JPH0577114A - 導電性セラミツクスの加工方法 - Google Patents
導電性セラミツクスの加工方法Info
- Publication number
- JPH0577114A JPH0577114A JP26885591A JP26885591A JPH0577114A JP H0577114 A JPH0577114 A JP H0577114A JP 26885591 A JP26885591 A JP 26885591A JP 26885591 A JP26885591 A JP 26885591A JP H0577114 A JPH0577114 A JP H0577114A
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- Japan
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- electric discharge
- conductive ceramics
- discharge machining
- machining
- ceramics
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- Pending
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- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 複雑な形状に放電加工された導電性セラミッ
クスの耐破壊強度を放電加工前の強度に回復する。 【構成】 導電性セラミックスを加工液体中における間
欠放電で放電加工する一次工程と、この一次工程を施し
た導電性セラミックスを所要温度の腐食液に浸し又は電
気分解によって溶解し得る電解液中にて電解溶出を行
い、上記一次工程で生じた加工面を所要の深さまで腐食
又は電解溶出させる二次工程とを有することにより、放
電加工に伴って生じた数十μｍ以下の微細なクラックを
有する加工変質層を腐食又は電解溶出によって除去す
る。
クスの耐破壊強度を放電加工前の強度に回復する。 【構成】 導電性セラミックスを加工液体中における間
欠放電で放電加工する一次工程と、この一次工程を施し
た導電性セラミックスを所要温度の腐食液に浸し又は電
気分解によって溶解し得る電解液中にて電解溶出を行
い、上記一次工程で生じた加工面を所要の深さまで腐食
又は電解溶出させる二次工程とを有することにより、放
電加工に伴って生じた数十μｍ以下の微細なクラックを
有する加工変質層を腐食又は電解溶出によって除去す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、導電性セラミックスの
加工方法に係り、特に放電加工後における導電性セラミ
ックスの耐破壊強度を放電加工前の強度に回復させる導
電性セラミックスの加工方法に関する。
加工方法に係り、特に放電加工後における導電性セラミ
ックスの耐破壊強度を放電加工前の強度に回復させる導
電性セラミックスの加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】導電性セラミックスを複雑な形状に加工
する方法としては、放電加工が極めて有望である。しか
し、放電加工で加工された導電性セラミックスは、耐破
壊強度の低下が３０〜６０％と著しい欠点がある。従
来、上記欠点を解消するため、放電加工によって生じた
導電性セラミックスの加工面を所要の深さまで研削加工
し、クラックを有する加工変質層を除去して耐破壊強度
を加工前のそれに回復する導電性セラミックスの加工方
法が知られている。
する方法としては、放電加工が極めて有望である。しか
し、放電加工で加工された導電性セラミックスは、耐破
壊強度の低下が３０〜６０％と著しい欠点がある。従
来、上記欠点を解消するため、放電加工によって生じた
導電性セラミックスの加工面を所要の深さまで研削加工
し、クラックを有する加工変質層を除去して耐破壊強度
を加工前のそれに回復する導電性セラミックスの加工方
