WO1999046423A1 - Electrode compacte pour traitement de surface par decharge et son procede de fabrication - Google Patents

Electrode compacte pour traitement de surface par decharge et son procede de fabrication Download PDF

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green compact
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discharge
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Akihiro Goto
Toshio Moro
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Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/12—Both compacting and sintering
    • B22F3/14—Both compacting and sintering simultaneously
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C26/00—Coating not provided for in groups C23C2/00 - C23C24/00

Definitions

  • the present invention relates to a green compact electrode for electric discharge surface treatment and a method for manufacturing a green compact electrode for electric discharge surface treatment, and more particularly to a green compact used for electric discharge surface treatment for forming a hard film on the surface of a work.
  • the present invention relates to an electrode (discharge electrode) and a method for producing the compact electrode.
  • a pulsed discharge is generated between the compacted electrode and the workpiece in a machining fluid such as electric discharge machining oil, and the discharge energy causes the electrode material or electrode material to be applied to the surface of the workpiece.
  • a discharge surface treatment method for forming a hard coating made of a substance such as a metal carbide such as TiC generated by reacting with a discharge energy is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-191829. .
  • a green compact electrode uses a method in which a metal powder such as Ti is placed in a die, and the metal powder is solidified by pressing and compressing the metal powder in the die with a punch. And press molded.
  • the green compact electrode is manufactured by the electric discharge machining disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication Nos. 56-125265 and 62-127484, even if metal powder is used. Unlike sintering electrodes, sintering is not performed, so the final electrode strength and electrical resistance are determined by the state at the completion of pressure molding.
  • the compacting electrode needs a molding pressure of about 5 tonf / cm 2 . If the molding pressure is lower than this, the strength of the resulting electrode is insufficient or the electric resistance of the electrode becomes extremely large, so that the electrode cannot be appropriately used as a compact electrode for discharge surface treatment. On the other hand, on the other hand, if the electrode molding is performed with such a large molding pressure, the pressure applied to the mold also increases. Therefore, when the compacted electrode is removed from the mold after molding, the compacted electrode must be removed. It may be damaged or damaged, and the production yield of the green compact electrode is poor.
  • the reason why a large molding pressure is required for the compaction of the green compact electrode for electric discharge surface treatment is that the particle bonding structure of the metal carbide particles such as TiC alone is rough.
  • a major cause is that the powder does not enter the mold evenly.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and has an electrode strength required for a discharge surface treatment compact electrode by a molding with a relatively small molding pressure. It is an object of the present invention to provide a green compact electrode for discharge surface treatment and a method for producing a green compact electrode for discharge surface treatment with a good production yield. Disclosure of the invention
  • a discharge is generated between a metal powder or a green compact electrode obtained by press-molding a metal compound powder and a workpiece, and the discharge material has an electrode material on a work surface.
  • a discharge surface treatment green compact electrode used in the discharge surface treatment for forming a film made of a substance reacted by electric energy, soft metal powder is mixed with metal powder or metal compound powder and pressed. It is possible to provide a green compact electrode for discharge surface treatment.
  • the soft metal powder enters the gap between the particles of the metal powder or the metal compound powder as a binding agent, and the soft metal powder is plastically deformed according to the shape between the particles. Solidify the electrode with powder to lower the electrical resistance of the electrode. As a result, the electrode strength and electric resistance required for a green compact electrode for discharge surface treatment can be obtained even by molding with a low molding pressure.
  • the present invention can provide a green compact electrode for discharge surface treatment, wherein the metal compound powder is TiH 2 and the soft metal powder is A.
  • the gap between the Ti H 2 particles is relatively soft.
  • the electric resistance is low, and the Ag powder enters and undergoes plastic deformation following the shape of the particles, solidifying the electrode with the powder and lowering the electric resistance of the electrode.
  • the electrode strength and electrical resistance required for a green compact electrode for discharge surface treatment can be obtained even by molding with a low molding pressure.
  • the discharge surface treatment, the hard film by T i C by reaction with T i H 2 and carbon pressurized E solution is obtained.
  • the present invention also provides a method for generating a discharge between a green compact electrode formed by press-molding a metal powder or a metal compound powder and a work, and using a discharge energy to form an electrode material on the work surface.
  • a green compact electrode for electric discharge surface treatment used in electric discharge surface treatment for forming a film made of a substance reacted by electric discharge engineering, a metal powder or a metal compound powder is mixed with an adhesive and added by a molding die. It is possible to provide a green compact electrode for discharge surface treatment that has been pressed.
  • the metal powder or the metal compound powder is bonded and bonded by the adhesive, and the electrode is solidified by the powder, and the electric resistance of the electrode is reduced.
  • the electrode strength and electric resistance required as a green compact electrode for discharge surface treatment can be obtained even by molding with a low molding pressure.
