ると、第
6図に示されている如く、セラミツク粒子の小さ
い塊の間の領域が存在し、該領域に於ては電解液
が停滞する。 本発明に於ては、電極の互に近接して隔置され
た非常に多数のオリフイスによつて電解液が均一
に分散されることにより、電解液の流量を非常に
小さい値にすることができる。このことにより間
隙よりの電解液の流速を非常に小さくすることが
でき、このこと及び電極及び加工片の配向によ
り、加工片の周りに電解液が流れることが阻止さ
れ、これにより加工片の加工されることが望まし
くない領域が加工されることが回避される。 前述の如く、本発明の電極は任意の表面より材
料を均一に除去することに関し有用なものであ
る。かくして一様な底面を有する盲穴が必要な場
合には、電極はその穴に対応する形状に形成さ
れ、加工片内に嵌込まれる。この場合には、種々
の理由から、粉末金属製の封止材を有する電極の
場合よりも高速度且高流量にて電解液を放出する
大きい内部通路を有する従来の電極を使用するこ
とが好ましい。かかる電極を使用して中央に小さ
い突起を有する盲穴が形成される。突起を除去し
穴の底面を平坦にすべく、実質的に所望の深さの
盲穴が形成されるとその盲穴の形成に使用された
第一の電極が除去される。次いで本発明による電
極が盲穴内に配置される。この第二の電極は第一
の電極と同様の形状又は非常に小さいが突起が存
在する領域を覆うに十分な大きさの形状を有す
る。次いで突起を除去し盲穴の底辺を平滑にすべ
く電解加工が行われる。かくして従来の電極を使
用して高生産性の利点が確保され、しかも従来可
能であつたよりも均一な形状のキヤビテイを得る
ことができる。 以上に於ては本発明を特定の実施例について詳
細に説明したが、本発明はかかる実施例に限定さ
れるものではなく、本発明の範囲内にて種々の実
施例が可能であることは当業者にとつて明らかで
あろう。
り、電極の作用面(又は封止材)を横切る圧力降
下(△P)は加工片が存在しない場合(表1に於
て∞)の場合に測定した値の一定値であつた。電
極圧力降下は非常に小さい0.05mmの間隔の場合で
あつても間隙圧力降下の2倍以上である。表1の
データは、一定の圧力が供給される場合には、電
解液の流量が圧力のデータに逆比例的に変化する
ことを示している。かくして電解液の流れはその
全体に亙り、特に好ましい運転範囲に於ては間隙
に比較的敏感ではない。研磨材を電解加工する場
合に於ける好ましい開始間隙は約0.38mmと比較的
大きい。何故ならば、間隙は比較的大きければ、
電極の表面と加工片の表面との間の整合性(平行
性)が不十分であることによる電流密度の変化
(従つて材料の除去量)の変化が比街的少ないか
らである。間隙が0.5mmよりも実質的に大きい値
の如く大きくなり過ぎると、電解加工の電解液の
表面速度特性が得られなくなる。加工片の表面に
於て電解液の停滞、加熱、更には沸謄が生じるこ
がある。従つて電解加工は電解研磨として特徴づ
けられる加工プロセスに変化し、電流密度は電解
加工に特徴的である約8A/cm2の値よりも低い値
になる。一般に本願発明者は、間隙が約0.3〜0.4
mm以下である場合には、又は電解液の流量が不十
分である場合には、セラミツク粒子の周りがアン
ダーカツトされたマトリツクスが不均一に除去さ
れる傾向が生じることを見出した。即ちセラミツ
ク粒子の近傍に於てマトリツクス材料が優先的に
除去される。かかる結果が生じるのはセラミツク
−金属複合材料の特異な電気的性質によるものと
考えられる。更にマクロのスケールで見た場合に
は、セラミツク粒子はマトリツクス内に均一に分
散されているが、ミクロのスケールで見ると、第
6図に示されている如く、セラミツク粒子の小さ
い塊の間の領域が存在し、該領域に於ては電解液
が停滞する。 本発明に於ては、電極の互に近接して隔置され
た非常に多数のオリフイスによつて電解液が均一
に分散されることにより、電解液の流量を非常に
小さい値にすることができる。このことにより間
隙よりの電解液の流速を非常に小さくすることが
でき、このこと及び電極及び加工片の配向によ
り、加工片の周りに電解液が流れることが阻止さ
れ、これにより加工片の加工されることが望まし
くない領域が加工されることが回避される。 前述の如く、本発明の電極は任意の表面より材
料を均一に除去することに関し有用なものであ
る。かくして一様な底面を有する盲穴が必要な場
合には、電極はその穴に対応する形状に形成さ
れ、加工片内に嵌込まれる。この場合には、種々
の理由から、粉末金属製の封止材を有する電極の
場合よりも高速度且高流量にて電解液を放出する
大きい内部通路を有する従来の電極を使用するこ
とが好ましい。かかる電極を使用して中央に小さ
い突起を有する盲穴が形成される。突起を除去し
穴の底面を平坦にすべく、実質的に所望の深さの
盲穴が形成されるとその盲穴の形成に使用された
第一の電極が除去される。次いで本発明による電
極が盲穴内に配置される。この第二の電極は第一
の電極と同様の形状又は非常に小さいが突起が存
在する領域を覆うに十分な大きさの形状を有す
る。次いで突起を除去し盲穴の底辺を平滑にすべ
く電解加工が行われる。かくして従来の電極を使
用して高生産性の利点が確保され、しかも従来可
能であつたよりも均一な形状のキヤビテイを得る
ことができる。 以上に於ては本発明を特定の実施例について詳
細に説明したが、本発明はかかる実施例に限定さ
れるものではなく、本発明の範囲内にて種々の実
施例が可能であることは当業者にとつて明らかで
あろう。
第1図は垂直上方へ面する多孔質金属製の封止
材を先端に有する電極を用いてタービンブレード
の先端が如何に電解加工されるかを示す解図であ
る。第2図はセラミツク粒子及び金属マトリツク
スよりなる複合材料を電解加工前の状態にて示す
斜視図である。第3図は電解加工によつてマトリ
ツクスの一部が除去されセラミツク粒子が均一に