法が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の導電性セラミックスの加工方法においては、放電加
工によって複雑な形状に加工された導電性セラミックス
の細部に及んで研削加工を施すことができず、耐破壊強
度の回復を図ることが困難となっている。そこで、本発
明は、複雑な形状に放電加工された導電性セラミックス
の耐破壊強度を放電加工前の強度に回復し得る導電性セ
ラミックスの加工方法の提供を目的とする。
来の導電性セラミックスの加工方法においては、放電加
工によって複雑な形状に加工された導電性セラミックス
の細部に及んで研削加工を施すことができず、耐破壊強
度の回復を図ることが困難となっている。そこで、本発
明は、複雑な形状に放電加工された導電性セラミックス
の耐破壊強度を放電加工前の強度に回復し得る導電性セ
ラミックスの加工方法の提供を目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明の導電性セラミックスの加工方法は、導電性
セラミックスを加工液体中における間欠放電で放電加工
する一次工程と、この一次工程を施した導電性セラミッ
クスを所要温度の腐食液に浸し又は電気分解によって溶
解し得る電解液中にて電解溶出を行い、上記一次工程で
生じた加工面を所要の深さまで腐食又は電解溶出させる
方法である。
め、本発明の導電性セラミックスの加工方法は、導電性
セラミックスを加工液体中における間欠放電で放電加工
する一次工程と、この一次工程を施した導電性セラミッ
クスを所要温度の腐食液に浸し又は電気分解によって溶
解し得る電解液中にて電解溶出を行い、上記一次工程で
生じた加工面を所要の深さまで腐食又は電解溶出させる
方法である。
【０００５】
【作用】上記手段においては、放電加工に伴って生じた
数十μｍ以下の微細なクラックを有する加工変質層が腐
食又は電解溶出によって除去される。導電性セラミック
スとしては、ＴｉＣ，ＺｒＣ，反応焼結ＳｉＣ若しくは
ＳｉＣ，ＴｉＢ2 ，ＺｒＢ2 ，ＴｉＮ，ＺｒＮ等があげ
られる。間欠放電は、最大放電電流が１〜１００Ａ、デ
ューティ・ファクターが５０％以上、放電時間が５０μ
ｓｅｃ以下で１〜２００ｋＨｚによって行われる。
数十μｍ以下の微細なクラックを有する加工変質層が腐
食又は電解溶出によって除去される。導電性セラミック
スとしては、ＴｉＣ，ＺｒＣ，反応焼結ＳｉＣ若しくは
ＳｉＣ，ＴｉＢ2 ，ＺｒＢ2 ，ＴｉＮ，ＺｒＮ等があげ
られる。間欠放電は、最大放電電流が１〜１００Ａ、デ
ューティ・ファクターが５０％以上、放電時間が５０μ
ｓｅｃ以下で１〜２００ｋＨｚによって行われる。
【０００６】腐食液としては、硝酸、弗酸、塩酸、硫
酸、蟻酸、燐酸、氷酢酸、硫酸銅、苛性ソーダ、水酸化
カリウム、炭酸カリウム、グリセリン等のうちの１種
類、又は２種類以上の混合物を主成分、副成分として含
有するものが用いられる。腐食液の温度は、導電性セラ
ミックスの種類によっても異なるが、一般には２０〜６
０℃が好ましい。２０℃未満であると化学反応が著しく
遅くなり、除去速度が遅くなる一方、６０℃を超えると
化学反応が激しく起こり、表面が荒れるなどして好まし
くない表面となる。又、温度は、一定に保持する場合に
限らず、腐食の始めと終りとでは温度が異なるように可
変制御してもよく、その制御には、氷等の冷熱源を投入
したり、あるいは冷却装置を用いたり、又は加熱装置を
用いたりする。電解液としては、硝酸ソーダ水溶液（２
５重量％）等が用いられる。
酸、蟻酸、燐酸、氷酢酸、硫酸銅、苛性ソーダ、水酸化
カリウム、炭酸カリウム、グリセリン等のうちの１種
類、又は２種類以上の混合物を主成分、副成分として含
有するものが用いられる。腐食液の温度は、導電性セラ
ミックスの種類によっても異なるが、一般には２０〜６
０℃が好ましい。２０℃未満であると化学反応が著しく
遅くなり、除去速度が遅くなる一方、６０℃を超えると
化学反応が激しく起こり、表面が荒れるなどして好まし
くない表面となる。又、温度は、一定に保持する場合に
限らず、腐食の始めと終りとでは温度が異なるように可
変制御してもよく、その制御には、氷等の冷熱源を投入
