WO2004011696A1 - 放電表面処理用電極および放電表面処理方法並びに放電表面処理装置 - Google Patents

放電表面処理用電極および放電表面処理方法並びに放電表面処理装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2004011696A1
WO2004011696A1 PCT/JP2003/009687 JP0309687W WO2004011696A1 WO 2004011696 A1 WO2004011696 A1 WO 2004011696A1 JP 0309687 W JP0309687 W JP 0309687W WO 2004011696 A1 WO2004011696 A1 WO 2004011696A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electrode
surface treatment
powder
discharge surface
discharge
Prior art date
Application number
PCT/JP2003/009687
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Akihiro Goto
Masao Akiyoshi
Hiroyuki Ochiai
Mitsutoshi Watanabe
Original Assignee
Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha
Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha, Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. filed Critical Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha
Priority to CA2494366A priority Critical patent/CA2494366C/en
Priority to EP03771434A priority patent/EP1526191B1/en
Priority to JP2004524314A priority patent/JP4137886B2/ja
Priority to AT03771434T priority patent/ATE474946T1/de
Priority to DE60333457T priority patent/DE60333457D1/de
Priority to TW092120765A priority patent/TWI250908B/zh
Priority to US10/516,506 priority patent/US7537808B2/en
Publication of WO2004011696A1 publication Critical patent/WO2004011696A1/ja
Priority to IL16517904A priority patent/IL165179A0/xx
Priority to IL179152A priority patent/IL179152A/en
Priority to US12/194,970 priority patent/US8377339B2/en

Links

Classifications

    • 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
    • B22F1/0003—
    • 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
    • B22F3/004—Filling molds with powder
    • 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
    • B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31678—Of metal

Definitions

  • a metal powder, a metal compound powder, or a green compact obtained by compression-molding a ceramic powder is used as an electrode, and a pulse-like discharge is generated between the electrode and the work, and the discharge energy is used for the electrode.
  • the present invention relates to a discharge surface treatment electrode, a discharge surface treatment method, and a discharge surface treatment device for forming a film of a material on a work surface or forming a film of a substance in which an electrode material has reacted with discharge energy on a work surface.
  • a technique for coating the surface of a metal material by a submerged electric discharge machining method to enhance corrosion resistance and wear resistance is already known.
  • this electrode material is deposited on a work by performing submerged pulse discharge on an electrode formed by mixing and compressing WC (tungsten carbide) and Co powder, and then another electrode (for example, copper)
  • WC tungsten carbide
  • Co powder for example, copper
  • An electrode and a graphite electrode are disclosed in which remelting discharge is applied to obtain higher hardness and higher adhesion (see Patent Document 1). That is, using a WC-Co mixed green compact electrode, the workpiece (base material S50C) is subjected to electrical discharge machining in a liquid to deposit WC-Co on the workpiece (primary machining). Then, re-melting (secondary processing) is performed using a less wearable electrode such as a copper electrode.
  • T i H 2 titanium hydride
  • the electrode a powder of a metal hydride, if a discharge is generated between the workpiece, than when using a material such as T i, and fast A technique capable of forming a hard film with good adhesion has been disclosed (see Patent Document 2).
  • the T i H 2 (titanium hydride) green compact obtained by mixing another metal or ceramics hydride such as an electrode, when a discharge is generated between the workpiece hardness, ⁇ such various
  • a technique capable of quickly forming a hard coating having various properties such as a metal or ceramics hydride having various properties.
  • a surface-treated electrode having high strength can be manufactured by pre-sintering (see Patent Document 3).
  • a green compact formed by mixing WC powder and Co powder and compression molding is WC powder and Co powder. May be simply mixed and compression-molded, but if wax is mixed and then compression-molded, the compactability of the green compact is improved.
  • the wax is an insulating substance. If a large amount of the wax remains in the electrode, the electrical resistance of the electrode increases and the discharge performance deteriorates. Has been removed.
  • the heating temperature is too low, the wax cannot be removed, and if the temperature is too high, the pettas become soot and the purity of the electrode is degraded. It is necessary to keep the temperature below. Then, the green compact in the vacuum furnace is heated by a high-frequency coil or the like to give strength enough to withstand mechanical processing, and is baked to a hardness of, for example, black ink, so as not to be hardened. Called). In this case, the contact between carbides In, the bonding progresses with each other, but the sintering temperature is relatively low and the temperature does not reach the final sintering. It has been found that when a discharge surface treatment is performed with such an electrode, a dense and uniform coating can be formed.
  • the above-mentioned conventional technologies are characterized by hardness and adhesion of the coating, abrasion resistance, rapidity of formation of the coating, denseness and uniformity of the coating. Not enough, further improvement needed.
  • welding As a general technique for thickening a coating, there is a so-called welding spraying method.
  • Welding (called build-up welding here) is a method in which the material of the welding rod is melted and adhered to the workpiece by electric discharge between the workpiece and the welding rod.
  • Thermal spraying is a method in which a metal material is melted and sprayed onto a workpiece to form a coating. Either method is a manual operation and requires skill, so it is difficult to make the operation into a line and the cost is high.
  • welding is a method in which heat concentrates on the work, especially when processing thin metal materials or in materials that are easily cracked such as directional control alloys such as single crystal alloys and unidirectional solidified alloys, There is also a problem that welding cracks occur and the yield is low.
  • Patent Document 1
  • Patent Document 2
  • the electrode material was a hard ceramic material, or the component of oil in the machining fluid due to the energy of discharge. Reacts hard with C (carbon)
  • the main component is a material that forms a carbide.
  • Hard materials generally have properties such as a high melting point and poor heat conduction.Thus, a thin film of about 100 m can be formed densely, but a dense material of several hundred ⁇ or more can be formed. It was extremely difficult to form a thick film.
  • the literature based on the study of the present inventors shows that a thick film of about 3 mm could be formed using a WC-C 0 (9: 1) electrode (see Non-Patent Document 1).
  • the formation is not stable and difficult to reproduce.At first glance, it has a metallic luster and looks dense, but it has many pores and is brittle.The film is weak enough to be removed if it is strongly rubbed with a piece of metal. , ', Etc., which are difficult levels for practical use.
  • the present invention has been made in view of the above, and provides a discharge surface treatment electrode, a discharge surface treatment method, and a discharge surface treatment apparatus for forming a thick film, which has been difficult to perform by coating by a conventional in-liquid pulse discharge treatment.
  • the purpose is to do.
  • a pulsed discharge is formed between the electrode and the workpiece in the working fluid by using a compact formed by compression molding a metal powder or a powder of a metal compound.
  • a discharge surface treatment electrode used for discharge surface treatment in which a film of the electrode material is formed on the surface of the work by the discharge energy or a film of a substance reacted with the electrode material by the discharge energy is formed on the work surface. It is characterized in that it contains 40% by volume or more of a metal material which does not or hardly forms carbide as an electrode material.
  • a material that is difficult to carbonize is included as an electrode material in the above range.
  • the amount of metal material that remains in the film as a metal without being carbide during the pulse discharge treatment in liquid increases, and a thick film can be formed stably by pulse discharge treatment in liquid.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the concept of an electrode for discharge surface treatment and a method of manufacturing the electrode according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 shows the relationship between the coating thickness and Co% by weight
  • FIG. 3 is a characteristic diagram showing voltage and current waveforms at the electrode
  • FIG. 4 is a characteristic diagram showing the relationship between the coating thickness and the processing time
  • FIG. FIG. 6 is a photograph exemplifying a film formed when the content of Co is 70% by volume.
  • FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing an example of a discharge surface treatment apparatus according to the present invention.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing the concept of an electrode for discharge surface treatment according to the second embodiment of the present invention and a method of manufacturing the same.
  • FIG. 8 is an electrode for discharge surface treatment according to the third embodiment of the present invention and the same. is a cross-sectional view showing the concept of a manufacturing method
  • FIG. 9 includes a coating thickness and ⁇ 0 wt%
  • FIG. 10 is a characteristic diagram showing the relationship.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing the concept of an electrode for discharge surface treatment and a method of manufacturing the same according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view showing the concept of an electrode for discharge surface treatment according to the fifth embodiment and a method of manufacturing the same.
  • FIG. 12 is a schematic configuration diagram showing an example of a discharge surface treatment apparatus according to the present invention.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing the concept of an electrode for discharge surface treatment and a method of manufacturing the same according to Embodiment 6 of the present invention.
  • FIG. 14 is a view showing the transition of aircraft engine materials. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • FIG. 1 is a sectional view showing the concept of an electrode for discharge surface treatment and a method of manufacturing the electrode according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the space surrounded by the upper punch 103 of the mold, the lower punch 104 of the mold, and the die 105 of the mold contains Cr 3 C 2 (chromium carbide) powder 10.
  • a mixed powder consisting of 1 and Co (cobalt) powder 102 is filled.
  • a green compact is formed by compression molding the mixed powder.
  • this green compact is used as a discharge electrode.
  • the discharge surface treatment has mainly focused on the formation of a hard coating, particularly at a temperature close to room temperature, forming a coating mainly composed of hard carbide.
  • a hard coating particularly at a temperature close to room temperature
  • forming a coating mainly composed of hard carbide This is the current state of the art (for example, Japanese Patent Application No. 2001-23664 discloses such technology).
  • a technique of forming a film containing carbide as a main component a dense film can be formed uniformly, but the thickness of the film is increased to several tens ⁇ or more. As mentioned above, there is a problem that it cannot be done.
  • a film can be made thicker as the material is added without forming carbides or hardly forming carbides to the components of the electrode material.
  • a large percentage of materials that easily form carbides are included.
  • T i C Titanium carbide.
  • the material of the work surface changes from steel (when steel is processed) to TiC, which is a ceramic, and the properties such as heat conduction and melting point change accordingly.
  • the coating does not turn into a carbide, and a phenomenon that the amount of material remaining in the coating as metal increases. It was found that the selection of the electrode material had a significant meaning in thickening the coating. In this case, it is natural that hardness, denseness, and uniformity are satisfied, and it is a premise that a thick film is formed.
  • Cr 3 C 2 chromium carbide
  • the fabricated electrode is fragile and easily collapses even when heated at a low temperature, while the amount of Co (cono kurt) is large. In this case, the strength of the electrode was easily increased even when the heating temperature was low.
  • a small amount (2% to 3% by weight) of wax was mixed with the powder to be pressed to improve the molding ⁇ fe. The wax is removed on heating.
  • Cr 3 C 2 (chromium carbide) uses a powder having a particle size of about 3 m to 6 ⁇ , and ⁇ 0 represents a particle size of 4 ⁇ ⁇ ! A powder of about 6 ⁇ m was used.
  • the base material is Cr 3 C 2 (chromium carbide).
  • the polarity used was negative for the electrode and positive for the workpiece. In Fig. 3, when the electrode has a negative polarity and the workpiece has a positive polarity, the vertical axis is displayed.
  • the thickness of the film formed on the workpiece varies depending on the weight percent of Co contained in the manufactured electrode. According to FIG.
  • the film thickness of about 10 ⁇ gradually increases from about 30 vol% of the C 0 content to about 10,000 ⁇ after the C ⁇ content exceeds 50 vol%. It shows that it gets thicker.
  • a film is formed on the workpiece based on the above conditions, when C o in the electrode is 0%, that is, when Cr 3 C 2 (chromium carbide) is 100% by weight, it can be formed.
  • the thickness of the coating is limited to about 10 ⁇ . The thickness cannot be increased any further.
  • Fig. 4 shows the relationship between the treatment time and the coating thickness when there is no material that hardly forms carbide in the electrode. According to FIG. 4, at the beginning of the treatment, the coating grows with time and becomes thicker and saturates at some point (about 5 min cm 2 ).
  • the film thickness does not grow for a while, but if the treatment is continued for a certain period of time (about 20 minutes (about 1112)), then the thickness of the film starts to decrease, and finally the film height becomes minus, that is, it becomes dug
  • the coating still exists in the dug state, and its thickness itself is about 10 m, which is almost the same as the state treated in an appropriate time. Processing time in minutes is considered appropriate.
  • the thickness can be increased.
  • the amount of C0 in the electrode exceeds 30% by volume, the thickness of the film formed It has been found that when the thickness exceeds 40% by volume, a thick film is easily formed stably.
  • the graph in FIG. 2 shows that the film thickness increases smoothly from about 30% by volume of C 0, but this is the average value of multiple tests.
  • the Co content is about 30% by volume, the film may not be thick and may not be raised, or even if it is thick, the strength of the film is weak. In some cases, it is not stable. More preferably, the Co content should exceed 50% by volume.
  • the volume% is a ratio of a value obtained by dividing a weight of each powder to be mixed by a density of each material, and is a ratio of a volume occupied by the material to a volume of the material of the whole powder.
  • Fig. 5 shows a photograph of the film formed when the content of Co in the electrode was 70% by volume. This photograph illustrates the formation of a thick film. In the photograph shown in FIG. 5, a thick film of about 2 mm is formed. This film was formed in a processing time of 15 minutes, but with a longer processing time, a thicker film can be obtained.
  • the electrode is hard to carbonize, such as Co, in the electrode.
  • the 40 volume By using an electrode containing at least / o, a thick film can be stably formed on the surface of the workpiece by the discharge surface treatment.
  • Co cobalt
  • Ni nickel
  • Fe iron
  • the thick film mentioned here is a dense film that has a metallic luster inside the tissue (since it is a film formed by pulsed discharge, the outermost surface has poor surface roughness and appears to have no gloss). It is a kind of film. Even when there are few materials such as C o '(cobalt) that are difficult to form carbides, if the electrode strength is weakened, the deposits may rise. However, such deposits are not dense coatings, but can be easily removed by rubbing with metal pieces or the like.
  • the stack described in Patent Document 1 and the like described above is such a non-dense film, and can be easily removed by rubbing with a metal piece or the like.
  • the case where the electrode is formed by compressing and heating Cr 3 C 2 (chromium carbide) and Co powder has been described.
  • the compact formed by compression molding is used as the electrode. In some cases, it may be acceptable.
  • the hardness of the electrode may not be too hard or too soft, and appropriate hardness is required. Generally, heat treatment is required. Heating the green compact leads to maintenance of the molding and solidification.
  • the hardness of the electrode depends on the bonding strength of the powder of the electrode material between the layers, and is related to the supply amount of the electrode material to the work side by electric discharge.
  • the electrode material When the electrode is hard, the electrode material is strongly bonded, so that even if a discharge occurs, only a small amount of the electrode material is released, and the film cannot be formed sufficiently. Conversely, if the hardness of the electrode is low, the bonding of the electrode material is weak, so if a discharge occurs, a large amount of material will be supplied, and if the amount is too large, it will melt with the energy of the discharge pulse. And a dense film cannot be formed.
