KR100411453B1 - 방전표면처리방법 및 방전표면처리용 방전전극 - Google Patents

Abstract

금속분말 또는 금속의 화합물의 분말 또는 세라믹스의 분말을 압축성형한 압분체전극 또는 금속전극을 방전전극으로 해서 가공액중에서 소정의 방전갭을 두고 대향하는 방전전극과 워크의 사이에 펄스상의 방전을 발생시켜, 그 방전에너지에 의해 워크표면에 전극재료 또는 그의 반응물질로 된 경질피막을 형성하는 방전표면처리방법에서 방전전극으로써 원통형상의 방전전극을 사용한다.

Description

방전표면처리방법 및 방전표면처리용 방전전극{DISCHARGE SURFACE TREATING METHOD AND DISCHARGE ELECTRODE FOR DISCHARGE SURFACE TREATMENT}

금속분말 또는 금속의 화합물의 분말 또는 세라믹스의 분말을 압축성형한 압분체전극, 또는 금속전극을 방전전극으로서 가공액중에서 소정의 방전갭을 두고 대향하는 방전전극과 워크간에 펄스상의 방전을 발생시키며, 그 방전에너지에 의해 워크표면에 전극재료 또는 그의 반응물질로 되는 경질피막을 형성하는 방전표면처리방법은 일본국 공개특허공보(특개평 8-300227호, 특개평 9-19829호, 특개평 9-192937호)에 의해 공지되어 있다.

종래의 방전표면처리방법에서는 총형전극을 사용하지 않고, 환봉 등으로 제작하기 쉽고, 단순형상의 속이 채워진 방전전극을 사용하고, 방전전극을 워크에 대해 주사하면서 처리를 하는 방법에 취해지고 있다.

그러나, 환봉의 방전전극에 의해 처리를 하면 도 4(a)에 표시되어 있는 바와 같이 주사방향의 전극면길이 L이 전극중심부분에서는 길고, 측방으로 갈수록 짧아지므로 방전전극이 통과할 때에 중심부분이 통과하는 영역은 방전전극과 대향하는 시간이 길고, 측단부분이 통과하는 영역은 방전전극과 대향하는 시간이 짧아지므로 도 4(b)에 표시된 바와 같이 전극면길이 L이 긴, 전극중심부분이 통과하는 영역에서는 피막두께가 두껍고, 전극면길이 L이 짧은 전극측부분이 통과하는 영역에서는 피막두께가 얇아지며, 1회의 전극패스에서는 피막두께에 흐트러짐이 있는 기복이 있는 형상의 피막 C가 생기고, 균일한 두께의 피막면을 형성할 수가 있다.

직선부분에 대해 피막을 형성하는 경우에는 단면형상이 사각형상의 각주의 방전전극을 사용하면 되나, 각주의 방전전극을 사용하면 방전전극의 주사방향이 변한 경우에는 스프링가공같이 방전전극의 방향을 회전시킨다는 귀찮은 작업이 필요하게 된다.

또, 환봉의 방전전극에서는 금형 등의 에지부분에 처리를 하는 경우에는 처리가 진행함에 따라 전극단면이 소모되고, 도 5에 표시된 바와 같이 전극단면 A에 의해 워크 W의 에지부분 e를 둘러싸게 되므로 에지부분 e에 방전이 집중되고, 에지의 각부가 둥굴게 되는 에지끝이 생기게 된다.

이를 해결하기 위해서는 방전전극을 자신의 중심축선주위에 회전시키는 방법이 있으나, 방전전극을 회전시켜도 방전전극이 통과하는 위치에 의해 피막두께에 불균일한 곳이 생긴다는 문제는 해소되지 않는다.

또, 전극선단을 워크에 가볍게 접촉시켜서 방전에너지에 의해 전극재를 미소량씩 전이용착피복하는 방전피복가공법에서는 일본국 공개특허공보(특개평 8-53777호, 특개평 1-139774호)공보에 표시된 바와 같이 중공파이프 전극을 사용하게 되어 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해소하기 위해 된 것으로 액중갭방전에 의한 방전표면처리방법에서 균일두께의 피막을 형성할 수 있고, 또 에지의 흘러내림이 생기는 일없이 피막을 형성할 수 있는 방전표면처리방법 및 그 방전표면처리방법의 실시에 사용되는 방전표면처리용 방전전극을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명은 방전표면처리방법 및 방전표면처리용 방전전극에 관한 것이며, 특히 액중갭방전에 의한 방전표면처리방법 및 방전표면처리용 방전전극에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 방전표면처리방법의 실시에 사용되는 방전가공장치의 구성도.