  • the present invention can provide a green compact electrode for discharge surface treatment, wherein the adhesive is a polymer-based adhesive containing carbon such as an epoxy resin or a phenol resin. Therefore, in the discharge surface treatment, in addition to the reaction between the metal powder or the metal compound powder and the carbon in the working fluid, some metal powders react with the metal compound powder and the carbon in the adhesive to form a hard metal carbide. A film is obtained.
  • the adhesive is a polymer-based adhesive containing carbon such as an epoxy resin or a phenol resin. Therefore, in the discharge surface treatment, in addition to the reaction between the metal powder or the metal compound powder and the carbon in the working fluid, some metal powders react with the metal compound powder and the carbon in the adhesive to form a hard metal carbide. A film is obtained.
  • the present invention also provides a method for generating a discharge between a green compact electrode formed by press-molding a metal powder or a metal compound powder and a work, and the discharge material has an electrode material on the work surface.
  • a method of manufacturing a green compact electrode used in an electric discharge surface treatment for forming a film made of a substance reacted by energy a soft metal powder is mixed with a metal powder or a metal compound powder, and the mixture is added by a molding die. It is possible to provide a method for producing a green compact electrode for electric discharge surface treatment by pressing.
  • the particles of the metal powder or metal compound powder are formed when the compression body electrode is pressed.
  • the soft metal powder enters the gap between the elements as a binding agent, and the soft metal powder plastically deforms following the shape between the particles to solidify the powdered electrode, thereby lowering the electrical resistance of the electrode.
  • the electrode strength and electric resistance required for a green compact electrode for discharge surface treatment can be obtained even by molding with a low molding pressure.
  • the present invention can provide a method for producing a green compact electrode for discharge surface treatment, wherein the metal compound powder is TiH 2 and the soft metal powder is A.
  • the gap between the Ti H 2 particles is relatively soft and soft, and the electrical resistance is low, and the Ag powder enters and plastically follows the shape between the particles. Deforms and solidifies the electrode with powder, lowering the electrical resistance of the electrode.
  • the electrode strength and electrical resistance required for a green compact electrode for discharge surface treatment can be obtained even by molding with a low molding pressure.
  • the discharge surface treatment the hard film by T i C by reaction with T i H 2 and carbon pressurized E solution is obtained.
  • the present invention provides a method for generating a discharge between a green compact electrode formed by pressing a metal powder or a metal compound powder and a work, and discharging the electrode material or the electrode material on the work surface by discharge energy by discharge energy.
  • a method for manufacturing a green compact electrode used in an electrical discharge surface treatment for forming a film made of a reacted substance a metal powder or a metal compound powder is charged into a molding die while applying vibration to the molding die, and is applied by the molding die.
  • a method for producing a green compact electrode for discharge surface treatment to be compacted can be provided.
  • the filling amount is several g to several hundred g
  • the vibration filling time is several ten seconds
  • the particle diameter is 1 to 50 m
  • the amplitude is 5 m or more.
  • the frequency is 10 Hz or more.
  • the packing density of the metal powder or the metal compound powder with respect to the molding die is increased, and the metal powder or the metal compound powder is evenly introduced into the molding die.
  • the electrode strength and electric resistance required for a green compact electrode for discharge surface treatment can be obtained even by molding with a low molding pressure.
  • the present invention can provide a method for producing a green compact electrode for electric discharge surface treatment for applying ultrasonic vibration to a molding die.
  • the ultrasonic vibration filling the packing density of the metal powder or the metal compound powder with respect to the molding die is efficiently increased, and the metal powder or the metal compound powder is evenly contained in the molding die.
  • the electrode strength and electrical resistance required for the green compact electrode for discharge surface treatment can be obtained even by molding with a low molding pressure.
  • the present invention provides a method for generating a discharge between a green compact electrode formed by pressing a metal powder or a metal compound powder and a work, and causing the electrode material or the electrode material to react on the work surface by the discharge energy by the discharge energy.
  • the metal powder is formed by mixing an adhesive into a metal compound powder and press-molding with a molding die. It is possible to provide a method for producing a processing green body electrode.
  • the metal powder or the metal compound powder is adhesively bonded by an adhesive, and the electrode is solidified by the powder, thereby lowering the electric resistance of the electrode.
  • the electrode strength and electric resistance required as a green compact electrode for discharge surface treatment can be obtained even by molding with a low molding pressure.
  • the present invention can provide a method for producing a green compact electrode for discharge surface treatment, wherein the adhesive is a polymer-based adhesive containing carbon such as an epoxy resin or a phenol resin.
  • FIG. 1 is a schematic view schematically showing an example of a microstructure of a green compact electrode for discharge surface treatment according to the present invention
  • FIG. 2 is a method for manufacturing a green compact electrode for discharge surface treatment according to the present invention
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of a manufacturing apparatus used for carrying out the method
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing another example of a manufacturing apparatus used for carrying out the method for manufacturing a green compact electrode for discharge surface treatment according to the present invention
  • FIG. 4 is a schematic view of a compact electrode for discharge surface treatment according to the present invention. It is a schematic diagram which shows another example of a mouth structure typically. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • FIG. 1 schematically shows a microstructure of a green compact electrode for discharge surface treatment according to the present invention.
