KR20060037259A - 방전 표면 처리 방법 및 방전 표면 처리 장치 - Google Patents

Abstract

금속 분말, 또는 금속 화합물의 분말, 또는 세라믹스의 분말을 압축 성형한 압분체 전극을 이용하여, 기체 분위기중에서 방전 표면 처리를 수행하는 경우에, 전극과 워크피스 사이에 500V 이상의 전압을 인가하여 펄스상 방전을 발생시키고, 그 에너지에 의해 워크피스 표면에 전극 재료로 이루어진 피막 또는 전극 재료가 펄스상 방전 에너지에 의해 반응한 물질로 이루어진 피막을 형성한다.

Description

방전 표면 처리 방법 및 방전 표면 처리 장치{DEVICE FOR ELECTRICAL DISCHARGE COATING AND METHOD FOR ELECTRICAL DISCHARGE COATING}

본 발명은 방전 표면 처리 기술에 관한 것이며, 상세하게는 금속 분말, 또는 금속 화합물의 분말, 또는 세라믹스의 분말을 압축 성형한 압분체 전극을 전극으로 전극과 워크피스 (workpiece) 사이에 펄스상 방전을 발생시키고, 그 에너지에 의해 워크피스 표면에 전극의 재료로 이루어진 피막 또는 전극의 재료가 방전 에너지에 의해 반응한 물질로 이루어진 피막을 형성하는 방전 표면 처리 방법 및 방전 표면 처리 장치에 관한 것이다.

종래의 방전 표면 처리는 상온에서의 내마모에 주안을 두어, TiC (탄화티탄) 등의 경질 재료 피막을 형성하고 있었다. 그렇지만, 근래 금속 재료를 워크피스 표면에 조밀하고 두껍게 형성하는 기술에 대한 요구가 높아지고 있다.

그 배경에는 고온 환경하에서의 내마모 성능 또는 윤활 성능을 가진 피막에 대한 요구가 강해지고 있는 것이 있다. 그 일례로서, 도 10 에 나타내는 항공기용 가스 터빈 엔진의 터빈 블레이드 (turbine blade) 의 경우에 대해 설명한다.

도 10 에 나타내는 바와 같이, 터빈 블레이드 (101) 는 복수의 블레이드가 접촉해 고정되어 있고, 축 (도시하지 않음) 의 둘레를 회전하도록 구성되어 있다. 이 블레이드끼리의 접촉 부분이, 블레이드가 회전했을 때에 고온 환경하에서 격렬하게 마찰되거나 두들겨진다.

이와 같이 터빈 블레이드가 사용되는 고온 환경하 (700℃ 이상) 에서는, 상온에서 이용되는 통상의 내마모 피막 또는 윤활 작용을 가지는 피막은 고온 환경하에서 산화해 버리기 때문에 거의 효과를 발휘할 수 없다. 이 때문에, 고온 환경하에서 사용되는 부재에서는 고온에서 윤활성을 발휘하는 산화물을 생성하는 금속을 포함한 합금 재료의 피막 (후막(厚膜)) 을 용접, 용사(溶射, spray coating) 등의 방법에 의해 형성하고 있다.

이러한 방법은 사람손에 의한 숙련 작업이 요구되며, 워크피스로의 집중적인 열의 유입이 있기 때문에, (용접의 경우) 변형이나 균열 등이 생기기 쉬운 등의 문제가 많다. 그 때문에, 이러한 방법을 대신하는 피막 형성 기술이 필요하게 되고 있었다.

한편 피막 형성 기술로서, 펄스상 방전에 의해 워크피스 표면에 피막을 형성하는 방법 (이하, 방전 표면 처리라고 칭한다) 이 제안되어 있다 (예를 들어, 특허 문헌 1 참조). 종래, 방전 표면 처리는 상온에서의 내마모에 주안을 두어, TiC (탄화티탄) 등의 경질 재료의 피막을 형성하고 있었다.

그렇지만, 근래 상온에서의 내마모를 목적으로 한 경질 세라믹스 피막만이 아니고, 방전 표면 처리를 이용해 막 두께가 100 ㎛ 정도 이상인 후막 형성에 대한 요구가 강해지고 있다. 그러나, 가공액, 특히 오일중에서 방전 표면 처리를 실시하면, 오일중의 탄소와 금속이 반응해 탄화물을 형성해 버린다. 이 때문에, 방전 표면 처리에 의한 Ti (티탄) 등의 탄화물을 형성하기 쉬운 재료의 피막을 두껍게 형성하는 것은 매우 곤란하였다.

그 외에도, 기체 분위기중에서의 방전을 이용한 피막 성형 기술이 제안되어 있다 (예를 들어, 특허 문헌 2 및 특허 문헌 3 참조). 그렇지만, 이러한 방법은 사람손에 의해 회전하는 전극과 워크피스 사이에 80V ~ 200V 의 전압을 인가하여 방전과 접촉을 반복함으로써 피막을 형성하는 방법으로서, 안정된 피막 형성은 곤란하였다.

특허 문헌 1

일본 특허 제 3227454 호 공보

특허 문헌 2

일본 특개평 6-269936 호 공보

특허 문헌 3

일본 특개평 11-264080 호 공보

이와 같은 배경하에서, 근래 사람손에 의한 숙련 작업을 필요로 하지 않고, 라인화할 수 있는 방전 표면 처리를 이용하여, 상온에서의 내마모를 목적으로 한 경질 세라믹스 피막 뿐만이 아니라, 막 두께가 100 ㎛ 정도 이상인 후막을 형성하는 기술이 요망되고 있다.

그렇지만, 전술한 특허 문헌 1 에 나타낸 전극 제조 방법에서는 박막 형성을 주 대상으로 하고 있었기 때문에, 고온 환경하에서의 내마모 성능 또는 윤활 성능을 가진 피막을 형성할 수 없다. 또, 분말의 압축 성형 시에 전극의 굳기 (hardness) 를 균일하게 성형하는 것에 대하여 고려되지 않아서, 전극 자체의 굳기에 격차가 생기는 경우가 있다.

방전 표면 처리에 의한 후막 형성에서는 전극측으로부터의 전극 재료 공급과 그 공급된 재료의 워크피스 표면에서의 용융 방법이 피막 성능에 가장 영향을 준다. 이 전극 재료의 공급에 영향을 주는 것이 전극의 강도, 즉 굳기이다. 특허 문헌 1 에 나타낸 기술을 이용해 박막을 형성하는 경우에는 형성되는 피막의 막 두께가 얇기 때문에, 다소 전극의 굳기가 균일하지 않아도 피막 성능에는 거의 영향을 주지 않는다.