도 2 (a),(b)는 본 발명에 의한 방전표면처리용 방전전극의 종단면도 및 단면도.

도 2(c)는 본 발명에 의한 방전표면처리방법에 의해 형성되는 피막단면을 모식적으로 표시하는 단면도.

도 3은 본 발명에 의한 방전표면처리방법의 실시요령을 표시하는 설명도.

도 4(a)는 종래의 방전전극의 종단면도.

도 4(b)는 종래의 방전표면처리방법에 의해 형성되는 피막단면을 모식적으로 표시하는 단면도.

도 5는 종래의 방전표면처리방법에서의 에지처리상태를 표시하는 설명도.

(발명의 개시)

본 발명은 금속분말 또는 금속의 화합물의 분말 또는 세라믹스의 분말을 압축성형한 압분체전극, 또는 금속전극을 방전전극으로 해서 가공액중에서 소정의 방전갭을 두고 대향하는 방전전극과 워크사이에 펄스상의 방전을 발생시키며, 그 방전에너지에 의해 워크표면에 전극재료 또는 그의 반응물질로 되는 경질피막을 형성하는 방전표면처리방법에서 중공원통형상의 방전전극을 사용해서 방전전극과 워크사이에 펄스상의 방전을 발생시키고, 방전전극의 중심축을 중심으로 해서 방전전극을 회전시켜서 워크표면에 경질피막을 형성하는 방전표면처리방법을 제공할 수가 있다.

따라서, 주사방향의 전극면길이가 전극중심부분과 전극측단부분에서 거의 같아지고, 전극중심부분과 전극측단부분에서 거의 같은 두께의 피막이 생기며, 균일한 두께의 피막면을 형성할 수가 있다. 또, 이 방전전극을 원통형상으로 4각형과 같이 주사방향(이송방향)에 대해 방향성을 갖지 않으므로 방전전극의 주사방향이 변해도 방전전극의 방향을 회전시킬 필요가 있다.

또, 본 발명은 금속분말 또는 금속의 화합물의 분말 또는 세라믹스의 분말을 압축성형한 압분체전극, 또는 금속전극을 방전전극으로서 가공액중에서 소정의 방전갭을 두고 대향하고 있는 방전전극과 워크사이에 펄스상의 방전을 발생시키며, 그 방전에너지에 의해 워크표면에 전극재료 또는 그 반응물질로 되는 경질피막을 형성하는 방전표면처리에서 사용하는 방전전극으로서 중공원통형상을 이루고, 방전전극의 중심축을 중심으로 해서 회전가능한 방전표면처리용 방전전극을 제공할 수가 있다.

따라서, 주사방향길이가 전극중심부분과 전극측단부분에서 거의 같아지고, 전극중심부분과 전극측단부분에서 거의 같은 두께의 피막이 생기고, 균일한 두께의 피막면을 형성할 수 있게 된다.

또, 이 방전전극은 원통형상이고 사각형과 같이 주사방향(이송방향)에 대해 방향성을 갖지 않으므로 방전전극의 주사방향이 변해도 방전전극의 방향을 회전시킬 필요가 없다.

(발명을 실시하기 위한 최량의 형태)

본 발명에 관한 적합한 실시의 형태를 첨부도면을 참조해서 설명한다.

도 1에서 1은 기름, 물 등에 의한 가공액을 저장하는 가공조를, 3은 원통형상의 방전전극을, 5는 방전전극(3)과 가공조(1)내에 배치된 워크 W와의 사이에 방전전압을 펄스인가 하는 전원을, 7은 방전전극(3)과 워크(W)사이에 인가하는 방전전압 및 전류의 스위칭을 실시하는 스위칭소자를, 9는 스위칭소자(7)의 온ㆍ오프를 제어하는 제어회로를, 11은 저항기를 각각 표시하고 있다.

액중갭방전에 의한 방전표면처리에서는 통상이 방전가공장치가 장비되어 있는 도시되지 않은 주지의 위치제어기구에 의해 가공액중에서 방전전극(3)과 워크 W와의 간극, 즉 방전갭을 적절한 간극(10㎛ ~ 수 10㎛)으로 제어하고, 방전전극(3)과 워크 W와의 사이에 방전전압을 간헐적으로 인가하고, 수중에서 방전전극(3)과 워크 W와의 사이에 펄스상 방전을 발생시킨다. 그러면, 이 방전의 에너지에 의해 방전전극(3)이 소모되고, 방전전극(3)의 전극소모용융물질이 워크 W의 워크표면에 부착퇴적하고, 워크표면에 전극재료 또는 그 반응물에 의한 피막이 형성된다.