  • the green compact electrode 10 for discharge surface treatment according to the present invention is a powder of a metal or a compound of a metal which is a main component of a hard coating formed by the discharge surface treatment, such as a metal carbide (hereinafter abbreviated as a metal powder).
  • a mixed powder 13 of 11 and a soft metal powder 12 was pressed into an electrode shape using a molding die.
  • the metal powder 11 is Ti H 2 (titanium hydride) powder
  • the soft metal powder 12 is Ag powder.
  • the particle diameter of the metal powder 11 may be about 1 to 40 zm
  • the particle diameter of the soft metal powder 12 may be about 1 to 100 / m
  • the metal powder 11 and the soft metal powder 1 2 The mixing ratio may be about 10: 1 by weight.
  • the pressure molding of the green compact electrode for discharge surface treatment 10 is performed using a punch 50 of a press and a die 52 fixed on a die plate 51 as shown in FIG. This is performed by mounting a mixed powder 13 of the metal powder 11 and the soft metal powder 12 in the die 52 and pressing the mixture with a punch 50.
  • the compacted electrode for discharge surface treatment 10 is pressed in a state in which the soft metal powder 12 such as Ag is mixed with the metal powder 11 such as Ti H 2 and the like.
  • the soft metal powder 12 enters the gap between the particles of the metal powder 11 as a binder when the green compact electrode 10 is pressed, and is plastically deformed according to the shape between the particles to solidify the electrode. This has the effect of lowering the electrical resistance of the electrode. In particular, the electric resistance of the green compact electrode 10 is maintained at a sufficiently low value by the mixing of Ag powder having low electric resistance.
  • the green compact electrode for discharge surface treatment 10 which has the required electrode strength and electric resistance with a low molding pressure and a low molding pressure is formed by pressure, and is applied to the mold.
  • the pressure is reduced, and when the green compact electrode 10 is removed from the mold after molding, the possibility that the green compact electrode 10 is damaged or broken is reduced, and the green compact electrode 10 is reduced. Production yield is improved.
  • the green compact electrode 10 in which the Ag powder is mixed with the Ti H 2 powder a good hard coating of Ti C is obtained by the reaction of the discharge energy with the carbon in the working fluid.
  • the green compact electrode with the invention by mixing A g powder compacting at 2 tonf / cm 2 about the powder T i H 2, without incorporation of A g in 5 tonf / cm 2
  • the properties of both films were about 250 HV in Viccus hardness, adhesion was strong, and coating thickness was high.
  • the length was about 5 m, which was not changed at all.
  • FIG. 3 shows an embodiment of a manufacturing apparatus used for carrying out the method for manufacturing a green compact electrode for discharge surface treatment according to the present invention.
  • a die plate 51 is provided on a vibrator 53.
  • So ⁇ metal powder 1 1, such as T i H 2 to the die 5 2 by vibrating the die 5 2 by vibrator 3, the metallic powder 1 1 while vibrating in the die 5 2 Put in.
  • the mounting density of the metal powder 11 becomes high, and the metal powder 11 enters the die 52 evenly.
  • the vibrator 53 may be one that gives an ultrasonic vibration or has a larger period. P98 / 01006
  • This manufacturing method can be applied even when a mixed powder 13 of the metal powder 11 and the soft metal powder 12 is used, and the same effect can be obtained.
  • FIG. 4 schematically shows a microstructure of a green compact electrode for discharge surface treatment according to the present invention.
  • the green compact electrode for discharge surface treatment 20 according to the present invention is a mixture of a powder of a metal or a compound of a metal which is a main component of a hard coating formed by the discharge surface treatment, such as a metal carbide, and a ceramic powder.
  • metal powder is mixed with an adhesive 22 and pressed into an electrode shape by a forming die.
  • Examples of the adhesive 22 include a polymer-based adhesive containing carbon, such as an epoxy resin or a phenol resin.
  • the pressure molding of the discharge surface treatment green compact electrode 20 is also performed by using a punch 50 of a press and a die 52 fixed on a die plate 51 as shown in FIG.
  • the die 52 is loaded with a mixture of the metal powder 21 and the adhesive 22 mixed therein, and is pressed by a punch 50.
  • the adhesive 22 functions to adhesively bond the metal powders 21 to each other and obtain a required electrode strength.
  • metal powder 21 with T i H 2 even if the electrode molding pressure is reduced to 2 tonf / cm 2 or less, the compact 22 is firmly solidified by the adhesive 22, and the discharge compacts for surface treatment The electrode strength and electric resistance required for the electrode can be obtained.