  • the parameters that affect the hardness of the electrode that is, the bonding state of the electrode material, are the pressing pressure and the heating temperature. In this embodiment, about 10 OMPa was used as an example of the pressing pressure.
  • FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing a discharge surface treatment apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • the discharge surface treatment apparatus according to the present embodiment is the electrode for discharge surface treatment described above, and has a volume of 40 volumes of a metal material that does not or does not form carbide.
  • Electrode 203 made of a green compact obtained by compression-molding a powder containing at least / 0 or a green compact obtained by heat-treating this green compact, oil as a working fluid 205, electrode 203 and a workpiece
  • the working fluid supply device 208 supplying the working fluid 205 between the electrode 203 and the work 204, and the electrode 203 and the workpiece are immersed in the working fluid.
  • a discharge surface treatment power source 206 for generating a pulsed discharge by applying a voltage between the power source and the power source.
  • the electrode 203 is composed of, for example, Cr 3 C 2 (chromium carbide) powder 201 and Co (cobalt) powder 202, and is a material that hardly forms carbide.
  • the example 7 is 0 vol 0/0 to include.
  • members that are not directly related to the present invention, such as a driving device that controls the relative position between the electrode 203 and the workpiece 204, are omitted.
  • the electrode 203 and the workpiece 204 are arranged to face each other in the machining fluid 205, and the electrode for discharge surface treatment is formed in the machining fluid.
  • a pulse-like discharge is generated between electrode 206 and work 204 from 206, and a film of the electrode material is formed on the work surface by the discharge energy, or a substance in which the electrode material reacts by the discharge energy. Is formed on the work surface.
  • a thick film can be stably formed on the work surface by the submerged pulse discharge treatment.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing the concept of an electrode for discharge surface treatment and a method of manufacturing the same according to a second embodiment of the present invention.
  • the space surrounded by the upper punch 703 of the die, the lower punch 704 of the die, and the die 705 of the die contains Ti (titanium) powder 700 and C o (Cobalt)
  • a mixed powder consisting of powder 102 is filled.
  • a green compact is formed by compression-molding the mixed powder.
  • the green compact is used as a discharge electrode.
  • the powder for producing the electrode was compressed at a compression pressure of about 100 MPa, and the heating temperature was varied in the range of 400 ° C to 800 ° C.
  • the content of the Ti (titanium) powder in the electrode is set to 100% by volume of the Ti (titanium) powder, that is, the C o in the electrode is zero. increase the case of the product 0/0 C o (cobalt) successively the content of the powder was investigated force shaping the state is how the membrane.
  • Ti (titanium) powder uses a powder having a particle size of about 3 ⁇ 111 to 4 ⁇ m
  • Co (connort) powder uses a powder having a particle size of about 4 m to 6 ⁇ m. did.
  • T i (titanium) is a sticky material, making fine powder production difficult Since it is, which is a brittle material T i H 2 (titanium hydride) was Kona ⁇ in a ball mill at about 4 m from the particle size 3 im, after compression molding using the powder, heated to release hydrogen To obtain Ti powder.
  • Electrode material in the case of T i (titanium) 1 0 0 vol 0/0, the coating is T i C (carbonized titanium), and the film thickness was about 1 0 ⁇ ⁇ .
  • the content of C ⁇ which is difficult to carbonize, is increased, a thicker film can be formed, and the content of C ⁇ in the electrode is 40 volumes. It has been found that when the ratio exceeds / 0 , a thick film is formed stably and easily. It has been found that when the content of Co in the electrode exceeds 50% by volume, a thick film having a sufficient thickness can be formed. This result is almost the same as the result shown in the first embodiment.
  • Ti (titanium) contained in the electrode becomes TiC (titanium carbide), which is a carbide in a discharge atmosphere in oil, which is a machining fluid, and the carbide is mixed from the beginning.
  • TiC titanium carbide
  • T i C titanium carbonate
  • T i titanium carbonate
  • Co (cobalt) powder By using an electrode containing 40% by volume or more of Co (cobalt) powder, a thick film can be stably formed on the work surface by the discharge surface treatment.
  • Co (cobalt) is used as a material which is hard to form carbide forming the electrode by mixing with Ti (titanium) powder has been described as an example.
  • Ti (titanium) powder has been described as an example.
  • Fe (iron), and the like are materials capable of obtaining similar results, and are suitable for use in the present invention.
  • FIG. 8 is a sectional view showing the concept of an electrode for discharge surface treatment and a method of manufacturing the same according to a third embodiment of the present invention.
  • the space surrounded by the upper punch 803 of the die, the lower punch 804 of the die, and the die 805 of the die contains Cr (chrome) powder.
  • a mixed powder consisting of powder 801 and Co (cobalt) powder 802 is filled.
  • a green compact is formed by compression-molding the mixed powder.
  • the green compact is used as a discharge electrode.
  • the compression pressure of the powder used to produce the electrode was about 10 OMPa, and the heating temperature was varied from 400 ° C to 800 ° C.
  • Example 2 a case was described in which a film was formed on an electrode in which Ti (titanium) powder, which is a metal that easily forms carbide, and Co (cobalt) powder, which is a material that is difficult to carbonize, were mixed.
  • Ti (titanium) powder which is a metal that easily forms carbide
  • Co (cobalt) powder which is a material that is difficult to carbonize
  • an electrode is manufactured by mixing powder of Cr (chromium), which is a metal forming carbide, with powder of Co (cobalt), which is difficult to form carbide, and material.
  • the content of the Cr (chromium) powder in the electrode is set to 100 volume% of the Cr (chromium) powder, that is, when the Co in the electrode is 0 volume%. Then, the content of Co (cobalt) powder was gradually increased, and the state of film formation was examined.
  • Cr (chromium) powder used was a powder having a particle size of about 3 ⁇ to about 4 m
  • Co (cobalt) powder used was a powder having a particle size of about 4 m to 6 ⁇ m.
  • Electrode material in the case of C r (chromium) 100 vol 0/0, the film thickness of the film was about 10 ⁇ ⁇ .
  • the coating components were analyzed by X-ray diffraction, a peak indicating the presence of Cr 3 C 2 (carbon chromium) and a peak indicating the presence of Cr (chromium) were observed. That is, Cr (chromium) is easy to carbonize, and although it is a material, it is less likely to carbonize than materials such as Ti (titanium), and the electrode contains Cr (chromium). In such a case, part of the film becomes carbide, and part of the film becomes the metal Cr (chromium).
  • the coating could be made thicker as the content of Co, a material that was difficult to form, was increased.
  • the ratio is higher than that in the case where the electrode component contains a carbide or a material that is extremely likely to become a carbide as in the first and second embodiments. It has been found that a thick film can be easily formed from the time when the content of Co in the electrode exceeds 20 volume ° / 0 .
  • FIG. 9 shows the change in the thickness of the coating when the amount of Co was changed.
  • the polarity used was negative for the electrode and positive for the workpiece. Processing time is 15 minutes.
  • Ti (tidan) is extremely carbonized, and Cr (chromium) is less carbonized than Ti.
  • Cr (chromium) is less carbonized than Ti.
  • Ti and Mo (molybdenum) are considered to be easily carbonized, and Cr (chromium) and Si (silicon) are considered to be relatively hard to carbonize.
  • Co (cobalt) is also contained in the electrode.
  • a thick film can be stably formed on the surface of the work, particularly when the electrode contains 20% by volume or more of Co in the electrode.