그렇지만, 이와 같이 전극의 강도가 균일하지 않은 전극을 이용해 후막의 방전 표면 처리를 실시했을 경우에는 균일한 두께의 피막을 형성할 수 없다. 방전 표면 처리에 의한 후막 형성에서는 대량의 전극 재료를 워크피스측의 처리 범위에 균일하게 공급함으로써 비로소 두께가 일정한 피막이 생긴다. 이 때문에, 전극의 굳기에 다소 불균일이 있으면, 그 부분의 피막 형성 형태가 바뀌어 버려, 균일한 두께의 피막을 형성할 수 없게 된다.

또, 방전 표면 처리 시에 사용하는 전극의 장소에 따라서 피막의 형성 속도, 피막의 성질에 격차가 생기는 등, 일정한 품질의 표면 처리를 실시할 수 없다는 문제가 생긴다.

본 발명은 상기를 감안하여 수행된 것으로, 펄스 방전을 이용해 워크피스 표면에 피막을 형성하는 방전 표면 처리에서, 안정하고 양질인 피복을 형성하는 방전 표면 처리 방법 및 방전 표면 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또, 오일중에서의 펄스를 방전 이용한 방전 표면 처리에서는 탄화물로 되기 쉬운 재료를 탄화물로 만드는 일 없이 양질의 피복을 형성하는 방전 표면 처리 방법 및 방전 표면 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

발명의 개시

본 발명에 관한 방전 표면 처리 방법에 있어서는, 금속 분말, 또는 금속 화합물의 분말 또는 세라믹스의 분말을 압축 성형한 압분체를 전극으로 이용하고, 기체 분위기중에서 전극과 워크피스 사이에 500V 이상의 전압을 인가해 펄스상 방전을 발생시켜, 그 에너지에 의해 워크피스 표면에 전극 재료 또는 전극 재료가 방전 에너지에 의해 반응한 물질로 이루어진 피막을 형성하는 것을 특징으로 한다.

이 발명에 의하면, 기체 분위기중에서 전극과 워크피스 사이에 500V 이상의 전압을 인가해 펄스상 방전을 발생시켜 방전 표면 처리를 실시하기 때문에, 극간 거리, 즉 전극과 워크피스 사이의 거리를 적정한 거리로 유지할 수 있다. 이것에 의해, 기체 분위기중에서의 방전을 안정하게 진행하는 것이 가능해져, 기체 분위기중에서도 양호한 후막을 형성할 수 있다.

도면의 간단한 설명

도 1 은 방전 표면 처리용 전극의 제조 프로세스 개념을 나타내는 단면도이고, 도 2 는 방전 표면 처리를 실시하는 모습을 나타내는 개념도이며, 도 3A 는 방전 표면 처리를 하고 있을 때의 전압 파형을 나타내는 특성도이며, 도 3B 는 도 3A 의 전압 파형에 대응하는 전류 파형을 나타내는 특성도이며, 도 4 는 가공액중에서의 방전 상태를 나타내는 그림이며, 도 5 는 아르곤중에서의 방전시, 무부하 전압과 극간 거리와의 관계를 나타내는 특성도이며, 도 6 은 실시형태 2 에서 방전 표면 처리를 실시하는 모습을 나타내는 개념도이며, 도 7 은 실시형태 3 에서 방전 표면 처리를 실시하는 모습을 나타내는 개념도이며, 도 8 은 실시형태 4 에서 방전 표면 처리를 실시하는 모습을 나타내는 개념도이며, 도 9 는 실시형태 5 에서 방전 표면 처리를 실시하는 모습을 나타내는 개념도이며, 도 10 은 항공기용 가스 터빈 엔진의 터빈 블레이드를 설명하는 그림이다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하에, 본 발명에 관한 방전 표면 처리 방법 및 방전 표면 처리 장치의 실시형태를 도면에 근거해 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명은 이하의 기술에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 적당히 변경가능하다. 또, 첨부 도면에서는 이해를 용이하게 하기 위해, 각 부재에 있어서의 축척이 다른 경우가 있다.

본 발명에 있어서의 방전 표면 처리에 의해서 형성되는 후막에 요구되는 기능으로는 고온 환경하에서의 내마모성, 윤활성 등이 있다. 따라서, 본 발명은 고온 환경하에서도 사용되는 부품 등으로의 전용이 가능한 방전 표면 처리 기술을 대상으로 한다.

이와 같은 후막의 형성을 위해서는 종래와 같은 경질 세라믹스막을 형성하기 위해 이용하는 세라믹스를 주성분으로 한 전극과는 달리, 금속 성분을 주성분으로 한 분말을 압축 성형하고, 그 후 필요에 따라서 가열 처리를 실시해 형성한 전극을 사용한다.

또한 방전 표면 처리에 의해 후막을 형성하려면, 방전 펄스에 의해 전극 재료를 다량으로 워크피스측에 공급하기 위해서 전극의 굳기를 어느 정도 낮게 하는 등, 전극의 재질이나 굳기 등의 소정 특징을 전극에 보유시킬 필요가 있다.

펄스 방전에 의한 후막 형성시에는 전술한 바와 같이 금속 성분을 주성분으로 하는 재료를 전극으로서 이용하지만, 탄화물을 형성하기 쉬운 재료가 전극중에 대량으로 포함되어 있으면, 이 탄화물을 형성하기 쉬운 재료가 가공액인 오일에 포함되는 탄소와 반응해 탄화물이 되어 버리기 때문에 후막을 형성하기 어렵다는 것이 발명자의 연구에 의해 발견되었다.

즉, 발명자의 연구에서는 수 ㎛ 정도의 분말을 압축 형성해 제조한 전극에 의해 피막을 형성하는 경우에는 Co (코발트), Ni (니켈), Fe (철) 등의 탄화물을 만들기 어려운 재료를 전극중에 포함시키지 않으면 안정하고 조밀한 후막을 형성하는 것은 곤란하다는 것이 발견되어 있다.

그렇지만 후막을 형성하고자 하는 산업계의 요구중에는 Ti (티탄) 과 같은 매우 탄화하기 쉬운 재료를 이용한 보수(補修, maintenance)와 같은 용도도 있다. 이와 같은 탄화하기 쉬운 재료를 이용했을 경우에서도, 펄스 방전에 의해 안정하고 조밀한 후막을 형성할 수 있는 기술이 본 발명에서 제공된다.

실시형태 1.

우선, 본 발명의 실시형태 1 에 있어서의 방전 표면 처리 방법에 대해 설명 한다. 도 1 은 이 발명의 실시형태 1 에 관한 방전 표면 처리용 전극의 제조 프로세스 개념을 나타내는 단면도이다. 우선, 도 1 을 참조하여, 본 발명에 이용되는 전극의 일례로서 전극 재료로 Co 합금 분말을 사용했을 경우에 대해 설명한다. 도 1 에서, 금형의 상부 펀치 (2), 금형의 하부 펀치 (3), 금형의 다이 (4) 로 둘러싸인 공간에는 입경이 1 ㎛ 정도인 Co 분말 (1) 이 충전된다. 그리고 이 분말을 압축 성형함으로써 압분체를 형성한다. 방전 표면 처리에 있어서는 이 압분체가 방전 전극으로 된다.