  • the green compact electrode 20 for discharge surface treatment which has the required electrode strength and electric resistance as a green compact electrode for discharge surface treatment at a low molding pressure, is press-molded, and the pressure applied to the mold is reduced.
  • the possibility that the green compact electrode 20 is damaged or damaged is reduced, and the production yield of the green compact electrode 20 is reduced. Is improved.
  • the main component of the coating is T i C, which is T i in the electrode and carbon C, which is a component in the working fluid. React to generate T i C.
  • the supply amount of carbon is larger than the consumption amount of the green compact electrode, unreacted Ti that does not become TiC remains in the coating, which causes a decrease in hardness of the coating.
  • the adhesive is a substance composed of carbon (:, hydrogen H, oxygen 0, etc.), it is decomposed by the thermal energy of the discharge, and the hydrogen is mainly water H 2 0 or hydrogen gas H 2 , and the oxygen is water H 2 0, the carbon dioxide C 0 2, carbon dioxide C 0 2, comprising carbon C. carbons produced here, is used when T i of the green compact electrode to react to T i C, hard coating Helps to form
  • the green compact electrode according to the present invention is suitable for a discharge electrode used in a discharge surface treatment for forming a hard coating.

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Description

明 細 書 放電表面処理用圧粉体電極および放電表面処理用圧粉体電極の製造方法 技術分野
この発明は、 放電表面処理用圧粉体電極および放電表面処理用圧粉体電極の製 造方法に関し、 特に、 ワークの表面に硬質被膜を形成するための放電表面処理で 使用される圧粉体電極（放電電極） およびその圧粉体電極の製造方法に関するも のである。 背景技術
圧粉体電極を使用し、 放電加工油等の加工液中において、 圧粉体電極とワーク との間にパルス状の放電を発生させ、 その放電エネルギによりワークの表面に電 極材料もしくは電極材料が放電エネルギにより反応して生成される T i C等の金 属炭化物等の物質からなる硬質被膜を成形する放電表面処理方法は、 特開平 9一 1 9 8 2 9号公報に示されている。
一般に、 圧粉体電極は、 ダイ型内に T i等の金属の粉末を装塡し、 パンチによ つてダイ型内の金属粉末を加圧 ·圧縮することにより、 金属粉末が固まることを 利用して加圧成形される。
圧粉体電極は、 金属粉末を用いていても、 特開昭 5 6 - 1 2 6 5 3 5号公報や 特開昭 6 2 - 1 2 7 4 4 8号公報に示されている放電加工用電極とは異なって焼 結を行わないから、 最終電極強度や電気抵抗は加圧成形完了時の状態により決ま る。
このため、 所要の最終電極強度や電気抵抗を得るためには、 圧粉体電極は成形 圧は、 約 5 t o n f / c m2 程度の圧力が必要である。 これより成形圧が低くな ると、 出来上がった電極の強度が不充分であったり、 電極の電気抵抗が著しく大 きくなり、 放電表面処理の圧粉体電極として適切に使用できない。 しカヽし、 一方では、 このような大きな成形圧によって電極成形を行うと、 金型 にかかる圧力も大きくなるために、 成形後に圧粉体電極を金型より取り出す際に 、 圧粉体電極を傷つけたり、 破損したりすることがあり、 圧粉体電極の製造の歩 留まりが悪い。
上述のように、 放電表面処理用圧粉体電極の加圧成形に大きな成形圧を必要す る原因は、 T i C等の金属炭化物の粒子だけでは粒子の結合構造が荒いと云うこ とと、 金型に粉末が均等に入らないことが大きな原因になっている。
この発明は、 上述の如き問題点を解消するためになされたもので、 比較的小さ な成形圧による成形により放電表面処理用圧粉体電極として必要な電極強度ゃ電 気抵抗値を有し、 製造の歩留まりがよい放電表面処理用圧粉体電極および放電表 面処理用圧粉体電極の製造方法を提供することを目的としている。 発明の開示