  • Co cobalt
  • Cr chromium
  • Ni nickel
  • Fe iron
  • FIG. 10 is a sectional view showing the concept of an electrode for discharge surface treatment according to a fourth embodiment of the present invention and a method of manufacturing the same.
  • the space surrounded by the upper punch 1005 of the die, the lower punch 1006 of the die, and the die 1007 of the die contains Mo (molybdenum) powder 1001, Cr (chrome) powder 1002, Si A mixed powder consisting of (silicon) powder 1003 and Co (cobalt) powder 1004 is filled. Mixing ratio of the powder, Mo (Moripuden) 28 wt%, C r (chromium) 17 weight%, and S i (silicon) 3 weight 0/0, Co (cobalt) 52 weight 0/0. In this case, the volume percentage of C 0 (cobalt) is about 50%.
  • a green compact is formed by compression molding the mixed powder. In the discharge surface treatment, this green compact is used as a discharge electrode.
  • Mo molybdenum 28 weight%
  • C r chromium 17 weight 0/0
  • S i silicon 3 weight%
  • Co cobalt 52 weight% of the ratio
  • Electrodes formulated in such a ratio are hardened due to the hardness of the material and the lubricity of Cr 2 ⁇ 3 (dichromic acid) formed by the oxidation of Cr (chromium) in a high-temperature environment. Exhibits the effect of wear.
  • the pressing pressure for compression molding of the powder when producing the electrodes was about 10 OMPa, and the heating temperature was in the range of 600 ° C to 800 ° C.
  • a small amount (2 to 3% by weight) of wax was mixed with the powder to be pressed to improve the formability. Pecks are removed when the force fl heats.
  • the powder has a particle size of 2 u ⁇ for each material! A powder of about 6 ⁇ m was used.
  • the polarity is negative for the electrode, work Used positive polarity.
  • the same discharge surface treatment apparatus as that shown in FIG. 6 can be configured. Then, when a film is formed on the work surface by the submerged pulse discharge treatment by the discharge surface treatment apparatus, a thick film can be formed on the work material without generating distortion due to the pulse discharge in oil, which is a machining liquid. Was. It was also confirmed that the formed film exhibited abrasion resistance in a high-temperature environment, and a high-quality thick film could be formed.
  • a film having various functions such as abrasion resistance can be obtained by forming a film on a work surface by pulse discharge treatment in a liquid using an electrode prepared by mixing materials in the above-described ratio.
  • the materials other "C r (chromium) 2 5 wt%, N i (nickel) 1 0 weight 0 /., W (tungsten) 7 weight 0/0, C o (cobalt) remaining", or " 20% by weight of Cr (chromium), 10% by weight of Ni (nickel), 15% by weight of tungsten (W), and C0 (cobalt) residue.
  • Stellite has excellent corrosion resistance and high-temperature hardness. Therefore, it is a material in which portions requiring these properties are usually coated by welding or the like, and is suitable for coating when corrosion resistance and high-temperature hardness are required.
  • FIG. 11 is a sectional view showing the concept of an electrode for discharge surface treatment and a method of manufacturing the same according to a fifth embodiment of the present invention.
  • the space surrounded by the upper punch 1103 of the mold, the lower punch 1104 of the mold, and the die 1105 of the mold has a stellar structure.
  • Powder (Co, Cr, Ni alloy powder) 1101 is filled.
  • a green compact is formed by compression molding the mixed powder. In the discharge surface treatment, this green compact is used as a discharge electrode.
  • the powder 1101 is a powder of an alloy (stellite) made by mixing Co (cobalt), Cr (chromium), Ni (nickel), and the like at a predetermined alloy ratio.
  • Examples of the method of powdering include an atomizing method and a method of pulverizing an alloy with a mill or the like.
  • each powder grain is an alloy (stellite in Fig. 11).
  • the alloy powder is compression molded with a die 1105 and punches 1103 and 1104. In some cases, a heat treatment may be performed thereafter to increase the strength of the electrode.
  • the volume percentage of Co (cobalt) is over 40%.
  • the pressing pressure for compressing the powder was about 10 OMPa, and the heating temperature was in the range of 600 ° C to 800 ° C.
  • a small amount (2 to 3% by weight) of wax was mixed with the powder to be pressed to improve the formability.
  • the wax is removed on heating.
  • the powder has a particle size of 2 ⁇ for each material! A powder of about 6 ⁇ was used.
  • the polarity used was negative for the electrode and positive for the workpiece.
  • FIG. 12 shows a schematic configuration diagram illustrating a discharge surface treatment apparatus according to the present embodiment configured using the electrodes manufactured as described above.
  • the discharge surface treatment apparatus immerses the electrode 12 ⁇ 2 made of the alloy powder having the above-mentioned alloy ratio, the oil which is the working fluid 1204, the electrode 1202 and the work 1203 in the working fluid.
  • a machining fluid supply device 1208 for supplying a machining fluid 1204 between the electrode 1202 and the workpiece 1203, and a voltage applied between the electrode 1202 and the workpiece 1203 to perform panorama.
  • a discharge surface treatment power supply 125 for generating a discharge in the form of a discharge.
  • the electrode 122 is made of alloy powder 122. It should be noted that components and components that are not directly related to the present invention, such as a driving device for controlling the relative position between the power supply for electric discharge surface treatment 125 and the work 123, are omitted.
  • the electrode 122 and the workpiece 123 are arranged opposite to each other in the machining fluid 124, and the discharge surface treatment is performed in the machining fluid.
  • a pulse-like discharge is generated between the electrode 122 and the work 123 from the power supply 125, and a film of the electrode material is formed on the work surface by the discharge energy, or the electrode material is formed by the discharge energy.
  • a film of the reacted substance is formed on the work surface.
  • a discharge arc column 1206 is generated between the electrode 122 and the workpiece 123.
  • the electrode material is supplied to the workpiece for each discharge.
  • the electrode material is made of powder, the material is uniform since the powder of the alloy is used, and there is no variation in the material even when supplied to the electrode 122. As a result, it is possible to form a high-quality coating having no variation in components due to unevenness of the electrode material.
  • a plurality of elements are alloyed at a predetermined ratio.
  • the powder of the alloy material and manufacturing the electrode from the powder, it became possible to eliminate variations in the components of the electrode.
  • a thick film can be stably formed on the work surface, and the film components of the formed film can be made uniform.
  • a thick film having a uniform film component can be stably formed on the work surface by pulse discharge treatment in liquid.
  • the alloy to be powdered may of course be an alloy of another combination, for example, "Cr (chromium) 25% by weight, Ni (nickel) 10% by weight, W (tungsten) 7% by weight , Co (cobalt) residue ”alloy ratio can also be used.
  • the alloy with the agreed ratio of “Cr (chromium) 25% by weight, Ni (nickel) 10% by weight, W (tungsten) 7% by weight, Co (cobalt) balance” is relatively soft, "Mo (molybdenum) 28 wt%, Cr (chromium) 17 wt%, Si (silicon) 3 wt./., Co remaining" alloy ratio is relatively hard. Charge. In the case of heat treatment of the electrode, the latter must be set on average higher by about 10 o ° c than the former in order to give the required hardness to the electrode.
  • the formation of a thick film becomes easier as the amount of metal contained in the coating film increases.
  • the material contained in the alloy powder which is a component of the electrode, the more the C0 (cobalt), Ni (nickel), and Fe (iron) are materials that do not easily form carbides, the denser the thicker the film is. It becomes easier.