도 1 에 나타내는 전극의 제작 공정은 이하와 같다. 우선, Co 분말 (1) 을 금형에 넣고, 상부 펀치 (2) 및 하부 펀치 (3) 에 의해 상기 Co 분말 (1) 에 소정 압력을 가해 프레스한다. 이와 같이 하여 소정 프레스압을 Co 분말 (1) 에 가함으로써, 상기 Co 분말 (1) 은 굳어져, 압분체로 된다.

프레스 시에 Co 분말 (1) 내부로 프레스 압력을 잘 전달하기 위해서, Co 분말 (1) 에 파라핀 등의 왁스를 중량비로 1% 에서 10% 정도 혼입하면 Co 분말 (1) 의 성형성을 개선할 수 있다. 그러나, 전극내 왁스의 잔류량이 많아질수록 방전 표면 처리시의 전기 전도도가 나빠진다. 이 때문에, Co 분말 (1) 에 왁스를 혼입했을 경우에는, 후의 공정에서 왁스를 제거하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 하여 압축 성형된 압분체는 압축에 의해 소정 굳기, 도전성이 얻어져 있는 경우에는 그대로 방전 표면 처리용 전극으로 사용할 수 있다. 또, 압축 성형된 압분체는 소정 굳기를 얻지 못한 경우에는 가열함으로써 강도, 즉 굳기를 증가시켜 전기 저항을 감소시킬 수 있다.

또한, 압분체에 가열을 실시하여 이용하는 경우는, 가열에 의해 압분체의 굳기를 백묵 정도의 굳기로 하여 방전 표면 처리용 전극으로 하는 것이 취급 관점으로부터도 바람직하다. 또, 상술한 바와 같이 압축 성형 시에 왁스를 혼입했을 경우에는, 전극 (압분체) 을 가열해 왁스를 제거할 필요가 있다.

이 때, 금형에 넣는 Co 분말 (1) 은 평균 입경 3 ㎛ 정도 이하로 하고, 보다 바람직하게는 본 실시형태와 같이 1 ㎛ 정도 이하가 좋다.

이상의 공정으로 제작된 후막 형성용의 굳기가 낮은 방전 표면 처리용 전극을 이용한 본 발명에 관한 방전 표면 처리 장치에 의해 방전 표면 처리를 실시하는 모습의 개념도를 도 2 에 나타낸다. 도 2 에서는 펄스상 방전이 발생하고 있는 모습을 나타내고 있다.

도 2 에 나타내는 바와 같이 본 실시형태에 관한 방전 표면 처리 장치는 상술한 방전 표면 처리용 전극으로서 Co 분말 (1) 을 압축 성형한 압분체 또는 이 압분체를 가열 처리한 압분체로 이루어진 방전 표면 처리용 전극 (5) (이하, 간단히 전극 (5) 로 칭하는 경우가 있다) 과, 전극 (5) 과 워크피스 (6) 를 덮는 기체인 아르곤 (7) 과, 전극 (5) 과 워크피스 (6) 와의 사이에 전압을 인가해 펄스상 방전 (아크 기둥 (8)) 을 발생시키는 방전 표면 처리용 전원 (9) 을 구비하여 구성된다. 덧붙여 도 2 에서는 극간 거리, 즉 전극 (5) 과 워크피스 (6) 와의 거리를 제어하기 위한 서보 기구 (servo mechanism), 아르곤 (7) 을 저장하는 저장조 등은 본 발명과는 직접 관련되지 않기 때문에 생략하고 있다.

이 방전 표면 처리 장치에 의해 워크피스 표면에 피막을 형성하려면, 전극 (5) 과 워크피스 (6) 를 아르곤 분위기중에서 대향 배치한다. 그리고 아르곤 분위기중에서, 방전 표면 처리용 전원 (9) 을 이용해 전극 (5) 과 워크피스 (6) 와의 사이에 펄스상 방전을 발생시킨다. 구체적으로는 전극 (5) 과 워크피스 (6) 와의 사이에 전압을 인가해 방전을 발생시킨다. 방전의 아크 기둥 (8) 은 도 2 에 나타내는 바와 같이 전극 (5) 과 워크피스 (6) 와의 사이에 발생한다.

그리고 전극 (5) 과 워크피스 (6) 와의 사이에 발생시킨 방전의 방전 에너지에 의해 전극 재료의 피막을 워크피스 표면에 형성하거나, 또는 방전 에너지에 의해 전극 재료가 반응한 물질의 피막을 워크피스 표면에 형성한다. 극성은 전극 (5) 측이 마이너스 극성, 워크피스 (6) 측이 플러스 극성으로 사용된다.

이와 같은 구성을 가지는 방전 표면 처리 장치에서 방전 표면 처리를 실시하는 경우의 방전 펄스 조건의 일례를 도 3A 와 도 3B 에 나타낸다. 도 3A 와 도 3B 는 방전 표면 처리시에 있어서의 방전 펄스 조건의 일례를 나타내는 그림이며, 도 3A 는 방전시의 전극 (11) 과 워크피스 (12) 사이에 관련된 전압 파형 (극간 전압 파형) 을 나타내며, 도 3B 는 방전시에 방전 표면 처리 장치에 흐르는 전류의 전류 파형을 나타내고 있다. 전류값은 도 3A, 도 3B 의 화살표 방향, 즉 세로축의 윗방향을 양으로 하고 있다. 또, 전압값은 전극 (5) 측을 마이너스 극성, 워크피스 (6) 측을 플러스 극성 전극으로 했을 경우를 양으로 하고 있다.

도 3A 에 나타내는 바와 같이, 시각 t0 에서 양극(兩極) 사이에 무부하 전압 ui 가 걸릴 수 있지만, 방전 지연 시간 td 경과 후의 시각 t1 에 양극 사이에 전류 I 가 흐르기 시작하여 방전이 시작된다. 이 때의 전압이 방전 전압 ue 이며, 이 때 흐르는 전류가 피크 전류값 ie 이다. 그리고 시각 t2 에서 양극 사이로의 전압 공급이 정지되면, 전류는 흐르지 않게 된다.

시각 t2-t1 을 방전 펄스폭 te 라 한다. 이 시각 t0 ~ t2 에 있어서의 전압 파형을 휴지 시간 to 마다 반복해 양극 사이에 인가한다. 즉, 이 도 3A 에 나타내는 바와 같이, 전극 (5) 과 워크피스 (6) 와의 사이에 펄스상 전압을 인가시킨다.

본 실시형태에서 사용한 방전의 펄스 조건은 피크 전류값 ie = 10A, 방전 지속 시간 (방전 펄스폭) te = 64 ㎲, 휴지 시간 to = 128 ㎲ 이다.