この発明は、 金属粉末ある 、は金属化合物粉末を加圧成形した圧粉体電極とヮ ークとの間に放電を発生させ、 放電エネルギによってワーク表面に電極材料ある レ、は電極材料が放電工ネルギにより反応した物質からなる被膜を形成する放電表 面処理で使用される放電表面処理用圧粉体電極において、 金属粉末あるいは金属 化合物粉末に軟質金属粉末を混合して加圧成形されている放電表面処理用圧粉体 電極を提供することができる。
従って、 圧粉体電極を加圧成形する際に金属粉末あるいは金属化合物粉末の粒 子間の隙間に軟質金属粉末がつなぎ剤として入り込み、 軟質金属粉末が粒子間形 状に倣って塑性変形して粉体による電極を固め、 電極の電気抵抗を低くする。 こ れにより、 低い成形圧による成形によっても放電表面処理用圧粉体電極として必 要な電極強度や電気抵抗値が得られる。
また、 この発明は、 前記金属化合物粉末が T i H2 で、 軟質金属粉末が A で あること放電表面処理用圧粉体電極を提供することができる。
従って、 圧粉体電極を加圧成形する際に T i H2 の粒子間の隙間に比較的柔ら かく、 しかも電気抵抗が低レ、 A g粉末が入り込んで粒子間形状に倣つて塑性変形 し、 粉体による電極を固め、 電極の電気抵抗を低くする。 これにより、 低い成形 圧による成形によっても放電表面処理用圧粉体電極として必要な電極強度や電気 抵抗値が得られる。 この圧粉体電極では、 放電表面処理において、 T i H2 と加 ェ液中の炭素との反応により T i Cによる硬質皮膜が得られる。
また、 この発明は、 金属粉末あるいは金属化合物粉末を加圧成形した圧粉体電 極とワークとの間に放電を発生させ、 放電工ネルギによってワーク表面に電極材 料あるレ、は電極材料が放電工ネルギにより反応した物質からなる被膜を形成する 放電表面処理で使用される放電表面処理用圧粉体電極において、 金属粉末あるしヽ は金属化合物粉末に接着剤を混入して成形型により加圧成形されている放電表面 処理用圧粉体電極を提供することができる。
従って、 金属粉末あるいは金属化合物粉末が接着剤によって接着結合し、 粉体 による電極を固め、 電極の電気抵抗を低くする。 これにより、 低い成形圧による 成形によっても放電表面処理用圧粉体電極として必要な電極強度や電気抵抗値が 得られる。
また、 この発明は、 前記接着剤がエポキシ樹脂やフエノール樹脂等、 炭素を含 む高分子系の接着剤である放電表面処理用圧粉体電極を提供することができる。 従って、 放電表面処理において、 金属粉末あるいは金属化合物粉末と加工液中 の炭素との反応に加えて、 金属粉末あるレ、は金属化合物粉末と接着剤中の炭素と が反応し、 硬質の炭化金属皮膜が得られる。
また、 この発明は、 金属粉末あるいは金属化合物粉末を加圧成形した圧粉体電 極とワークとの間に放電を発生させ、 放電エネルギによってワーク表面に電極材 料あるし、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被膜を形成する 放電表面処理で使用される圧粉体電極の製造方法におし、て、 金属粉末あるいは金 属化合物粉末に軟質金属粉末を混合して成形型により加圧成形する放電表面処理 用圧粉体電極の製造方法を提供することができる。
従って、 圧扮体電極を加圧成形する際に金属粉末あるいは金属化合物粉末の粒 子間の隙間に軟質金属粉末がつなぎ剤として入り込み、 軟質金属粉末が粒子間形 状に倣って塑性変形して粉体による電極を固め、 電極の電気抵抗を低くする。 こ れにより、 低い成形圧による成形によっても放電表面処理用圧粉体電極として必 要な電極強度や電気抵抗値が得られる。
また、 この発明は、 前記金属化合物粉末が T i H2 で、 軟質金属粉末は A で ある放電表面処理用圧粉体電極の製造方法を提供することができる。
従って、 圧粉体電極を加圧成形する際に T i H2 の粒子間の隙間に比較的柔ら 力、く、 しかも電気抵抗が低し、 A g粉末が入り込んで粒子間形状に倣つて塑性変形 し、 粉体による電極を固め、 電極の電気抵抗を低くする。 これにより、 低い成形 圧による成形によっても放電表面処理用圧粉体電極として必要な電極強度や電気 抵抗値が得られる。 この圧粉体電極では、 放電表面処理において、 T i H2 と加 ェ液中の炭素との反応により T i Cによる硬質皮膜が得られる。
また、 この発明は、 金属粉末あるいは金属化合物粉末を加圧成形した圧粉体電 極とワークとの間に放電を発生させ、 放電工ネルギによって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被膜を形成する 放電表面処理で使用される圧粉体電極の製造方法において、 成形型に振動を加え ながら金属粉末あるいは金属化合物粉末を成形型内に装填し、 成形型により加圧 成形する放電表面処理用圧粉体電極の製造方法を提供することができる。 このよ うな振動充塡の場合、 例えば、 充塡量としては数 g〜数 1 0 0 g、 振動充塡時間 としては数 1 0秒、 粒子径としては 1〜5 0 m、 振幅 5 m以上、 振動数 1 0 H z以上である。
従って、 振動充填により、 金属粉末あるいは金属化合物粉末の成形型に対する 装塡密度が高密度になり、 成形型内に金属粉末あるいは金属化合物粉末が均等に 入るようになる。 これにより、 低い成形圧による成形によっても放電表面処理用 圧粉体電極として必要な電極強度や電気抵抗値が得られる。
また、 この発明は、 成形型に超音波振動を与える放電表面処理用圧粉体電極の 製造方法を提供することができる。 P T/JP98/01006
