JPH11320272A - 放電表面処理方法およびその方法により形成される被処理体 - Google Patents

放電表面処理方法およびその方法により形成される被処理体

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JPH11320272A JP13031798A JP13031798A JPH11320272A JP H11320272 A JPH11320272 A JP H11320272A JP 13031798 A JP13031798 A JP 13031798A JP 13031798 A JP13031798 A JP 13031798A JP H11320272 A JPH11320272 A JP H11320272A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、機械摺動面に潤滑の行いやすさを
考慮した硬質の被膜を形成する。 【解決手段】 金属粉末あるいは金属の化合物の粉末、
あるいは、セラミックスの粉末を圧縮成形した圧粉体電
極、もしくは、金属電極を電極として、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、
ワーク表面に電極材料あるいは電極材料が放電エネルギ
により反応した物質からなる硬質被膜を形成する放電表
面処理方法において、前記ワーク表面を放電痕による被
膜を形成した後に研磨し、表面に穴を持った被膜を形成
することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属粉末あるいは
金属の化合物の粉末、あるいは、セラミックスの粉末を
圧縮成形した圧粉体電極を電極として、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、
ワーク表面に電極材料あるいは電極材料が放電エネルギ
により反応した物質からなる硬質被膜を形成する放電表
面処理方法およびこの方法を実施することによりワーク
表面を放電痕による被膜を形成した後に研磨して形成さ
れる、表面に穴を有する被処理体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】液中放電によって金属材料の表面をコー
ティングして、耐食性、耐磨耗性を与える技術は既に特
許出願され公知となっている。その技術の骨子は次のと
おりである。WCとCoの粉末を混合して圧縮成形した
電極で液中放電を行うことにより電極材料をワークに堆
積させる。この後、別の電極(例えば、銅電極、グラフ
ァイト電極)によって、再溶融放電加工を行って、より
高い硬度と高い密着力を得る方法である。
【0003】以下、従来技術について説明する。WC−
Co(タングステンカーバイド−コバルト)の混合圧粉
体電極を用いて、被処理材料(母材S50C)に液中で
放電加工を行いWC−Coを堆積させる(1次加工)。
次いで銅電極のようなそれほど消耗しない電極によって
再溶融加工(2次加工)を行う。1次加工の堆積のまま
では、組織は硬度もHv=1410程度であり、また空
洞も多かったが、2次加工の再溶融加工によって被覆層
の空洞が無くなり、硬度もHv=1750と向上してい
る。
【0004】この方法は鋼材に対しては硬くしかも密着
度のよい被覆層が得られる。しかしながら、超硬合金の
ような焼結材料の表面には強固な密着力を持った被覆層
を形成することは困難である。
【0005】しかし、我々の研究によると、Ti等の硬
質炭化物を形成する材料を電極として、被処理材料であ
る金属材料との間に放電を発生させると、再溶融の過程
なしに強固な硬質膜を被処理材料である金属表面に形成
できることがわかった。これは、放電により消耗した電
極材料と加工液中の成分であるC炭素が反応してTiC
が生成することによる。また、さらに、TiH2(水素
化チタン)など、金属の水素化物の圧粉体電極により、
被処理材料である金属材料との間に放電を発生させる
と、Ti等の材料を使用する場合よりも、速く、密着性
よく、硬質膜を形成することができることがわかった。
さらに、TiH2(水素化チタン)等の水素化物に他の
金属やセラミックスを混合した圧粉体電極により、被処
理材料である金属材料との間に放電を発生させると硬
度、耐磨耗性等様々な性質をもった硬質皮膜を素早く形
成することができることがわっている。この方法につい
ては、図5に要部を示す特開平9−192937公報に
開示されている。
【0006】一方、従来の機械摺動面の強度を上げる方
法として、図6に示すように超硬を埋め込むなどの方法
が取られていた。これは例えば、工作機械の駆動部分、
機械部品などが上げられる。しかし、この方法は加工が
困難である上、値段も高く用途が限定されているのが実
状である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来の表面処理では、
機械部品などの摺動面に対して潤滑まで考慮した被膜を
形成するのは困難であった。そこで、本発明は、機械摺