露呈された状態にて第2図に示された複合材料を
示す斜視図である。第4図は電解加工が適正に行
われなかつた場合に発生する種々の欠陥を示す拡
大断面図である。第5図は第1図の線5−5によ
る部分縦断面図である。第6図は平坦な研削面よ
り深さ0.15mmのマトリツクスが除去された後に於
ける炭化ケイ素粒子とニツケル合金マトリツクス
とよりなる複合材料の表面を42倍にて示す解図で
ある。 10…ブレード、12…本体、13…側部、1
4…研磨材、16…表面、18…セラミツク粒
子、20…マトリツクス金属、26…電極、28
…作用面、30…本体、32…封止材、34,3
6…通路、40…縁部。
材を先端に有する電極を用いてタービンブレード
の先端が如何に電解加工されるかを示す解図であ
る。第2図はセラミツク粒子及び金属マトリツク
スよりなる複合材料を電解加工前の状態にて示す
斜視図である。第3図は電解加工によつてマトリ
ツクスの一部が除去されセラミツク粒子が均一に
露呈された状態にて第2図に示された複合材料を
示す斜視図である。第4図は電解加工が適正に行
われなかつた場合に発生する種々の欠陥を示す拡
大断面図である。第5図は第1図の線5−5によ
る部分縦断面図である。第6図は平坦な研削面よ
り深さ0.15mmのマトリツクスが除去された後に於
ける炭化ケイ素粒子とニツケル合金マトリツクス
とよりなる複合材料の表面を42倍にて示す解図で
ある。 10…ブレード、12…本体、13…側部、1
4…研磨材、16…表面、18…セラミツク粒
子、20…マトリツクス金属、26…電極、28
…作用面、30…本体、32…封止材、34,3
6…通路、40…縁部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 電解液の流れを許す導電性の多孔質部分を有
する電極を用い、電解液の電極内に於ける圧力降
下が電極と加工片の加工面の間の間隙に於ける圧
力降下よりも大きくなるように電極を加工片の下
方に配置し、電解液を前記多孔質部分の下方より
対向する加工面へ向けて上向きに流すことを特徴
とする電解加工法。 2 電解液を導く通路を有する導電性の本体と、
前記本体の上端部を覆う多孔質の導電性の封止材
とからなり、前記封止材は出口直径が400μ以下
の多数の貫通孔を有し、前記封止材の外表面に於
ける前記貫通孔の流路断面積は前記封止材の横断
面積の50%以下であり、電解液は前記通路より前
記封止材を通つて上向きに流出するよう構成され
ていることを特徴とする電極。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US517315 | 1983-07-26 | ||
US06/517,315 US4522692A (en) | 1983-07-26 | 1983-07-26 | Electrochemical machining a workpiece uniformly using a porous electrode |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6056823A JPS6056823A (ja) | 1985-04-02 |
JPH0547328B2 true JPH0547328B2 (ja) | 1993-07-16 |
Family
ID=24059299
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59156469A Granted JPS6056823A (ja) | 1983-07-26 | 1984-07-26 | 電解加工法及び電極 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4522692A (ja) |
EP (1) | EP0136962B1 (ja) |
JP (1) | JPS6056823A (ja) |
CA (1) | CA1252416A (ja) |
DE (2) | DE136962T1 (ja) |
IL (1) | IL72404A (ja) |
SG (1) | SG88588G (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US5026462A (en) * | 1990-03-06 | 1991-06-25 | Ail Corporation | Method and apparatus for electrochemical machining of spray holes in fuel injection nozzles |
US5688392A (en) * | 1995-09-07 | 1997-11-18 | Eltron Research, Inc. | Machining by electrical removal of materials utilizing dispersions of insoluble particles |
US6007694A (en) * | 1998-04-07 | 1999-12-28 | Phillips Plastics Corporation | Electrochemical machining |
US6110351A (en) * | 1998-10-15 | 2000-08-29 | University Of Hawaii | Method of electrochemical machining (ECM) of particulate metal-matrix composites (MMcs) |
US6106690A (en) * | 1998-12-07 | 2000-08-22 | Reynolds Tech Fabricators, Inc. | Electroplaner |