이와 같은 기체 분위기중 (본 실시형태에서는 아르곤 분위기중) 의 방전이 액체중 (가공액중) 의 방전과 다른 점은 전극과 워크피스 사이의 거리, 즉 극간 거리가 짧은 점에 있다. 가공액 (오일) (63) 등의 액체중에서의 방전으로는, 도 4 에 나타내는 바와 같이 방전에 의해 전극 (61) 으로부터 방출되는 전극 재료 또는 워크피스 (62) 가 용융해 생성된 분말 (가공 부스러기) (64) 이 극간 (전극 (61) 과 워크피스 (62) 와의 사이) 에 체재함으로써 방전을 유발하기 때문에, 극간 거리가 길어진다.

참고로, 상기 피크 전류값 ie = 10A, 방전 지속 시간 (방전 펄스폭) te = 64 ㎲, 휴지 시간 to = 128 ㎲, 무부하 전압 80V 의 조건에서는 방전중 극간 거리는 대략 40 ㎛ ~ 50 ㎛ 정도이다.

다음으로, 도 2 의 구성으로 기체 분위기중 (본 실시형태에서는 아르곤 분위기중) 에 있어서의 본 방법 (방전 표면 처리 방법) 의 원리에 대해 설명한다. 방전이 발생하면, 전극 (5) 및 워크피스 (6) 의 아크 기둥 (8) 부분이 가열된다. 전 극 (5) 은 1 ㎛ 정도의 Co 분말을 압축 형성해 구성되어 있기 때문에, 열전도가 나쁘고, 국부적으로 가열되어 일부 기화되기에 이른다. 이 전극 재료의 일부가 기화했을 때의 폭발력에 의해 전극 재료가 워크피스측에 취입되어 워크피스측으로 이동하고, 워크피스 표면에 피막을 형성한다.

기체 분위기중에 있어서의 방전 표면 처리는 이상과 같은 원리이기 때문에, 워크피스 표면에 피막을 형성하기 위해서는 전극은 분말 재료로 구성되는 것이 바람직하다. 만일, 분말 재료로 만들어진 것이 아닌 전극을 이용해 방전 표면 처리를 실시하는 경우에는, 워크피스측에 전극 재료를 취입하려면 큰 에너지의 방전 펄스가 필요하게 된다. 그렇지만, 그러한 큰 방전 펄스로는 워크피스측을 제거 가공해 버린다. 즉, 분말 재료로 만들어진 것이 아닌 전극을 이용해 방전 표면 처리를 실시하는 경우에는, 본 실시형태와 같이 작은 에너지의 방전 펄스로 전극을 용융해 워크피스측으로 취입하는 것은 곤란하다.

또, 기체 분위기중에서의 방전에서는 가공액중에서와 같이 가공 부스러기를 통한 방전 유발 작용을 기대할 수 없다. 따라서, 인가 전압에 의해 방전이 발생하는 거리까지 워크피스 및 전극을 접근시킬 필요가 있다.

그렇지만, 방전에 의해 방전 자국이 불룩해지므로, 나머지 극사이, 즉 전극과 워크피스 사이의 거리를 너무 좁게 하면, 극간 거리보다 방전 자국의 불룩해지는 양이 커져 버린다. 이 경우에는 방전에 의해 전극 재료가 워크피스로 이동한 시점에서 극간이 단락되어 버린다.

가공액중, 기체 분위기중을 불문하고, 상기 조건에 근거한 방전 자국의 불룩 해지는 양은 10 ㎛ ~ 20 ㎛ 정도가 된다. 그리고 극간 위치 결정 제어의 응답 속도 (응답 주파수) 가 그다지 높지 않은 것 (예를 들어 수십 Hz 정도) 을 고려하면, 극간 거리를 30 ㎛ 정도 이상 확보하지 않으면 안정하게 방전을 발생시키는 것은 곤란하게 된다.

도 5 에 기체 분위기중 (아르곤 분위기중) 에서의 방전시의 무부하 전압 (극간 전압) 과 극간 거리와의 관계 그래프를 나타낸다. 본 그래프는 레이저 변위계나 과전류 센서 등의 극간을 측정하는 장치에 의해 극간 거리를 측정하면서 방전 발생 시의 위치를 계측하는 시험을 실시해 계측한 것이다.

덧붙여 본 그래프는 피크 전류값 ie = 10 A, 방전 지속 시간 (방전 펄스폭) te = 64 ㎲, 휴지 시간 to = 128 ㎲ 의 가공 조건 아래, 극간 전압 (무부하 전압) 을 변화시키고, 그 무부하 전압 (극간 전압) 에서 방전이 발생했을 경우의 극간 거리를 요약한 것이다.

도 5 로부터 알 수 있듯이, 무부하 전압과 극간 거리는 상관이 있어, 무부하 전압이 높아짐에 따라 극간 거리는 넓어진다. 따라서, 기체 분위기중에서의 방전을 안정하게 진행하기 위해서는 적어도 500V 이상의 전압이 필요하고, 바람직하게는 1000V 정도 이상의 무부하 전압 (극간 전압) 을 인가하는 것이 바람직하다. 이것은 극간 거리를 30 ㎛ 정도 이상으로 유지하기 위해서 필요하기 때문이다.

30 ㎛ 의 극간 거리로 제어하기 위해서는 극간 거리 제어의 응답 주파수가 매우 높은 상태로 유지될 수 있다면 무부하 전압 (극간 전압) 은 300V 정도 이상이어도 된다. 그렇지만 실제 처리 장치를 구성하는 경우에는, 얻을 수 있는 응답 주 파수는 겨우 10 Hz ~ 20 Hz 정도이다. 이 때문에, 극간 전압으로는 여유를 가진 500V 정도 이상의 극간 전압이 필요하게 된다.

무부하 전압 (극간 전압) 이 500V 이상, 바람직하게는 1000V 이상 필요한 것은 방전을 안정하게 발생시키기 위한 전압이며, 전극의 재료 등에는 기인하지 않는다. 그러나, 전극의 강도가 약하고, 방전에 의해 전극 재료가 과다하게 극간에 공급되는 경우 등은 더욱 높은 무부하 전압 (극간 전압) 이 필요한 경우도 있다.

덧붙여 기체 분위기중 방전을 이용한 피복 처리 방법으로서, 일본 특개평 6-269936 호 공보, 특개평 6-269939 호 공보, 특개평 9-108834 호 공보 등이 있다. 이러한 발명은 기체 분위기중에서의 방전을 이용하고 있지만, 고속 회전 금속 전극과 워크피스 사이에 방전을 발생시켜, 방전에 의해 용융한 전극 재료를 워크피스에 접촉시켜 부착시킨다는 원리이다. 그렇지만, 이러한 발명은 본 발명과 같이 압분체 전극을 이용하여, 워크피스와 상기 전극과의 사이에 소정 극간을 형성해, 펄스 방전에 의해 전극 재료를 워크피스 표면에 이동시키는 것과는 다르다.