したり、あるいは冷却装置を用いたり、又は加熱装置を
用いたりする。電解液としては、硝酸ソーダ水溶液（２
５重量％）等が用いられる。
【０００７】加工面を腐食又は電解溶出させる所要の深
さは、クラックの先端までとする。この腐食に際して
は、放電加工される導電性セラミックスの数量が少ない
場合は、クラックの幅の一番広いものがクラックの一番
深いものを代表するものであり、その代表的なものに着
目し、それが消え去るまで観察しながら行う。
さは、クラックの先端までとする。この腐食に際して
は、放電加工される導電性セラミックスの数量が少ない
場合は、クラックの幅の一番広いものがクラックの一番
深いものを代表するものであり、その代表的なものに着
目し、それが消え去るまで観察しながら行う。
【０００８】放電加工される導電性セラミックスの数量
が多い場合は、放電加工における電気条件により、クラ
ックの深さを予め予測し、その予測深さまで腐食又は電
解溶出する。又、クラックの深さを超音波探傷器や超音
波顕微鏡等で測定し、その測定深さまで所要の速度で腐
食、又は電解溶出する。更に、加工面以外の腐食又は電
解溶出の不要な箇所は、腐食液又は電解液に化学的に侵
かされない塗料等を塗布して保護する。更に又、放電加
工に用いる加工液体は、加工の進行に応じて放電部を洗
い流すように流動させてもよい。
が多い場合は、放電加工における電気条件により、クラ
ックの深さを予め予測し、その予測深さまで腐食又は電
解溶出する。又、クラックの深さを超音波探傷器や超音
波顕微鏡等で測定し、その測定深さまで所要の速度で腐
食、又は電解溶出する。更に、加工面以外の腐食又は電
解溶出の不要な箇所は、腐食液又は電解液に化学的に侵
かされない塗料等を塗布して保護する。更に又、放電加
工に用いる加工液体は、加工の進行に応じて放電部を洗
い流すように流動させてもよい。
【０００９】
【実施例】次に、本発明の実施例を詳細に説明する。 実施例１ ＴｉＢ2 をベースとした導電性セラミックス（かさ密度
４．０５ｇ／ｃｍ3 、ビッカース硬度３０ＧＰａ）を、
ワイヤカット放電加工機（三菱電機（株）製、ＤＷＣ９
０ＳＢ）で適当な大きさに切り出し、研削盤（（株）マ
ルトー製、セラミクロンＭＸ−８３３）等で４面を研磨
し、ＪＩＳ規格の曲げ試験片を複数個得た。
４．０５ｇ／ｃｍ3 、ビッカース硬度３０ＧＰａ）を、
ワイヤカット放電加工機（三菱電機（株）製、ＤＷＣ９
０ＳＢ）で適当な大きさに切り出し、研削盤（（株）マ
ルトー製、セラミクロンＭＸ−８３３）等で４面を研磨
し、ＪＩＳ規格の曲げ試験片を複数個得た。
【００１０】各試験片の曲げ強度は、図１において折れ
線Ａで示すようになり、４点曲げ試験の平均実測値で５
７０ＭＰａ、ワイブル係数６．１ｍであった。そして、
各試験片の引っ張り側の面に型彫放電加工機（三菱電機
（株）製、Ｍ３５ＫＣ７−Ｇ７０，ＤＫ２８０ＮＣ）で
灯油中において型彫放電加工（最高放電電流Ｉp ；１０
Ａ、放電時間τp ；３２μｓｅｃ、デューティ・ファク
ターＤ；５０％）を施したところ、加工面にはアーク痕
の発生が見られると共に、曲げ強度が図１において折れ
線Ｄで示すようになり、強度低下が５５％程度となっ
た。
線Ａで示すようになり、４点曲げ試験の平均実測値で５
７０ＭＰａ、ワイブル係数６．１ｍであった。そして、
各試験片の引っ張り側の面に型彫放電加工機（三菱電機
（株）製、Ｍ３５ＫＣ７−Ｇ７０，ＤＫ２８０ＮＣ）で
灯油中において型彫放電加工（最高放電電流Ｉp ；１０
Ａ、放電時間τp ；３２μｓｅｃ、デューティ・ファク
ターＤ；５０％）を施したところ、加工面にはアーク痕
の発生が見られると共に、曲げ強度が図１において折れ
線Ｄで示すようになり、強度低下が５５％程度となっ
た。
【００１１】このアーク痕の発生理由は、導電性セラミ
ックスは熱伝導率（λ）が低く昇華温度（θ）が高いた
め、λ／θが小さくなって放電点が冷却されにくく、か
つデューティ・ファクターが高くて放電の集中を起こし
易くなる（限界デューティ・ファクターが小さい。）か
らである。
ックスは熱伝導率（λ）が低く昇華温度（θ）が高いた
め、λ／θが小さくなって放電点が冷却されにくく、か
つデューティ・ファクターが高くて放電の集中を起こし