従って、 超音波振動充填により、 金属粉末あるいは金属化合物粉末の成形型に 対する装塡密度が効率よく高密度になり、 成形型内に金属粉末あるいは金属化合 物粉末が均等に入るようになる。 これにより、 低い成形圧による成形によっても 放電表面処理用圧粉体電極として必要な電極強度や電気抵抗値が得られる。
また、 この発明は、 金属粉末あるいは金属化合物粉末を加圧成形した圧粉体電 極とワークとの間に放電を発生させ、 放電エネルギによって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被膜を形成する 放電表面処理で使用される圧粉体電極の製造方法において、 金属粉末あるレ、は金 属化合物粉末に接着剤を混入して成形型により加圧成形する放電表面処理用圧粉 体電極の製造方法を提供することができる。
従って、 金属粉末あるいは金属化合物粉末力く接着剤によって接着結合し、 粉体 による電極を固め、 電極の電気抵抗を低くする。 これにより、 低い成形圧による 成形によっても放電表面処理用圧粉体電極として必要な電極強度や電気抵抗値が 得られる。
また、 この発明は、 前記接着剤は、 エポキシ樹脂やフエノール樹脂等、 炭素を 含む高分子系の接着剤である放電表面処理用圧粉体電極の製造方法を提供するこ とができる。
従って、 放電表面処理において、 金属粉末あるいは金属化合物粉末と加工液中 の炭素との反応に加えて、 金属粉末あるレ、は金属化合物粉末と接着剤中の炭素と が反応し、 硬質の炭化金属皮膜が得られる。 図面の簡単な説明
第 1図はこの発明による放電表面処理用圧粉体電極のミク口構造の一例を模式 的に示す模式図であり、 第 2図はこの発明による放電表面処理用圧粉体電極の製 造方法の実施に使用する製造装置の一例を示す断面図であり、 第 3図はこの発明 による放電表面処理用圧粉体電極の製造方法の実施に使用する製造装置をの他の 例を示す断面図であり、 第 4図はこの発明による放電表面処理用圧粉体電極のミ ク口構造を他の例を模式的に示す模式図である。 発明を実施するための最良の形態
この発明に係る好適な実施の形態を添付図面を参照して説明する。
実施の形態 1 .
第 1図はこの発明による放電表面処理用圧粉体電極のミク口構造を模式的に示 している。 この発明による放電表面処理用圧粉体電極 1 0は、 金属炭化物等、 放 電表面処理により生成される硬質被膜の主成分になる金属あるいは金属の化合物 の粉末 （以下、 金属粉末と略称する） 1 1と軟質金属粉末 1 2との混合粉末 1 3 を成形型により電極形状に加圧成形したものである。
金属粉末 1 1としては T i H2 (水素化チタン） 粉末があり、 軟質金属粉末 1 2としては A g粉末がある。
この場合の金属粉末 1 1の粒径は 1〜 4 0 z m程度、 軟質金属粉末 1 2の粒径 は 1〜 1 0 0 / m程度であればよく、 金属粉末 1 1と軟質金属粉末 1 2の混合比 は、 重量％で 1 0 ： 1程度であればよい。
この放電表面処理用圧粉体電極 1 0の加圧成形は、 第 2図に示されているよう なプレスのパンチ 5 0とダイプレート 5 1上に固定されたダイ 5 2とを使用し、 ダイ 5 2内に金属粉末 1 1と軟質金属粉末 1 2との混合粉末 1 3を装塡し、 パン チ 5 0により加圧することにより行う。 T i H2 等の金属粉末 1 1に A g等の軟 質金属粉末 1 2が混入された伏態で、 放電表面処理用圧粉体電極 1 0の加圧成形 が行われることにより、 電極成形圧を 2 t o n f / c m 2 程度にまで下げても圧 粉体電極 1 0がしつかりと固まり、 放電表面処理用圧粉体電極として必要な電極 強度および電気抵抗が得られる。
軟質金属粉末 1 2は、 圧粉体電極 1 0を加圧成形する際に金属粉末 1 1の粒子 間の隙間につなぎ剤として入り込んで、 粒子間形状に倣って塑性変形し、 電極を 固める効果と、 電極の電気抵抗を低くする効果がある。 特に、 電気抵抗が低い A g粉末の混入により、 圧粉体電極 1 0の電気抵抗が充分に低い値に保たれる。 CT JP98/01006
これにより、 低レ、成形圧をもつて放電表面処理用圧粉体電極として必要な電極 強度や電気抵抗値をする放電表面処理用圧粉体電極 1 0が加圧成形され、 金型に かかる圧力が低減することになり、 成形後に圧粉体電極 1 0を金型より取り出す 際に、 圧粉体電極 1 0を傷つけたり、 破損したりする可能性が少なくなり、 圧粉 体電極 1 0の製造の歩留まりが改善される。
また、 電極成形圧が低くなると、 金型に押し付けられる力が小さくなるため、 厚みの大きな圧粉体電極や、 細くて長い圧粉体電極の成形が可能になる。
T i H2 の粉末に A g粉末を混入した圧粉体電極 1 0では、 放電エネルギによ る加工液中の炭素との反応により T i Cによる良質な硬質皮膜が得られる。 なお、 T i H2 の粉末に A g粉末を混入して 2 t o n f / c m2 程度で加圧成 形したこの発明よる圧粉体電極と、 A gを混入せずに 5 t o n f / c m2 で加圧 成形した従来の圧粉体電極とで、 同じ条件で放電表面処理を行ったところ、 被膜 の性質は、 双方とも、 ビッカス硬さで 2 5 0 0 HV程度、 密着力は強固、 被膜厚 さは 5 m程度であり、 全く変わらなかった。
圧粉体電極 1 0の金属粉末 1 1としては、 T i H2 以外に、 WCなどの金属炭 化物等があり、 金属粉末 1 1に混入する軟質金属粉末 1 2としては、 A g以外に 、 A u、 A g、 P b、 S n、 I n、 N iなどの軟質金属があり、 さらにセラミツ クスの粉末を混入することもできる。
実施の形態 2.