덧붙여 이러한 종래 기술은 사람손에 의한 작업이 필요하며, 피막을 안정하게 형성하는 것은 곤란하다. 또, 자동화에는 대응할 수 없다.

본 실시형태에 의하면, 기체 분위기중에서 전극과 워크피스 사이에 500V 이상의 전압을 인가해 펄스상 방전을 발생시켜 방전 표면 처리를 실시함으로써, 기체 분위기중에서도 양호한 후막을 형성할 수 있다. 따라서, 가공액중에서의 피막 형성이 아니고 기체 분위기중에서의 방전 표면 처리 기술을 확립할 수 있다. 이것에 의해, 가공액인 오일 등이 없어도 피막 형성이 가능해졌다.

실시형태 2.

본 발명의 실시형태 2 에 있어서의 방전 표면 방법에 관하여, 도 6 을 이용해 설명한다. 도 6 은 본 실시형태에 관한 방전 표면 처리 장치에 의해 방전 표면 처리를 실시하는 모습의 개념을 나타내는 그림이다. 도 6 에서는 펄스상 방전이 발생하고 있는 모습을 나타내고 있다.

도 6 에 나타내는 본 실시형태에 관한 방전 표면 처리 장치는 챔버 (21) 내에 방전 표면 처리용 전극 (23) (이하, 간단히 전극 (23) 으로 칭하는 경우가 있다), 워크피스 (25) 등이 수납되어 있다. 전극 (23) 은 티탄 (Ti) 분말로 구성된 전극이다. 전극 (23), 워크피스 (25) 는 각각 챔버 (21) 의 외부에 설치되며, 전극 (23) 과 워크피스 (25) 와의 사이에 전압을 인가해 펄스상 방전 (아크 기둥 (33)) 을 발생시키는 방전 표면 처리용 전원 (27) 에 접속되어 있다. 이 구성에서는, 방전시 전류 I 는 전극 (23) 으로부터 방전 표면 처리용 전원 (27) 으로 향하는 방향으로 흐른다.

또, 챔버 (21) 에는, 챔버 (21) 내에 기체를 공급하는 기체 공급구 (29) 가 설치되어 있고, 이 기체 공급구 (29) 를 통해 챔버 (21) 내에 기체가 공급된다. 즉, 이 방전 표면 처리 장치에서는, 방전 표면 처리는 기체 분위기중에서 실시된다. 본 실시형태에서는 기체 공급구 (29) 를 통해 챔버 (21) 내에 아르곤 (Ar) 가스 (31) 가 도입되며, 챔버 내는 아르곤 분위기로 되어 있다.

덧붙여 도 6 에서는, 극간 거리, 즉 전극 (23) 과 워크피스 (25) 와의 거리를 제어하기 위한 서보 기구 등은 본 발명과는 직접 관련되지 않기 때문에 생략하 고 있다.

여기서, 전극 (23) 을 구성하는 티탄 (Ti) 분말은 미세화하는 것이 곤란하다. 따라서, 본 실시형태에서는 수소화티탄 (TiH₂) 분말을 분쇄해 2 ㎛ ~ 3 ㎛ 정도 크기로 한 것을 압축 성형하고 가열하여 수소를 방출시킴으로써, 전극 (23) 을 제조했다.

다음으로, 이 방전 표면 처리 장치에 있어서의 방전 표면 처리의 개요에 대해 설명한다. 전극 (23) 과 워크피스 (25) 와의 사이에 펄스상 방전을 발생시키고, 전극 재료를 워크피스측에 이동시켜 피막을 형성하는 원리는 가공 조건을 포함해 상술한 실시형태 1 과 마찬가지다.

본 실시형태에서는 전극 (23) 과 워크피스 (25) 를 바깥 공기로부터 차단된 챔버 (21) 에 수납하고 있고, 상기 챔버 (21) 내에 기체 공급구 (29) 로부터 불활성 가스인 아르곤 (Ar) 가스 (31) 를 공급하고 있다.

실시형태 1 에서는 Co 전극을 사용했을 경우에 대해 설명했다. Co 는 산화하기 어려운 재료이다. 이 때문에, Co 전극을 사용해 방전 표면 처리를 실시해 공기중에서 방전시켜도, 워크피스상에 Co 피막을 형성할 수 있다.

그런데, 본 실시형태와 같이 화학 반응을 일으키기 쉬운 티탄 (Ti) 과 같은 재료를 전극으로 이용했을 경우에는, 공기중에서 방전을 발생시키면 Ti 은 바로 산화티탄 (TiO₂) 으로 된다.

산화티탄은 세라믹스이며, 열전도가 나쁜 점 등, 금속과는 다른 성질을 가진 다. 이 때문에, 공기중에서 방전시키고, 티탄을 주성분으로 한 후막을 형성하는 것은 불가능하다.

그 때문에, 본 실시형태에서는 이와 같은 방전에 의한 전극 재료의 화학 반응을 억제하기 위해서 Ar 가스 (31) 를 사용하고 있다. Ar 가스 (31) 등의 불활성 가스 (희가스, noble gas) 는 전극 재료가 다른 물질로 변화하는 것을 억제한다. 이것에 의해, Ar 가스 (31) 등의 불활성 가스 (희가스) 를 이용함으로써, Ti 와 같이 화학 반응을 일으키기 쉬운 전극 재료로도 금속 Ti 상태 그대로 워크피스측에 이동시켜 Ti 피막을 워크피스 표면에 형성할 수 있다.

즉, 이 방전 표면 처리 장치는 불활성인 가스 분위기중에서 방전 표면 처리를 실시하기 때문에, Ti 와 같이 화학 반응을 일으키기 쉬운 재료로도 금속 Ti 의 상태 그대로 워크피스측에 이동시켜, Ti 피막을 워크피스 표면에 형성할 수 있도록 하는 효과를 발휘하는 것이다.

덧붙여 이 목적을 달성하기 위해서는, 챔버 (21) 내에 도입하는 가스는 Ar 가스로 한정되는 것이 아니고, 헬륨 (He) 가스나 네온 (Ne) 가스 등 다른 불활성 가스 (희가스) 나, 질소 등의 불활성인 가스도 이용할 수 있다.

또, 본 실시형태에서는 챔버 (21) 내에 전극 (23), 워크피스 (25) 등을 수납해 방전 표면 처리를 실시했지만, 전극 (23), 워크피스 (25) 등은 반드시 챔버 (21) 에 수납할 필요는 없고, 방전이 발생하고 있는 환경이 Ar 등의 불활성인 가스 분위기로 할 수 있으면 된다. 예를 들어, 전극 (23) 의 근처로부터 방전점 근처로 향해서 불활성인 가스를 공급하는 구성, 방법이어도 된다. 이와 같은 경우에서도, 상기와 같은 효과를 얻을 수 있다.

실시형태 3.