  • the materials mixed as alloy components other than the materials C0 (cobalt), Ni (nickel), and Fe (iron) are materials that form carbides.
  • metal components other than Co (cobalt), Ni (nickel), and Fe (iron) will be included in the coating.
  • the ratio of Co, Co (cobalt), Ni (nickel), and Fe (iron) can at least form a denser thick film.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing the concept of a discharge surface treatment electrode according to a sixth embodiment of the present invention and a method of manufacturing the electrode.
  • Co (cobalt) powder 1302 is mixed with Co alloy powder 1301.
  • the mixed powder is filled.
  • a green compact is formed by compression molding the mixed powder.
  • the green compact is used as a discharge electrode.
  • the pressing pressure for compressing the powder was about 100 MPa, and the heating temperature was in the range of 600 ° C to 800 ° C.
  • Alloy ratio of C o alloy powder 1301 is "M o (molybdenum) 28 weight%, C r (chromium) 17 weight 0/0, S i (silicon) 3 weight 0/0, Co (cobalt) remaining"
  • the Co alloy powder 1301 is a powder of an alloy material having such an alloy ratio. Both the Co alloy powder 1301 and the C 0 powder 1302 used had a particle size of about 2 ⁇ m to about 6 m. Alloys with an alloy ratio of "Mo (molybdenum) 28% by weight, Cr (chromium) 17% by weight, Si (silicon) 3% by weight, Co (cobalt) residue" have an abrasion resistance in a high temperature environment.
  • Alloy used as a material for This alloy has a Hardness with the material, the effect of wear since the C r in a high-temperature environment of C r 2 0 3 (chromium oxide) to (chromium) can be Sani ⁇ exerts lubricity effective Demonstrate. Therefore, by using an electrode containing the powder of this alloy, a coating with excellent wear resistance can be obtained. A film can be formed.
  • an alloy powder with an alloy ratio of “Mo (molybdenum) 28% by weight, Cr (chromium) 17% by weight 0 /., Si (silicon) 3% by weight, and Co (cobalt) residue” By using an electrode made of a mixed powder in which Co (cobalt) powder is mixed at about 20% by weight, it is possible to form a dense thick film while having the effect of abrasion resistance. As a material having such an effect, Ni or Fe can be used in addition to Co, and a plurality of these materials can be mixed.
  • Fig. 14 is a diagram showing the transition of aircraft engine materials.
  • engine blades are used in high-temperature environments, so heat-resistant alloys are used as materials.
  • ordinary structures were used, but now special structures such as single crystal alloys and unidirectional solidified alloys are used.
  • These materials can be used in high temperature environments Although it is a material that can withstand the use of steel, it has the drawback of easily cracking when heat is applied locally and large unevenness in temperature occurs as in welding. Also, in the case of the aircraft engine as a whole, welding and thermal spraying often cause other materials to adhere to it, so cracks occur due to localized heat input and the yield is poor, resulting in poor yield.
  • the arc current on the workpiece does not move in a short time because the discharge current flows continuously, and the workpiece is strongly heated.
  • the discharge current is stopped in a short time (time from several ⁇ s to several tens ⁇ s)
  • the pulse width te shown in Fig. 3 is the time during which discharge occurs
  • the discharge delay time td and the pause time to are the time during which no discharge occurs, that is, the time during which heat does not enter the workpiece. It is.
  • the next discharge pulse is generated in another place, indicating that heat concentration is less than in welding.
  • a thick film can be obtained by using an electrode containing not less than 40% by volume of a metal material that does not or hardly forms carbide as an electrode material for electric discharge surface treatment without using welding or thermal spraying as in the past. As a result, a thick film can be formed without cracking.