第 3図は、 この発明による放電表面処理用圧粉体電極の製造方法の実施に使用 される製造装置の実施の形態を示している。 この実施の形態では、 ダイプレート 5 1が加振器 5 3上に設置されている。 ダイ 5 2内に T i H2 等の金属粉末 1 1 を装塡する際に、 加振器 5 3によってダイ 5 2に振動を与え、 振動させながら金 属粉末 1 1をダイ 5 2内に入れる。
これにより、 金属粉末 1 1の装塡密度が高密度になり、 ダイ 5 2内に金属粉末 1 1が均等に入るようになる。
加振器 5 3は超音波振動を与えるようなものでもよいし、 もっと周期の大きな P98/01006
振動を与えるものでもよい。 ただし、 超音波振動を与えた方が金属粉末を高密度 で充塡する効果は大きい。 また、 加振器 5 3の代わりに、 ハンマー等で金型をた たいて振動させるような方式でもよい。
加振器 5 3を使用した場合と使用しなかった場合とで金型に金属粉末 1 1を一 杯に充塡した場合の粉末重量を比較したところ、 加振器 5 3を使用した場合には 、 使用しなかった場合の 1 . 3倍の量を入れることができた。
これにより、 成形圧を少しさげても、 所要の圧粉体電極がきれいに成形できる ことが確認できた。 通常、 加振器 5 3を使用しないで圧粉体電極を加圧成形する 場合、 5 t o n f / c m 2 程度の圧力で成形する必要があるが、 加振器 5 3を使 用した場合には、 4 t o n f Z c m 2 まで成形圧力を下げても問題なく圧粉体電 極を成形することができた。
これにより、 成形後に圧粉体電極を金型より取り出す際に、 圧粉体電極を傷つ けたり、 破損したりする可能性が少なくなり、 圧粉体電極の製造の歩留まりが改 善される。
なお、 この製造方法は、 金属粉末 1 1と軟質金属粉末 1 2との混合粉末 1 3を 使用する場合でも適用でき、 同等の効果を得ることができる。
実施の形態 3 ·
第 4図は、 この発明による放電表面処理用圧粉体電極のミクロ構造を模式的に 示している。 この発明による放電表面処理用圧粉体電極 2 0は、 金属炭化物等、 放電表面処理により生成される硬質被膜の主成分になる金属あるいは金属の化合 物の粉末、 さらにはセラミックス粉末を混入したもの （以下、 金属粉末と略称す る） 2 1に接着剤 2 2を混入して成形型により電極形状に加圧成形したものであ る。
接着剤 2 2としては、 エポキシ樹脂やフエノール樹脂等、 炭素を含む高分子系 の接着剤がある。
この放電表面処理用圧粉体電極 2 0の加圧成形も、 第 2図に示されているよう なプレスのパンチ 5 0とダイプレー卜 5 1上に固定されたダイ 5 2とを使用し、 ダイ 5 2内に、 金属粉末 2 1に接着剤 2 2を混入したものを装填し、 パンチ 5 0 により加圧することにより行う。
接着剤 2 2は金属粉末 2 1を相互に接着結合し、 所要の電極強度を得るように 作用する。 T i H2 による金属粉末 2 1の場合、 電極成形圧を 2 t o n f / c m 2 以下に下げても接着剤 2 2によって圧粉体電極 2 0がしつかりと固まり、 放電 表面処理用圧粉体電極として必要な電極強度および電気抵抗が得られる。
これにより、 低い成形圧をもって放電表面処理用圧粉体電極として必要な電極 強度や電気抵抗値をする放電表面処理用圧粉体電極 2 0が加圧成形され、 金型に かかる圧力が低減することになり、 成形後に圧粉体電極 2 0を金型より取り出す 際に、 圧粉体電極 2 0を傷つけたり、 破損したりする可能性が少なくなり、 圧粉 体電極 2 0の製造の歩留まりが改善される。
また、 接着剤 2 2が混入されると、 電極を固めるという作用の他に、 放電表面 処理により形成する被膜の硬さを高くする作用も得られる。
例えば、 T i H2 の金属粉末による圧粉体電極として使用する場合には、 被膜 の主成分は T i Cになるが、 これは電極中の T iと加工液中の成分である炭素 C が反応して T i Cを生成するためである。 この場合、 炭素の供給量が圧粉体電極 の消耗量より多い場合には、 T i Cにならない未反応の T iが被膜中に残り、 被 膜の硬さを低下させる原因になる。