US6267868B1 (en) * | 1999-08-16 | 2001-07-31 | General Electric Company | Method and tool for electrochemical machining |
DE10128507B4 (de) * | 2001-06-14 | 2008-07-17 | Mtu Aero Engines Gmbh | Verwendung einer Vorrichtung zum chemischen oder elektrochemischen Bearbeiten von Bauteilen |
US6866769B2 (en) * | 2001-11-14 | 2005-03-15 | General Electric Company | Drive head and ECM method and tool for making same |
US7361300B2 (en) | 2003-08-12 | 2008-04-22 | Mott Corporation | Method of making extended area filter |
US20050035051A1 (en) * | 2003-08-12 | 2005-02-17 | Mott Metallurgical Corporation | Extended area filter |
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DE102004040217A1 (de) * | 2004-08-19 | 2006-03-02 | Mtu Aero Engines Gmbh | Elektrode zum elektrochemischen Senken |
DE102004040216B3 (de) | 2004-08-19 | 2005-12-08 | Mtu Aero Engines Gmbh | Elektrode und Verfahren zur elektrochemischen Bearbeitung eines Werkstücks |
US20060201823A1 (en) * | 2005-02-24 | 2006-09-14 | Zdeblick William J | Method and system of electrochemical machining |
DE102006022199B4 (de) * | 2006-05-12 | 2013-06-06 | Mtu Aero Engines Gmbh | Elektrode zum elektrochemischen Bohren eines Werkstücks |
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GB2449862B (en) * | 2007-06-05 | 2009-09-16 | Rolls Royce Plc | Method for producing abrasive tips for gas turbine blades |
GB0822703D0 (en) * | 2008-12-15 | 2009-01-21 | Rolls Royce Plc | A component having an abrasive layer and a method of applying an abrasive layer on a component |
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DE102015201080A1 (de) * | 2015-01-22 | 2016-07-28 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zum elektrochemischen Abtragen von Material von einem Werkstück |
ES2604830B1 (es) * | 2016-04-28 | 2017-12-18 | Drylyte, S.L. | Proceso para alisado y pulido de metales por transporte iónico mediante cuerpos sólidos libres, y cuerpos sólidos para llevar a cabo dicho proceso. |
US10556280B2 (en) | 2018-02-23 | 2020-02-11 | General Electric Company | Methods and systems for electrochemical machining |
US10954803B2 (en) * | 2019-01-17 | 2021-03-23 | Rolls-Royce Corporation | Abrasive coating for high temperature mechanical systems |
WO2021242457A2 (en) * | 2020-04-24 | 2021-12-02 | Voxel Innovations, Inc. | Methods, systems, and apparatuses for performing electrochemical machining using discretized electrolyte flow |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DD91184A (ja) * | ||||
BE566822A (ja) * | 1957-04-19 | |||