  • the discharge surface treatment electrode according to the present invention is suitable for use in the surface treatment related industry for forming a film on the surface of a workpiece, and particularly, the surface for forming a thick film on the surface of the workpiece. Suitable for use in processing related industries.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Abstract

液中パルス放電処理によるコーティングにより厚膜の形成を行うために、電極材料として炭化物を形成しないもしくは形成しにくい金属材料を４０体積％以上電極中に含ませる。

Description

明 細 書 放電表面処理用電極および放電表面処理方法並びに放電表面処理装置 技術分野
この発明は、 金属粉末、 金属化合物の粉末、 あるいは、 セラミックスの粉末を 圧縮成形した圧粉体等を電極として、 この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電極材料の被膜をワーク表面に形成しある いは放電エネルギにより電極材料が反応した物質の被膜をワーク表面に形成する 放電表面処理用電極および放電表面処理方法並びに放電表面処理装置に関するも のである。 背景技術
液中放電加工法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 性を高める技術は、 既に公知である。 その技術の一例としては、 次のようなもの がある。
例えば、 WC (タングステンカーバイド） と C oの粉末を混合して圧縮成形し た電極で液中パルス放電を行うことによりこの電極材料をワークに堆積させ、 こ の後、 別の電極 (例えば、 銅電極、 グラフアイト電極） によって、 再溶融放電加 ェを行い、 より高い硬度と高い密着力を得る方法が開示されている （特許文献 1 参照） 。 すなわち、 WC— C oの混合圧粉体電極を用いて、 ワーク （母材 S 5 0 C) に液中で放電加工を行い、 WC— C oをワークに堆積させ （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つて再溶融加工 （ 2次加工） を 行う。 この結果、 1次加工のままでは、 堆積組織は硬度 （ビッカース硬さ H v ) も Η ν = 1 4 1 0程度であり、 また空洞も多かったが、 27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 Η ν = 1 7 5 0と向上している。 この方 法によって、 ワークである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。
ところが、 上述の方法では、 ワークとして超硬合金のような焼結材料の表面に 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。 この点に関し、 本発 明者らの研究によると、 硬質炭化物を形成する T i等の材料を電極として、 ヮー ク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ワークの金 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炭素 Cが反応して T i Cが生成することによるものである。 また、 T i H 2 (水素化チタン） など、 金属の水素化物の圧粉体を電極として、 ワークとの間に放電を発生させると、 T i等の材料を使用する場合よりも、 速く そして密着性よく、 硬質膜を形成できる技術が開示されている （特許文献 2参照 ) 。 更には、 T i H 2 (水素化チタン） 等の水素化物に他の金属やセラミックス を混合した圧粉体を電極として、 ワーク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つた硬質被膜を素早く形成することができる技術も開示さ れている。
また、 別の技術として、 予備焼結により強度の高い表面処理電極が製造できる ことが開示されている （特許文献 3参照） 。 すなわち、 WC粉末と C o粉末を混 合した粉末からなる放電表面処理用電極を製造する場合、 WC粉末と C o粉末を 混合し圧縮成形してなる圧粉体は、 WC粉末と C o粉末を混合して圧縮成形した だけでもよいが、 ワックスを混入した後圧縮成形すれば圧粉体の成形性が向上す る。 この場合、 ワックスは絶縁性物質であり、 電極中に大量に残ると電極の電気 抵抗が大きくなって放電性が悪化するので、 圧粉体電極を真空炉に入れて加熱す ることでワックスを除去している。 この時、 加熱温度が低すぎるとワックスが除 去できず、 温度が高すぎるとヮッタスが煤になって電極の純度を劣ィ匕させるので、 ヮッタスが溶融する温度以上かつヮッタスが分解して煤になる温度以下に保つ必 要がある。 そして、 真空炉中の圧粉体を、 高周波コイルなどにより加熱し、 機械 加工に耐えうる強度を与え、 かつ硬化しすぎないように、 例えば白墨程度の硬度 まで焼成する （これは予備焼結状態と呼ばれる） 。 この場合、 炭化物間の接触部 においては相互に結合が進むが比較的焼結温度が低く本焼結に至らない温度のた め弱レ、結合となっている。 このような電極で放電表面処理を行なうと、 緻密で均 質な被膜が形成できることが判明している。
上述の従来技術は、 いずれの場合においても被膜の硬さや密着性、 耐磨耗性や 被膜形成の迅速性、 被膜の緻密性と均質性という点に特徴があるものの、 膜厚に 関しては十分なものがなく更に改良を要する。
一般的な被膜を厚く盛り上げる技術としては、 いわゆる溶接'溶射がある。 溶 接 （ここでは肉盛溶接をいう） は、 ワークと溶接棒との間の放電により溶接棒の 材料をワークに溶融付着させる方法である。 また、 溶射は、 金属材料を溶かした 状態にし、 スプレー状にワークに吹きつけ被膜を形成させる方法である。 いずれ の方法であっても人手による作業であり、 熟練を要するため、 作業をライン化す ることが困難であり、 コストが高くなるという欠点がある。 また、 特に溶接は、 熱が集中してワークに入る方法であるため、 厚みの薄レヽ材料を処理する場合や、 単結晶合金 ·一方向凝固合金など方向制御合金のように割れやすい材料では、 溶 接割れが発生しゃすく歩留まりが低レ、という問題もある。
特許文献 1
特開平 5— 1 4 8 6 1 5号公報
特許文献 2
特開平 9— 1 9 2 9 3 7号公報
特許文献 3
特許第 3 2 2 7 4 5 4号
非特許文献 1
「放電表面処理 （E D C) による厚膜の形成」 後藤昭弘他、 型技術、 （1 9 9 9 ) 、 日刊工業新聞社
し力 しながら、 上述のような従来の放電表面処理では硬質被膜を形成すること に主眼をおいていたので、 電極材料としては硬質セラミックス材料、 あるいは、 放電のエネルギにより加工液中の油の成分である C (炭素） と化学反応して硬質 炭化物を形成する材料を主成分としている。 し力 し、 硬質材料は一般的に融点が 高レヽ ·熱伝導が悪いなどの特性を持つており、 1 0 m程度の薄膜の形成は緻密 にできるが、 数 1 0 0 μ πι以上の緻密な厚膜の形成は極めて困難であった。 本発明者らの研究に基づく文献には WC-C 0 ( 9 : 1 ) 電極を用いて 3 mm 程度の厚膜が形成できたことが示されているが （非特許文献 1参照） 、 被膜形成 が安定せず再現が困難であること、 一見金属光沢があり緻密に見えるが空孔が多 く脆レ、被膜であること、 金属片などで強く擦ると除去されてしまうほど弱い状態 である、' などの問題があり、 実用には困難なレベルである。
また、 上述の被膜を盛り上げるすなわち厚膜にする溶接や溶射に関しては、 手 間がかかりライン化することが困難でコスト高となること、 溶接割れが発生し歩 留まりが低いことのため、 依然として問題である。
この発明は、 上記に鑑みてなされたもので、 従来の液中パルス放電処理による コーティングで困難であった厚膜の形成を行なう放電表面処理用電極および放電 表面処理方法並びに放電表面処理装置を提供することを目的とする。 また、 液中 パルス放電処理によるコーティングにおいて良質の被膜の形成を行う放電表面処 理用電極おょぴ放電表面処理方法並びに放電表面処理装置を提供することを目的 とする。 発明の開示