기체 분위기중 방전에서의 문제점의 하나로, 방전에 의한 전극의 가열이 있다. 액체중에서 방전을 실시하는 경우는 전극이 방전 에너지에 의해 국부적으로 가열되어도, 가공액으로 곧바로 냉각된다. 그렇지만, 기체 분위기중에서 방전을 실시하는 경우는 냉각이 진행되기 어렵다. 이 때문에, 기체 분위기중에서 방전을 실시하는 경우는 전극의 온도가 상승해, 전극의 굳기 (경도) 가 늘어난다. 전극의 경도가 증가했을 경우에는 상기 전극의 전기 저항은 작아지며, 이것에 기인해 방전 전압은 정상적인 값보다 낮은 전압이 된다.

이와 같이 전극의 경도가 딱딱한 경우, 즉 방전 전압이 정상적인 값보다 낮은 경우에는 피막의 형성이 늦어지고, 워크피스를 제거 가공해 버리는 등의 현상이 생기게 된다. 따라서, 기체 분위기중에서 방전을 실시하는 경우는 전극의 냉각이 필요하게 된다.

본 실시형태에서는 도 7 을 이용해 전극의 냉각 방법에 대해 설명한다. 도 7 은 본 실시형태에 관한 방전 표면 처리 장치에 의해 방전 표면 처리를 실시하는 모습의 개념을 나타내는 그림이다. 도 7 에서는 펄스상 방전이 발생하고 있는 모습을 나타내고 있다.

도 7 에 나타내는 본 실시형태에 관한 방전 표면 처리 장치는 챔버 (41) 내에 방전 표면 처리용 전극 (43) (이하, 간단히 전극 (43) 으로 칭하는 경우가 있다), 워크피스 (45) 등이 수납되어 있다. 전극 (43), 워크피스 (45) 는 각각 챔버 (41) 의 외부에 설치되며, 전극 (43) 과 워크피스 (45) 와의 사이에 전압을 인가해 펄스상 방전 (아크 기둥 (53)) 을 발생시키는 방전 표면 처리용 전원 (47) 에 접속되어 있다. 이 구성에서는 방전시의 전류 I 는 전극 (43) 으로부터 방전 표면 처리용 전원 (47) 으로 향하는 방향으로 흐른다.

또, 챔버 (41) 에는, 챔버 (21) 내에 기체를 공급하는 것과 동시에 전극을 냉각하기 위한 기체 공급구 (49) 가 설치되어 있다. 따라서, 이 방전 표면 처리 장치에서는 상기 기체 공급구 (49) 를 통해 챔버 (41) 내에 기체가 공급된다. 또, 기체 공급구 (49) 로부터 공급된 기체는 전극 (43) 에 적용되도록 세팅되어 있다. 본 실시형태에서는 기체 공급구 (49) 를 통해 챔버 (41) 내에 아르곤 (Ar) 가스 (51) 가 도입되며, 챔버 내는 아르곤 분위기로 되어 있다.

덧붙여 도 7 에서는 극간 거리, 즉 전극 (43) 과 워크피스 (45) 와의 거리를 제어하기 위한 서보 기구 등은 본 발명과는 직접 관련되지 않기 때문에 생략하고 있다.

다음으로, 이 방전 표면 처리 장치에 있어서의 방전 표면 처리의 개요에 대해 설명한다. 전극 (43) 과 워크피스 (45) 와의 사이에 펄스상 방전을 발생시키고, 전극 재료를 워크피스측에 이동시켜 피막을 형성하는 원리는 가공 조건을 포함하여 상술한 실시형태 1 과 같다.

기체 공급구 (49) 로부터 공급된 Ar 가스 (51) 는 전극 (43) 에 적용되도록 세팅되어 있다. 이것에 의해, 이 방전 표면 처리 장치에서는 Ar 가스 (51) 로 챔버 (41) 를 충만시키는 것과 동시에 전극 (43) 을 냉각해, 전극 (43) 의 가열을 방 지할 수 있다.

이 결과, 전극 (43) 을 효과적으로 냉각하는 것이 가능해져, 전극 (43) 의 굳기가 딱딱해지는 것을 막을 수 있다. 따라서, 이 방전 표면 처리 장치는 방전 표면 처리 과정에서 전극 (43) 상태의 변화를 방지할 수 있어, 처리 시간이 경과해도 안정하게 피막을 형성할 수 있다는 효과를 발휘한다.

실시형태 4.

본 실시형태도 상술한 실시형태 3 과 마찬가지로, 기체 분위기중 방전에서의 문제점인 방전에 의한 전극의 가열을 해결하는 것을 목적으로 하는 것이다. 도 8 을 이용해, 본 실시형태에 관한 전극의 냉각 방법에 대해 설명한다. 도 8 은 본 실시형태에 관한 방전 표면 처리 장치에 의해 방전 표면 처리를 실시하는 모습의 개념을 나타내는 그림이다. 도 8 에서는 펄스상 방전이 발생하고 있는 모습을 나타내고 있다.

도 8 에 나타내는 본 실시형태에 관한 방전 표면 처리 장치는, 챔버 (61) 내에 방전 표면 처리용 전극 (63) (이하, 간단히 전극 (63) 으로 칭하는 경우가 있다), 워크피스 (65) 등이 수납되어 있다. 전극 (63) 은 티탄 (Ti) 분말로 구성된 전극이다. 전극 (63), 워크피스 (65) 는 각각 챔버 (61) 의 외부에 설치되며, 전극 (63) 과 워크피스 (65) 와의 사이에 전압을 인가해 펄스상 방전 (아크 기둥 (73)) 을 발생시키는 방전 표면 처리용 전원 (67) 에 접속되어 있다. 이 구성에서는 방전시의 전류 I 는 전극 (63) 으로부터 방전 표면 처리용 전원 (67) 으로 향하는 방향으로 흐른다.

또, 챔버 (61) 에는, 챔버 (61) 내에 기체를 공급하는 것과 동시에 전극을 냉각하기 위한 기체 공급구 (69) 가 설치되어 있다. 따라서, 이 방전 표면 처리 장치에서는, 상기 기체 공급구 (69) 를 통해 챔버 (61) 내에 기체가 공급된다. 또, 기체 공급구 (69) 로부터 공급되는 기체는 챔버 (61) 내에 도입될 때에 전극 (63) 에 적용되도록 세팅되어 있다. 본 실시형태에서는 기체 공급구 (69) 를 통해 챔버 (61) 내에 아르곤 (Ar) 가스 (71) 가 도입되며, 챔버 (61) 내는 아르곤 분위기로 되어 있다.

덧붙여 도 8 에서는 극간 거리, 즉 전극 (63) 과 워크피스 (65) 와의 거리를 제어하기 위한 서보 기구 등은 본 발명과는 직접 관련되지 않기 때문에 생략하고 있다.