接着剤は、 炭素 (：、 水素 H、 酸素 0などからなる物質であるため、 放電の熱ェ ネルギにより分解され、 水素は主に水 H2 0あるいは水素ガス H2 に、 酸素は水 H2 0、 二酸化炭素 C 02 に、 炭素は二酸化炭素 C 02 、 炭素 Cになる。 ここで 生成した炭素が、 圧粉体電極の T iが T i Cに反応する際に使われ、 硬質被膜を 形成するのに役立つ。
すなわち、 金属粉末 2 1と加工液中の炭素との反応に加えて、 金属粉末 2 1と 接着剤 2 2中の炭素との反応により硬質の炭化金属皮膜が得られる。 産業上の利用可能性 この発明による圧粉体電極は、 硬質被膜を成形する放電表面処理で使用する放 電電極に適している。

Claims

1 1 請 求 の 範 囲
1 . 金属粉末あるいは金属化合物粉末を加圧成形した圧粉体電極とワークとの間 に放電を発生させ、 放電工ネルギによってワーク表面に電極材料あるレ、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被膜を形成する放電表面処理で使 用される放電表面処理用圧粉体電極において、 金属粉末あるレ、は金属化合物粉末 に軟質金属粉末を混合して加圧成形されていることを特徴とする放電表面処理用 圧粉体電極。
2 . 前記金属化合物粉末は T i H2 で、 軟質金属粉末は A gであることを特徴と する請求の範囲第 1項記載の放電表面処理用圧粉体電極。
3 . 金属粉末あるいは金属化合物粉末を加圧成形した圧粉体電極とワークとの間 に放電を発生させ、 放電エネルギによつてワーク表面に電極材料あるレ、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被膜を形成する放電表面処理で使 用される放電表面処理用圧粉体電極において、 金属粉末あるいは金属化合物粉末 に接着剤を混入して成形型により加圧成形されていることを特徴とする放電表面 処理用圧粉体電極。
4 . 前記接着剤は、 エポキシ樹脂ゃフヱノール樹脂等、 炭素を含む高分子系の接 着剤であることを特徴とする請求の範囲第 3項記載の放電表面処理用圧粉体電極 c
5 . 金属粉末あるいは金属化合物粉末を加圧成形した圧粉体電極とワークとの間 に放電を発生させ、 放電エネルギによってワーク表面に電極材料あるし、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被膜を形成する放電表面処理で使 用される圧粉体電極の製造方法において、 金属粉末あるレ、は金属化合物粉末に軟 質金属粉末を混合して成形型により加圧成形することを特徴とする放電表面処理 用圧粉体電極の製造方法。
6 . 前記金属化合物粉末は T i H 2 で、 軟質金属粉末は A gであることを特徴と する請求の範囲第 5項記載の放電表面処理用圧粉体電極の製造方法。
7 . 金属粉末あるいは金属化合物粉末を加圧成形した圧粉体電極とワークとの間 に放電を発生させ、 放電工ネルギによってワーク表面に電極材料ある 、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被膜を形成する放電表面処理で使 用される圧粉体電極の製造方法において、 成形型に振動を加えながら金属粉末あ るいは金属化合物粉末を成形型内に装填し、 成形型により加圧成形することを特 徵とする放電表面処理用圧粉体電極の製造方法。
8 . 成形型に超音波振動を与えることを特徴とする請求の範囲第 7項記載の放電 表面処理用圧粉体電極の製造方法。
9 . 金属粉末あるいは金属化合物粉末を加圧成形した圧粉体電極とワークとの間 に放電を発生させ、 放電エネルギによってワーク表面に電極材料あるレ、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被膜を形成する放電表面処理で使 用される圧粉体電極の製造方法にぉレ、て、 金属粉末あるいは金属化合物粉末に接 着剤を混入して成形型により加圧成形することを特徴とする放電表面処理用圧粉 体電極の製造方法。
1 0 . 前記接着剤は、 エポキシ樹脂ゃフヱノール樹脂等、 炭素を含む高分子系の 接着剤であることを特徴とする請求の範囲第 9項記載の放電表面処理用圧粉体電 極の製造方法。
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