易くなる（限界デューティ・ファクターが小さい。）か
らである。
【００１２】次いで、各試験片の加工面以外に化学的に
安定な塗料を塗布した後、６０℃（好ましくは３０℃）
の温度の濃硝酸液（濃度６０〜６２％、比重１．３８）
中に３分間浸漬して取り出したところ、５μｍの深さま
で腐食されたがアーク痕は消滅せず、それぞれの曲げ強
度は、図１において折れ線Ｃで示すようになり、強度の
向上は余り見られなかった。
安定な塗料を塗布した後、６０℃（好ましくは３０℃）
の温度の濃硝酸液（濃度６０〜６２％、比重１．３８）
中に３分間浸漬して取り出したところ、５μｍの深さま
で腐食されたがアーク痕は消滅せず、それぞれの曲げ強
度は、図１において折れ線Ｃで示すようになり、強度の
向上は余り見られなかった。
【００１３】そこで、各試験片の加工面以外に同様の塗
料を塗布した後、アーク痕が消滅するまで同様の温度と
濃度の濃硝酸液中に浸漬したところ、所要時間は３０分
で、５０μｍの深さまで腐食され、それぞれの曲げ強度
は、図１において折れ線Ｂで示すようになり、型彫放電
加工を施す前の母材強度に近づき、十分な強度回復が見
られた。これは、型彫放電加工によって著しい強度低下
を引き起こす要因と考えられる深いクラックが腐食によ
り除去されたためと考える。
料を塗布した後、アーク痕が消滅するまで同様の温度と
濃度の濃硝酸液中に浸漬したところ、所要時間は３０分
で、５０μｍの深さまで腐食され、それぞれの曲げ強度
は、図１において折れ線Ｂで示すようになり、型彫放電
加工を施す前の母材強度に近づき、十分な強度回復が見
られた。これは、型彫放電加工によって著しい強度低下
を引き起こす要因と考えられる深いクラックが腐食によ
り除去されたためと考える。
【００１４】実施例２ 実施例１と同様の試験片を使用し、かつ引っ張り側の面
に同様の型彫放電加工機を用いて型彫放電加工を同様に
施した後、放電面を硝酸ソーダ水溶液（２５重量％）中
に浸漬し、あるいは放電面に硝酸ソーダ水溶液を電極よ
り噴流させて、電流密度５Ａ／ｃｍ2 で直流電流を２分
間通電した。
に同様の型彫放電加工機を用いて型彫放電加工を同様に
施した後、放電面を硝酸ソーダ水溶液（２５重量％）中
に浸漬し、あるいは放電面に硝酸ソーダ水溶液を電極よ
り噴流させて、電流密度５Ａ／ｃｍ2 で直流電流を２分
間通電した。
【００１５】又、同電流密度でパルス電流を同時間通電
したところ、腐食液に浸した場合と同様の結果が得られ
た。これは、電解溶出により、深いクラックが除去され
たためと考える。ここで、直流電流による電解加工より
も、パルス電流による電解加工の方が表面粗さを小さく
加工できるから、仕上加工は、パルス電流によって行う
ことが好ましい。
したところ、腐食液に浸した場合と同様の結果が得られ
た。これは、電解溶出により、深いクラックが除去され
たためと考える。ここで、直流電流による電解加工より
も、パルス電流による電解加工の方が表面粗さを小さく
加工できるから、仕上加工は、パルス電流によって行う
ことが好ましい。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように本発明の導電性セラ
ミックスの加工方法によれば、放電加工に伴って生じた
数十μｍ以下の微細なクラックを有する加工変質層が腐
食又は電解溶出によって除去されるので、従来のように
複雑な形状の細部に及んで加工を施すことができないと
いうようなことはなく、導電性セラミックスの加工面に
は、脆性破壊の原因であるクラックの存在が低減され、
複雑な形状に放電加工された導電性セラミックスの耐破
壊強度を放電加工前の強度に回復することができる。
ミックスの加工方法によれば、放電加工に伴って生じた
数十μｍ以下の微細なクラックを有する加工変質層が腐
食又は電解溶出によって除去されるので、従来のように
複雑な形状の細部に及んで加工を施すことができないと
いうようなことはなく、導電性セラミックスの加工面に
は、脆性破壊の原因であるクラックの存在が低減され、
複雑な形状に放電加工された導電性セラミックスの耐破
壊強度を放電加工前の強度に回復することができる。