本発明にかかる放電表面処理用電極にあっては、 金属粉末、 金属の化合物の粉 末を圧縮成形した圧粉体を電極として、 加工液中において電極とワークの間にパ ルス状の放電を発生させ、 その放電エネルギにより電極材料の被膜をワーク表.面 に形成しあるいは放電エネルギにより電極材料が反応した物質の被膜をワーク表 面に形成する放電表面処理に用いる放電表面処理用電極において、 電極材料とし て炭化物を形成しないもしくは形成しにくい金属材料を 4 0体積％以上含むこと を特徴とする。
この発明によれば、 電極材料として炭化しにくい材料を上記の範囲で含むこと で液中パルス放電処理の際に炭化物にならず金属のまま被膜に残る金属材料が増 えることとなり、 液中パルス放電処理により厚膜の被膜を安定して形成すること が可能となる。 . 図面の簡単な説明
第 1図は、 この発明の実施の形態 1にかかる放電表面処理用電極およびその製 造方法の概念を示す断面図であり、 第 2図は、 被膜厚さと C o重量％との関係を 示す特性図であり、 第 3図は、 電極での電圧および電流波形図であり、 第 4図は、 被膜厚さと処理時間との関係を示す特性線図であり、 第 5図は、 電極中における C oの含有量が 7 0体積％の場合に形成.した被膜を例示する写真であり、 第 6図 は、 この発明にかかる放電表面処理装置の一例を示す概略構成図であり、 第 7図 は、 この発明の実施の形態 2にかかる放電表面処理用電極およびその製造方法の 概念を示す断面図であり、 第 8図は、 この発明の実施の形態 3にかかる放電表面 処理用電極およびその製造方法の概念を示す断面図であり、 第 9図は、 被膜厚さ と〇0重量％との関係を示す特性図であり、 第 1 0図は、 この発明の実施の形態 4にかかる放電表面処理用電極およびその製造方法の概念を示す断面図であり、 第 1 1'図は、 この発明の実施の形態 5にかかる放電表面処理用電極およびその製 造方法の概念を示す断面図であり、 第 1 2図は、 この発明にかかる放電表面処理 装置の一例を示す概略構成図であり、 第 1 3図は、 この発明の実施の形態 6にか かる放電表面処理用電極およびその製造方法の概念を示す断面図であり、 第 1 4 図は、 航空機エンジン材料の変遷を示す図である 発明を実施するための最良の形態
本発 をより詳細に説術するために、 添付の図面に従ってこれを説明する。 な お、 本発明は、 以下の記述に限定されるものではなく、 本発明の要旨を逸脱しな い範囲において適宜変更可能である。 また、 添付の図面においては、 理解の容易 のため、 各部材における縮尺が異なる場合がある。 実施の形態 1
第 1図は、 この発明の実施の形態 1にかかる放電表面処理用電極およびその製 造方法の概念を示す断面図である。 第 1図において、 金型の上パンチ 1 0 3、 金 型の下パンチ 1 0 4、 金型のダイ 1 0 5で囲まれた空間には、 C r 3 C 2 (炭化 クロム） 粉末 1 0 1及び C o (コバルト） 粉末 1 0 2からなる混合粉末が充填さ れる。 そして、 この混合粉末を圧縮成形することにより圧粉体を形成する。 放電 表面処 a¾Dェに当たっては、 この圧粉体が放電電極とされる。
電極の製造においては、 前述したように従来、 放電表面処理は硬質被膜の形成、 それも特に常温に近いところでの硬質被膜の形成に主眼がおかれ、 硬質炭化物を 主成分とする被膜を形成するというのが現状である （例えば、 特願 2 0 0 1 — 2 3 6 4 0号にもこのような技術の開示がある） 。 このような炭化物を主成分とす るような被膜を形成する技術では、 緻密な被膜を均一に形成することが可能であ るが、 被膜の厚さを数 1 Ο μ πι程度以上には厚くできないという問題があること は前述したとおりである。
し力 し、 本発明者らの実験によると、 電極材質の成分に、 炭化物を形成しない あるいは炭化物を形成しにくレ、材料を添加するに従い、 被膜を厚くできることが わかってきた。 従来は、 炭化物を形成しやすい材料の割合が多く含まれており、' 例えば、 T iなどの材料を電極に含むと、 油中での放電により化学反応を起こし、 被膜としては T i C (炭化チタン） という硬質の炭化物になる。 表面処理が進む につれて、 ワーク表面の材質が鋼材 （鋼材に処理する場合） からセラミックスで ある T i Cに変わり、 それに伴い、 熱伝導.融点などの特性が変化する。 ところ 、 炭化しないあるいは炭化しにくい材料を電極に加えることで被膜は炭化物に ならず、 金属のまま被膜に残る材料が増えるという現象が生じた。 そして、 この 電極材ネ斗の選定が、 被膜を厚く盛り上げるのに大きな意味を持つことが判明した。 この場合、 硬度、 緻密性、 および均一性を満たすことは当然であり、 厚膜を形成 する前提である。
第 1図に示すように、 炭化物である C r 3 C 2 (炭化クロム） と炭化物を形成 しにくい材料である Co (コバルト） とを混合した粉末を圧縮成形し、 その後に 電極強度を増すため加熱して電極を製作した場合、 炭化物を形成しにくい C oの 量を変化させることで厚膜の形成しゃすさが変わっていく。 第 2図はこの様子を 示したものである。 電極を作製する際の粉末を圧縮成プレス圧は約 10 OMP a であり、 加熱温度は 400°Cから 800°Cの範囲形で変化させた。 C r 3C2 ( 炭化クロム） が多いほど加熱温度は高くし、 Co (コバルト） が多いほど温度を 低くした。 これは、 C r 3C2 (炭化クロム） が多い場合には製作した電極が脆 くなりやすく低い温度で加熱してもすぐに崩れてしまうのに対し、 Co (コノくル ト） が多い場合には加熱温度が低くても電極の強度が強くなりやすかったためで ある。 プレスの際には成形 ^feをよくするためにプレスする粉末に少量 （重量で 2 %から 3%) のワックスを混合した。 ワックスは加熱の際に除去される。 C r 3 C2 (炭化クロム） は粒径 3 ; m〜6 μπι程度の粉末を使用し、 〇0は粒径4^ π！〜 6 μ m程度の粉末を使用した。 ベースとなる材質は C r 3C2 (炭化クロム ) である。 使用した放電のパルスは第 3図に示すような波形であり、 パルス条件 は、 ピーク電流値 i e =l 0A、 放電持続時間 （放電パルス幅） t β = 64μ s、 休止時間 t o = 1 28 ;U S 、 1 5 mm 1 5 mmの面積の電極において被膜を形 成した。 そして、 処理時間は 15分である。 極性は、 電極がマイナス、' ワークが プラスの極性を使用した。 第 3図では、 電極がマイナス、 ワークがプラスの極性 の場合に、 縦軸上側になるように表示している。
このようなパルス条件に基づいて被膜を形成した場合、 製作した電極内にあつ て、 C oが含有する重量％によってワーク上に形成される被膜の厚さが異なり、 第 2図によれば、 C 0含有量が低い場合には 10 μπι程の膜厚であったものが C 0含有量 30体積％程度から次第に厚くなり、 C ο含有量 50体積％を過ぎたこ ろから 10000 μπι近くにまで厚くなることを示している。
このことを更に詳細に述べる。 上記のような条件に基づいてワーク上に被膜を 形成した場合、 電極内の C οが 0%の場合、 すなわち、 C r 3C2 (炭化クロム ) が 100重量％の場合には、 形成できる被膜の厚さは 10 μπι程度が限界であ り、 それ以上厚みを増すことはできない。 また、 炭化物を形成しにくい材料が電 極内にない場合の処理時間に対する被膜の厚さの様子は第 4図のようになる。 第 4図によれば、 処理の初期は、 被膜が時間とともに成長して厚くなり、 あるとこ ろ （約 5分 c m 2) で飽和する。 その後しばらく膜厚は成長しないが、 ある時 間 （2 0分 ( 111 2程度） 以上処理を続けると今度は被膜の厚みが減少しはじめ、 最後には被膜高さはマイナス、 すなわち掘り込みに変わってしまう。 ただし、 掘 り込んだ状態でも被膜は存在しており、 その厚み自体は 1 0 m程度であり、 適 切な時間で処理した状態とほとんど変わらなレ、。 したがつて 5分から 2 0分の間 での処理時間が適切と考えられる。
第 2図に戻り、 電極内に炭化しにくい材料である C 0量を増やすにしたがい厚 くできるようになり、 電極中における C 0量が 3 0体積％を超えると形成される 被膜の厚さが厚くなり始め、 4 0体積％を超えると安定して厚膜が形成しやすく なることが判明した。 図 2のグラフには、 C 0量 3 0体積％程度から滑らかに膜 厚が上昇するように記載しているが、 これは、 複数回の試験を行なった平均値で あり、 実際には、 C o量が 3 0体積％程度の場合には、 厚く被膜が盛り上がらな い場合があったり、 厚く盛りあがった場合でも、 被膜の強度が弱い、 すなわち、 金属片などで強く擦ると除去されてしまう場合などがあり、 安定しない。 より好 ましくは C o量が 5 0体積％を超えるとよい。 このように被膜中に金属として残 る材料を多くすることにより、 炭化物になっていない金属成分を含む被膜を形成 することができ、 安定して厚膜が形成しやすくなる。 ここでいう体積％は混合す るそれぞれ粉末の重量をそれぞれの材料の密度で割った値の比率のことであり、 粉末全体の材料の体積中においてその材料が占める体積の割合である。 第 5図に 電極中における C oの含有量が 7 0体積％の場合に形成した被膜の写真を示す。 この写真は、 厚膜の形成を例示するものである。 第 5図に示す写真においては 2 mm程度の厚膜が形成されている。 この被膜は 1 5分の処理時間で形成されたも のであるが、 処理時間を増せばさらに厚い被膜にすることができる。