다음으로, 이 방전 표면 처리 장치에 있어서의 방전 표면 처리의 개요에 대해 설명한다. 전극 (63) 과 워크피스 (65) 와의 사이에 펄스상 방전을 발생시키고, 전극 재료를 워크피스측에 이동시켜 피막을 형성하는 원리는 가공 조건을 포함해 상술한 실시형태 1 과 같다.

본 실시형태에서는 기체 공급구 (69) 에 Ar 가스 (71) 을 공급함으로써 전극 (63) 을 통해 Ar 가스 (71) 를 챔버 (61) 내에 공급하는 구조로 되어 있다. 전극 (63) 은 분말로 구성된 다공질의 구조이며, 기체를 통과시킬 수 있다. 이것에 의해, 이 방전 표면 처리 장치에서는 Ar 가스 (71) 로 챔버 (61) 를 충만시키는 것과 동시에 전극 (63) 을 냉각해, 전극 (63) 의 가열을 방지할 수 있다.

그리고 이 때, 도 8 에 나타내는 바와 같이 전극 (63) 의 주변을 기체를 통 과시키지 않는 재질로 이루어진 부재로 덮음으로써, 방전이 발생하는 부분에 보다 효과적으로 Ar 가스를 도입할 수 있다. 일례로서는 도 8 에 나타내는 바와 같이 전극을 실린더 내에 수납함으로써 실현될 수 있다. 이것에 의해, Ar 가스 (71) 로 챔버 (61) 내를 충만시키는 것과 동시에 전극 (63) 을 냉각해, 전극 (63) 의 가열을 방지할 수 있다.

이 결과, 전극 (63) 을 보다 효과적으로 냉각하는 것이 가능해져, 전극 (63) 의 굳기가 딱딱해지는 것을 막을 수 있다. 따라서, 이 방전 표면 처리 장치는, 방전 표면 처리의 과정에서 전극 (63) 의 상태 변화를 방지할 수 있어, 처리 시간이 경과하더라도 안정하게 피막을 형성할 수 있다는 효과를 발휘한다.

본 실시형태에 의하면, 전극을 보다 효율적으로 냉각하는 것이 가능하기 때문에, 가공액중에 있어서의 방전시에 가공액에 의해 냉각되는 경우에 필적할 정도로 효율적으로 전극을 냉각하는 것이 가능해진다. 그 결과, 전극의 온도는 항상 양호한 상태로 유지되기 때문에, 전극의 온도 변화가 방전 피막 형성 특성에 영향을 미치는 일이 없이, 보다 우수한 피막 형성이 가능해진다.

실시형태 5.

본 발명의 실시형태 5 에 있어서의 방전 표면 처리 방법에 대해서, 도 9 를 이용해 설명한다. 도 9 는 본 실시형태에 관한 방전 표면 처리 장치에 의해 방전 표면 처리를 실시하는 모습의 개념을 나타내는 그림이다. 도 9 에서는 펄스상 방전이 발생하고 있는 모습을 나타내고 있다.

도 9 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 관한 방전 표면 처리 장치는 방 전 표면 처리용 전극 (83) (이하, 간단히 전극 (5) 으로 칭하는 경우가 있다) 과, 전극 (83) 과 워크피스 (85) 를 덮는 가공액인 액체 아르곤 (89) 과, 전극 (83) 과 워크피스 (85) 와의 사이에 전압을 인가해 펄스상 방전 (아크 기둥 (91)) 을 발생시키는 방전 표면 처리용 전원 (87) 을 구비하여 구성된다. 덧붙여, 도 9 에서는 극간 거리, 즉 전극 (83) 과 워크피스 (85) 와의 거리를 제어하기 위한 서보 기구, 액체 아르곤 (89) 를 저장하는 저장조 등은 본 발명과는 직접 관련되지 않기 때문에 생략하고 있다.

다음으로, 이 방전 표면 처리 장치에 있어서의 방전 표면 처리의 개요에 대해 설명한다. 전극 (63) 과 워크피스 (65) 와의 사이에 펄스상 방전을 발생시키고 전극 재료를 워크피스측으로 이동시켜 피막을 형성하는 원리는 가공 조건을 포함해 상술한 실시형태 1 과 같다.

그리고 방전 에너지에 의해 용융한 전극 재료를 탄화 또는 산화시키지 않는 방법으로, 상술한 실시형태에서 불활성인 기체 분위기중에서의 방전 표면 처리에 대해 설명했지만, 불활성인 가스를 액화한 것을 가공액으로 함으로써 액체중의 방전 표면 처리 요령으로 피막 형성을 할 수 있다.

다만, 방전 표면 처리 장치의 온도가 매우 낮은 상태가 되므로, 그 대책이 필요하게 된다는 결점이 있는 것도 사실이다.

또, 기체 분위기중에서의 처리 경우에는 질소 가스 분위기에서도 비교적 용이하게 처리가 가능했지만, 액체 질소중에서의 처리에서는 피막의 질화가 진행되기 쉽다는 문제도 있었다.

이상과 같은 결점이 있지만, 이 방전 표면 처리 장치에서는 액체중에서 방전 표면 처리를 하기 때문에, 방전의 안정성, 피막 형성의 안정성은 뛰어나며, 기체 분위기중에서의 방전에는 없는 이점, 예를 들어 무부하 전압 (극간 전압) 을 500V 로 높이지 않아도 안정된 방전이 가능하여 회로 구성이 간단하게 되는 점 등이 있다.

즉, 액체 아르곤중에서의 방전 표면 처리의 경우는 상술한 실시형태에서 설명한 바와 같이 가공 조건을 500V 로 하지 않으면 안되는 일은 없고, 500V 보다 낮은 무부하 전압 (극간 전압) (통상의 방전 가공의 무부하 전압 (극간 전압)) 으로도 처리가능하다.

덧붙여 불활성인 가스를 액화한 액체중에서 방전 표면 처리를 실시하는 경우에 무부하 전압 (극간 전압) 을 낮게 할 수 있는 것은, 방전에 의해 발생한 가공 가루가 액체중에 체재하여 방전을 유발하기 때문이다.

실시형태 6.

상술한 실시형태 1 내지 실시형태 5 는 방전 표면 처리용 전극으로서 분말로 구성되어 있는 방전 표면 처리용 전극을 사용했지만, 방전 표면 처리용 전극이 용이하게 소모되는 경우에는 분말로 하지 않은 금속 상태에서도 같은 효과를 실현할 수 있는 것을 발명자의 시험에 의해 밝혔다.

예를 들어, 방전 표면 처리용 전극에 알루미늄 (알루미늄 100%, 알루미늄 합금) 을 사용했을 경우에는, 방전 표면 처리용 전극은 방전 펄스에 의해 용이하게 소모되어, 워크피스측으로 이동한다. 여기서, 알루미늄 전극의 경우에는 방전에 의한 전극 소모가 매우 크기 때문에, 다른 재료의 분말 전극과 같은 정도로 많은 전극 재료가 워크피스측으로 비산된다.