【図１】本発明の一実施例の導電性セラミックスの加工
方法の腐食液を用いた場合の各工程における曲げ強度を
示す説明図である。
方法の腐食液を用いた場合の各工程における曲げ強度を
示す説明図である。
Ａ 母材 Ｂ エッチング３０分後 Ｃ エッチング３分後 Ｄ 放電加工後
フロントページの続き (72)発明者 毛利 尚武 愛知県名古屋市天白区天白町島田黒石3837 番地の３ (72)発明者 長谷川 満雅 愛知県刈谷市小垣江町南藤１番地 東芝セ ラミツクス株式会社刈谷製造所内
Claims (1)
- 【請求項１】 導電性セラミックスを加工液体中におけ
る間欠放電で放電加工する一次工程と、この一次工程を
施した導電性セラミックスを所要温度の腐食液に浸し又
は電気分解によって溶解し得る電解液中にて電解溶出を
行い、上記一次工程で生じた加工面を所要の深さまで腐
食又は電解溶出させる二次工程とを有することを特徴と
する導電性セラミックスの加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26885591A JPH0577114A (ja) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | 導電性セラミツクスの加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26885591A JPH0577114A (ja) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | 導電性セラミツクスの加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0577114A true JPH0577114A (ja) | 1993-03-30 |
Family
ID=17464205
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26885591A Pending JPH0577114A (ja) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | 導電性セラミツクスの加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0577114A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017076024A (ja) * | 2015-10-14 | 2017-04-20 | 日本特殊陶業株式会社 | ペリクル枠およびペリクル枠の製造方法 |
| JP2017161749A (ja) * | 2016-03-10 | 2017-09-14 | 日本特殊陶業株式会社 | ペリクル枠およびペリクル枠の製造方法 |
| EP3805435A1 (en) * | 2019-10-08 | 2021-04-14 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Electrochemical etching |
-
1991
- 1991-09-20 JP JP26885591A patent/JPH0577114A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017076024A (ja) * | 2015-10-14 | 2017-04-20 | 日本特殊陶業株式会社 | ペリクル枠およびペリクル枠の製造方法 |
| JP2017161749A (ja) * | 2016-03-10 | 2017-09-14 | 日本特殊陶業株式会社 | ペリクル枠およびペリクル枠の製造方法 |
| EP3805435A1 (en) * | 2019-10-08 | 2021-04-14 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Electrochemical etching |
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