動面に潤滑の行いやすさを考慮した硬質の被膜を形成す
ることを課題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1にかかる放電表
面処理方法は、金属粉末あるいは金属の化合物の粉末、
あるいは、セラミックスの粉末を圧縮成形した圧粉体電
極、もしくは、金属電極を電極として、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、
ワーク表面に電極材料あるいは電極材料が放電エネルギ
により反応した物質からなる硬質被膜を形成する放電表
面処理方法において、前記ワーク表面を放電痕による被
膜を形成した後に研磨し、表面に穴を持った被膜を形成
することを特徴とするものである。
【0009】請求項2にかかる被処理体は、請求項1の
方法により形成される被処理体であって、ワーク表面を
放電痕による被膜を形成した後に研磨して形成される、
表面に穴を有するものである。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図を用いて説明する。
【0011】実施の形態1.図1、図2、図3は本発明
の第一の実施の形態の放電表面処理方法の概念を説明す
る図である。図において、21は被膜、22は母材であ
る。また、31は被膜、32は潤滑油である。
【0012】図1は放電表面処理により形成した被膜の
電子顕微鏡写真である。倍率は300倍である。放電表
面処理により形成した被膜であり、鱗状に形成された被
膜であることがわかる。TiC(チタンカーバイド)系
の被膜が形成されており、硬さはマイクロビッカース硬
さで2500から3000程度の極めて硬い被膜であ
る。被膜材質によっては、これより軟らかい被膜とする
ことも可能である。例えば、WC(タングステンカーバ
イド)系の被膜であれば、マイクロビッカース硬さで1
500程度の硬さになる。この面は面粗さで約5μmR
y程度であり、切削工具や金型などの用途にはこのまま
使用できるが、機械部品などの摺動部分には使用できな
い。一方この面を観察すると無数の細かい穴が空いてい
ることがわかる。この原因は2つあり、1つは、放電表
面処理の際の熱により材料中の気体が排出されるためで
あり、他の1つは、放電表面処理被膜が放電痕により形
成される鱗状の被膜であるため、放電痕の重なった部分
に窪みができるためである。この穴、特に後者の穴を積
極的に利用して機械摺動面に利用するのが本実施例のね
らいである。
【0013】図2は本実施例により形成された表面処理
被膜の断面を示している。(a)は放電表面処理により
被膜を形成した直後の様子である。図では母材と被膜に
境界があるが、実際には被膜は母材から傾斜的に遷移し
ている。(a)放電表面処理面の表面の穴を残すように
研磨した様子がの表面を(b)に示す。
【0014】図3に本処理面を機械摺動面に使用する場
合の様子を示す。放電表面処理によりできた表面の穴が
潤滑油溜の役割を果たし、潤滑性能が向上する。
【0015】図4に潤滑性能が向上した例を示す。従来
の機械摺動面と本発明による機械摺動面で焼付きを防止
するために必要な潤滑油の使用量を比較した結果であ
る。この結果から、従来の約半分の潤滑油量で潤滑効果
を維持できることがわかる。
【0016】
【発明の効果】第1の発明に係わる放電表面処理方法に
よれば、機械部品の摺動面に潤滑性能のよい硬質被膜が
形成できる。
【0017】また、第2の発明に係わる被処理体は、機
械摺動面に摘要することにより強度があり、潤滑性能を
向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明により形成した皮膜の電子顕微鏡写真
図である。
【図2】 本発明の一実施例を示す説明図である。
【図3】 本発明の一実施例を示す説明図である。
【図4】 本発明の一実施例を示す説明図である。
【図5】 従来例を示す説明図である。
【図6】 従来例を示す説明図である。
【符号の説明】
21 被膜、22 母材、31 被膜、32 潤滑油。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属粉末あるいは金属の化合物の粉末、
    あるいは、セラミックスの粉末を圧縮成形した圧粉体電
    極、もしくは、金属電極を電極として、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、
    ワーク表面に電極材料あるいは電極材料が放電エネルギ
    により反応した物質からなる硬質被膜を形成する放電表
    面処理方法において、 前記ワーク表面を放電痕による被膜を形成した後に研磨
    し、表面に穴を持った被膜を形成することを特徴とする
    放電表面処理方法。
  2. 【請求項2】 請求項1の方法により形成される被処理
    体であって、ワーク表面を放電痕による被膜を形成した
    後に研磨して形成される、表面に穴を有する被処理体。
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