US3058895A (en) * | 1958-11-10 | 1962-10-16 | Anocut Eng Co | Electrolytic shaping |
US3498904A (en) * | 1958-11-10 | 1970-03-03 | Anocut Eng Co | Electrode for electrolytic shaping |
US3276988A (en) * | 1959-10-06 | 1966-10-04 | Anocut Eng Co | Electrolytic removal of work material |
US3041265A (en) * | 1961-01-13 | 1962-06-26 | Anocut Eng Co | Electrode for electrolytic hole sinking |
US3257300A (en) * | 1961-02-20 | 1966-06-21 | Anocut Eng Co | Method for electrolytically forming tapered or contoured cavities |
GB1012161A (en) * | 1961-03-08 | 1965-12-08 | Ass Eng Ltd | Improvements in or relating to electrochemical machining |
US3399125A (en) * | 1964-01-28 | 1968-08-27 | Hitachi Ltd | Electrochemical machining in a pressurized chamber substantially without the formation of gas bubbles |
US3723268A (en) * | 1967-12-21 | 1973-03-27 | Prod Eng Res Ass | Electrochemical machining |
FR1583942A (ja) * | 1968-07-03 | 1969-12-05 | ||
US3990959A (en) * | 1970-04-25 | 1976-11-09 | The Secretary Of State For Defence In Her Britannic Majesty's Government Of The United Kingdom Of Great Britain And Northern Ireland | Process for electro-chemical machining |
DE2313167A1 (de) * | 1973-03-13 | 1974-09-26 | Walling Joerg Hein Dipl Ing | Aus pulverfoermigen materialien vorgeformte elektrode fuer elektroentladebearbeitung (elektrochemische erosion), bzw. funkenerosion |
US4227703A (en) * | 1978-11-27 | 1980-10-14 | General Electric Company | Gas seal with tip of abrasive particles |
SU806339A1 (ru) * | 1979-05-28 | 1981-02-23 | Институт Прикладной Физики Анмолдавской Ccp | Электрод-инструмент дл размернойэлЕКТРОХиМичЕСКОй ОбРАбОТКи |
-
1983
- 1983-07-26 US US06/517,315 patent/US4522692A/en not_active Expired - Lifetime
-
1984
- 1984-07-13 IL IL72404A patent/IL72404A/xx unknown
- 1984-07-16 CA CA000458955A patent/CA1252416A/en not_active Expired
- 1984-07-24 EP EP84630108A patent/EP0136962B1/en not_active Expired
- 1984-07-24 DE DE198484630108T patent/DE136962T1/de active Pending
- 1984-07-24 DE DE8484630108T patent/DE3474643D1/de not_active Expired
- 1984-07-26 JP JP59156469A patent/JPS6056823A/ja active Granted
-
1988
- 1988-12-27 SG SG885/88A patent/SG88588G/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPS6056823A (ja) | 1985-04-02 |
IL72404A (en) | 1987-12-20 |
US4522692A (en) | 1985-06-11 |
EP0136962B1 (en) | 1988-10-19 |
DE136962T1 (de) | 1985-09-12 |
EP0136962A1 (en) | 1985-04-10 |
DE3474643D1 (en) | 1988-11-24 |
IL72404A0 (en) | 1984-11-30 |
CA1252416A (en) | 1989-04-11 |
SG88588G (en) | 1989-06-16 |
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