방전전극(3)으로서는 금속분말 또는 금속의 화합물의 분말 또는 세라믹스의 분말을 원통형상으로 압축성형한 압분체전극, 또는 원통형상의 금속전극에 의해 구성된 것을 사용할 수 있고, 구체예로는 TiN분말과 Co분말을 혼합한 분말을 원통형상으로 압축성형한 압분체전극, 기타 WC,TiC, TaC, ZrC, SiC, VC 등의 금속탄화물 또는 TiN, ZrN 등의 질화물 또는 TiB₂, ZrB₂등의 붕화물의 분말을 포함하는 분말재료를 원통형상으로 압축성형한 압분체전극이 생각할 수 있는 것들이다.

또, 방전전극(3)으로 Ti, Zr, V, Ta 등의 경질금속의 분체 또는 이들의 수소화물의 분체를 압축성형한 압분체전극 또는 이들의 금속에 의한 금속전극을 사용하고, 가공액으로 HC를 포함하는 방전가공유를 사용하며, 전극재료와 방전가공유중의 HC와의 반응에 의해 TiC, ZrC, VC, TaC 등의 금속탄화물에 의한 경질피막을 형성할 수도 있다.

도 2(a),(b)에 표시된 바와 같이 방전전극(3)은 원통형상, 다시말하면 중공파이프상을 하고 있으므로 주사방향의 전극면길이 L이 전극중심부분과 전극측단부분에서 거의 같아진다.

이로써, 전극중심부분과 전극측단부분에서 거의 같은 두께를 갖는 피막면을 형성할 수가 있다.

또, 이 방전전극(3)은 원통형상인것으로 인해, 4각형과 같이 주사방향(이송방향)에 대해 방향성을 갖지 않으므로, 발전전극의 주사방향이 변화해도 방전전극의 방향을 회전시킬 필요가 없다.

원통형상의 방전전극(3)은 자신의 중심축선주위를 회전시키면서 워크 W에 대해 주사이동시켜서 피막을 형성할 수가 있다.

이 경우, 도 3에 표시된 바와 같이 방전전극(3) 자신의 중심축선 주위의 회전에 의해 방전전극의 소모가 균일해지고, 전극단면 A에 의해 워크 W의 에지부분 e를 둘러싸는 일이 없으며, 에지부분 e에 방전이 집중하는 것이 회피되고, 에지의 각부가 둥글게 다리는 에지흘림을 방지할 수가 있다.

이로써, 즉 원통형상의 방전전극(3)과 전극회전과의 조합으로 피막두께의 균일화와 에지부분의 흘림을 방지할 수 있다.

각종의 기계부품의 표면에 피막을 형성하는데 이용할 수가 있다.

Claims (3)

1. 금속분말 또는 금속의 화합물의 분말 또는 세라믹스의 분말을 압축성형한 압분체전극 또는 금속전극을 방전전극으로 해서 가공액중에서 소정의 방전갭을 두고 대향하는 방전전극과 워크와의 사이에 펄스상의 방전을 발생시키며, 그 방전에너지에 의해 워크표면에 전극재료 또는 그의 반응물질로 되는 경질피막을 형성하는 방전표면처리방법에서 중공원통형상의 방전전극을 사용해서 방전전극과, 워크와의 사이에 펄스상의 방전을 발생시키고, 상기 방전전극의 중심축을 중심으로 해서 상기 방전전극을 회전시켜서 워크표면에 경질피막을 형성하는 것을 특징으로 하는 방전표면처리방법.
2. 삭제
3. 금속분말 또는 금속의 화합물의 분말 또는 세라믹스의 분말을 압축성형한 압분체전극 또는 금속전극을 방전전극으로 해서 가공액중에서 소정의 방전갭을 두고 대향하는 방전전극과 워크와의 사이에 펄스상의 방전을 발생시키고, 그 방전에너지에 의해 워크표면에 전극재료 또는 그의 반응물질로 되는 경질피막을 형성하는 방전표면처리에서 사용하는 방전표면처리용 방전전극으로서 중공원통형상을 이루고, 상기 방전전극의 중심축을 중심으로 해서 회전가능한 것을 특징으로 하는 방전표면처리용 방전전극.