그리고 워크피스측으로 비산된 알루미늄이 워크피스를 덮으면, 고온 환경하에서 알루미늄 표면이 산화해 워크피스의 산화를 방지할 수 있다. 이것은, 표면의 알루미늄이 산화되면 조밀한 산화 피막을 형성하고, 상기 산화 피막에 의해 워크피스의 내부까지 산화가 진행되는 것을 막기 때문이다.

종래는 알루미나이징 (aluminizing) 처리라는 복잡한 공정을 거쳐 워크피스에 알루미늄 피막을 형성하는 일이 있었지만, 펄스 방전에 의해 용이하게 알루미늄 피막을 형성할 수 있게 되었다.

오일 등의 가공액중에서 상기와 같은 참가 피막(participation coating)을 형성하는 처리를 실시하면, 탄소가 피막중에 들어와 경우에 따라서는 바람직하지 않을 때도 있다. 탄소가 피막중에 들어오면, 시간이 경과했을 때에 탄소가 석출해 피막 강도를 감소시키는 경우나, 피막중에서 탄화물을 만드는 경우 등이 있다. 이 때문에, 방전 표면 처리는 아르곤중에서 실시하는 것이 바람직하지만, 오일중에서도 일반적으로는 충분한 효과를 발휘할 수 있는 경우도 있다.

또, 기체 분위기중에서 방전 표면 처리를 실시하는 경우는, 상기 실시형태와 같이 전극과 워크피스의 사이에 500V 이상의 전압을 인가해 펄스상 방전을 발생시켜 방전 표면 처리를 실시하는 것이 바람직하다. 이것에 의해 기체 분위기중에서도 알루미늄 전극을 이용해 양호한 후막을 형성할 수 있다.

본 실시형태에 의하면 알루미늄을 분말로 하는 일 없이 방전 표면 처리용 전 극으로 사용할 수 있고, 용이하게 알루미늄 피막을 워크피스상에 형성할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명에 관한 방전 표면 처리용 전극은 피가공물 표면에 피막을 형성하는 표면 처리 관련 산업에 이용되는데 적합하며, 특히 피가공물 표면에 후막을 형성하는 표면 처리 관련 산업에 이용되는데 적합하다.

Claims (14)

1. 금속 분말, 또는 금속 화합물의 분말, 또는 세라믹스의 분말을 압축 성형한 압분체를 전극으로 이용하여, 기체 분위기중에서 전극과 워크피스 사이에 500V 이상의 전압을 인가해 펄스상 방전을 발생시키고, 그 에너지에 의해 워크피스 표면에 전극 재료 또는 전극 재료가 상기 펄스상 방전 에너지에 의해 반응한 물질로 이루어진 피막을 형성하는 것을 특징으로 하는 방전 표면 처리 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 기체 분위기가 불활성인 가스 분위기인 것을 특징으로 하는 방전 표면 처리 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 전극을 냉각하면서 방전을 발생시키는 것을 특징으로 하는 방전 표면 처리 방법.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 전극중에 기체를 통과시켜 상기 전극을 냉각하면서 방전을 발생시키는 것을 특징으로 하는 방전 표면 처리 방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 전극을 기체 불투과성 실린더 내에 수납하고, 상기 실린더 내에 기체를 공급함으로써 상기 전극을 냉각하는 것과 동시에 상기 방전 발생 영역에 상기 기체를 공급하는 것을 특징으로 하는 방전 표면 처리 방법.
6. 금속 분말, 또는 금속 화합물의 분말, 또는 세라믹스의 분말을 압축 성형한 압분체로 이루어진 전극과, 상기 전극과 워크피스 사이에 500V 이상의 전압을 인가해 펄스상 방전을 발생시키는 전원과, 상기 전극과 워크피스에 기체를 공급하는 기체 공급 수단을 가지며,

   상기 펄스상 방전 에너지에 의해 상기 전극의 재료로 이루어진 피막 또는 상기 전극의 재료가 상기 펄스상 방전 에너지에 의해 반응한 물질로 이루어진 피막을 워크피스 표면에 형성하는 것을 특징으로 하는 방전 표면 처리 장치.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 기체 공급 수단으로부터 공급되는 기체가 불활성 가스인 것을 특징으로 하는 방전 표면 처리 장치.
8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,

   상기 전극 및 워크피스를 봉입하는 케이스를 구비하며, 상기 기체 공급 수단이 상기 케이스 내에 불활성인 가스를 공급하고, 불활성인 가스 분위기중에서 피막 을 형성하는 것을 특징으로 하는 방전 표면 처리 장치.
9. 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 기체 공급 수단이 상기 전극에 대해서 기체를 공급함으로써 상기 전극을 냉각하는 것을 특징으로 하는 방전 표면 처리 장치.
10. 제 6 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 전극을 기체 불투과성 실린더 내에 수납하고, 상기 실린더 내에 상기 기체 공급 수단으로부터 기체를 공급함으로써 상기 전극을 냉각하는 것을 특징으로 하는 방전 표면 처리 장치.
11. 금속 분말, 또는 금속 화합물의 분말, 또는 세라믹스의 분말을 압축 성형한 압분체를 전극으로서 이용하여, 액체 상태로 한 불활성 가스 분위기중에서 상기 전극과 워크피스 사이에 펄스상 방전을 발생시키고, 그 에너지에 의해 워크피스 표면에 상기 전극의 재료로 이루어진 피막 또는 상기 전극의 재료가 상기 펄스상 방전 에너지에 의해 반응한 물질로 이루어진 피막을 형성하는 것을 특징으로 하는 방전 표면 처리 방법.
12. 금속 분말, 또는 금속 화합물의 분말, 또는 세라믹스의 분말을 압축 성형한 압분체로 이루어진 전극과, 액체 상태로 한 불활성 가스를 저장하는 저장 수단과, 상기 전극과 워크피스 사이에 펄스상 방전을 발생시키는 전원을 가지며,

    상기 펄스상 방전 에너지에 의해 상기 전극 재료로 이루어진 피막 또는 상기 전극의 재료가 상기 펄스상 방전 에너지에 의해 반응한 물질로 이루어진 피막을 워크피스 표면에 형성하는 것을 특징으로 하는 방전 표면 처리 장치.
13. 알루미늄을 주성분으로 하는 금속을 전극으로 이용하고, 기체 분위기중에서 상기 전극과 워크피스 사이에 500V 이상의 전압을 인가해 펄스상 방전을 발생시키거나, 또는 가공액중에서 펄스상 방전을 발생시키고, 그 에너지에 의해 워크피스 표면에 상기 전극의 재료 또는 상기 전극의 재료가 상기 펄스상 방전 에너지에 의해 반응한 물질로 이루어진 피막을 형성하는 것을 특징으로 하는 방전 표면 처리 방법.
14. 제 13 항에 있어서,

    상기 기체 분위기가 불활성인 가스 분위기인 것을 특징으로 하는 방전 표면 처리 방법.

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