このようにして、 電極内に C o等の炭化しにくレ、材料あるレヽは炭化しなレ、材料 を 4 0体積。 /o以上含有する電極を用いることによって、 放電表面処理によりヮー ク表面に安定して厚い被膜を形成することができる。
上記においては、 炭化物を形成しにくい材料として C o (コバルト） を用いた 場合について説明したが、 N i (ニッケル） 、 F e (鉄） なども同様の結果を得 られる材料であり、 本発明に用いて好適である。
なお、 ここでいう厚膜とは、 組織の内部 （パルス状の放電により形成する被膜 であるため、 最表面は面粗さが悪く一見光沢がないように見える） が金属光沢を 持つような緻密な被膜のことである。 C o ' (コバルト） のような炭化物を形成し にくい材料が少ない場合でも、 電極の強度を弱くすると付着物は盛り上がること がある。 し力 し、 このような付着物は緻密な被膜ではなく、 金属片などで擦ると 容易に除去できるようなものである。 前述の特許文献 1などに記載されている堆 積層は、 このような緻密ではない被膜であり、 金属片などで擦ると容易に除去で きるものである。
また、 上記の説明においては、 C r 3 C 2 (炭化クロム） および C o粉末を圧 縮成形して加熱し電極を形成した場合について説明したが、 圧縮成形した圧粉体 を電極として使用してもよい場合もある。 しカゝし、 緻密な厚膜を形成するために は、 電極の硬さが硬すぎても軟ら力すぎてもよくなく、 適切な硬さが必要である。 一般的には、 加熱処理が必要である。 圧粉体を加熱することは成形の維持や固形 化につながる。 電極の硬さは、 電極材料の粉末の結合の強さに層間があり、 放電 による電極材料のワーク側への供給量に関係している。 電極の硬さが硬い場合に は、 電極材料の結合が強レ、ため、 放電が発生しても少量の電極材料しか放出され ず、 十分に被膜形成ができない。 逆に電極の硬さが低い場合には、 電極材料の結 合が弱いため、 放電が発生すると、 大量の材料が供給され、 この量が多すぎる場 合には、 十分放電パルスのエネルギーで溶融させることができず、 緻密な被膜を 形成できなくなる。 同じ原料の粉末を使用した場合、 電極の硬さ、 すなわち、 電 極の材料の結合状態に影響をあたえるパラメータが、 プレス圧と加熱温度である。 本実施例では、 プレス圧の例として約 1 0 O MP aを使用したが、 このプレスを されに上げると加熱温度を低くしても同じような硬さが得られる。 逆に、 プレス 圧を低くすると、 加熱温度を高めに設定する必要があることがわかった。 この事 実は、 本実施例だけでなく、 本発明中の他の実施例にも当てはまるものである。 また、 本実施例では、 放電条件の例として 1つの条件での試験結果を示したが、 被膜の厚.さなど異なるが、 他の条件でも、 同様の結果が得られることはいうまで ない。 この事実も、 本実施例だけでなく、 本発明中の他の実施例にも当てはまる ものである。
第 6図は、 本発明の第 1の実施の形態にかかる放電表面処理装置を示す概略構 成図である。 第 6図に示すように、 本実施の形態にかかる放電表面処理装置は、 上述した放電表面処理用電極であり、 炭化物を形成しないもしくは形成しに い 金属材料を 4 0体積。 /0以上含んだ粉末を圧縮成形した圧粉体、 またはこの圧粉体 を加熱処理した圧粉体からなる電極 2 0 3と、 加工液 2 0 5である油と、 電極 2 0 3とワーク 2 0 4とを加工液中に浸漬させる、 または電極 2 0 3とワーク 2 0 4との間に加工液 2 0 5を供給する加工液供給装置 2 0 8と、 電極 2 0 3とヮー ク 2 0 4との間に電圧を印加してパルス状の放電を発生させる放電表面処理用電 源 2 0 6とを備えて構成される。
ここで、 電極 2 0 3は例えば C r 3 C 2 (炭化クロム） 粉末 2 0 1と C o (コ バルト) 粉末 2 0 2とから構成されており、 炭化物を形成しにくい材料である C oを例えば 7 0体積0 /0含むものである。 なお、 電極 2 0 3.とワーク 2 0 4の相対 位置を制御する駆動装置などの本発明に直接関係のない部材は記載を省略してい る。
この放電表面処理装置によりワーク表面に被膜を形成するには、 電極 2 0 3と ワーク 2 0 4とを加工液 2 0 5の中で対向配置し、 加工液中において放電表面処 理用電 ¾ 2 0 6から電極 2 0 3とワーク 2 0 4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電極材料の被膜をワーク表面に形成しあるいは放電 エネルギにより電極材料が反応した物質の被膜をワーク表面に形成する。 極性は、 電極側がマイナス、 ワーク側がプラスの極性を使用する。 放電のアーク柱 2 0 7 は第 6図に示すように電極 2 0 3とワーク 2 0 4との間に発生する。
以上のような放電表面処理装置を用いてワーク 2 0 4に被膜を形成することに より、 液中パルス放電処理により安定してワーク表面に厚膜の被膜を形成するこ とができる。
実施の形態 2
第 7図は、 この発明の実施の形態 2にかかる放電表面処理用電極およびその製 造方法の概念を示す断面図である。 第 7図において、 金型の上パンチ 7 0 3、 金 型の下パンチ 7 0 4、 金型のダイ 7 0 5で囲まれた空間には、 T i (チタン） 粉 末 7 0 1及び C o (コバルト） 粉末 7 0 2からなる混合粉末が充填される。 そし て、 この混合粉末を圧縮成形することにより圧粉体を形成する。 放電表面処理加 ェに当たっては、 この圧粉体が放電電極とされる。 電極を作製する際の粉末を圧 縮成プレス圧は約 1 0 O MP aであり、 加熱温度は 4 0 0 °Cから 8 0 0 °Cの範囲 形で変化させた。
上述した実施の形態 1では、 炭化物である C r 3 C 2 (炭化クロム） 粉末と金 属である C o (コバルト） 粉末とを混合して製造した電極での被膜形成の特徴に ついて述べたが、 本実施例では、 金属である T i (チタン） 粉末と C o (コノくル ト） 粉末とを混合して電極を製造した場合について説明する。 T i (チタン） と C o (コバルト） はともに金属であるが、 違いは、 T i (チタン） が活性な材料 であり加工液である油中での放電の雰囲気下で炭化物である T i C (炭化チタン ) に極めてなり易い材料であるのに対し、 C o (コバルト） は炭化物を形成しに くレ、材料であるという点である。
実施の形態 2では実施の形態 1の場合と同様に電'極中における T i (チタン） 粉末の含有率を T i (チタン） 粉末 1 0 0体積％、 すなわち電極内の C oが 0体 積0 /0の場合から C o (コバルト） 粉末の含有量を順次増やし、 膜の成形の状態が どのようになる力調べた。 ここで、 T i (チタン） 粉末は、 粒径 3 ^ 111から 4 μ m程度の粉末を使用し、 C o (コノ ルト） 粉末は粒径粒径 4 m〜 6 ^ m程度の 粉末を使用した。 T i (チタン） は粘りのある材料であるため微粉の製造が困難 であるので、 脆い材料である T i H 2 (水素化チタン） を粒径 3 i mから 4 m 程度にボールミルで粉碎し、 その粉末を使用して圧縮成形した後、 加熱して水素 を放出させて T iの粉末とした。
電極材料が、 T i (チタン） 1 0 0体積0 /0の場合には、 被膜は T i C (炭化チ タン） となり、 膜厚は 1 0 μ πι程度であった。 しかし、 炭化しにくい材料である C οの含有量を増やすにしたがい厚い被膜が形成できるようになり、 電極中にお ける C οの含有量が 4 0体積。 /0を超えると安定して厚膜が形成しゃすくなること が判明した。 そして、 電極中における C οの含有量が 5 0体積％をこえると十分 な厚みの厚膜を形成できるため好ましいことが判明した。 この結果は、 実施の形 態 1で示した結果とほぼ同じ結果である。 これは、 電極中に含まれる T i (チタ ン） は、 加工液である油中での放電の雰囲気では炭化物である T i C (炭化チタ ン） になってしまい初めから炭化物を混合するのと同じような結果になるためで あると推察される。 実際に被膜の成分を X線回折により分析すると、 T i C (炭 化チタン） の存在を示すピークは観察されるが、 T i (チタン） の存在を示すピ ークは観察されなかった。 ' したがって、 T i (チタン) 粉末と C o (コバルト) 粉末とを混合して電極を 製造した場合についても、 電極内に炭化しにくレ、材料あるいは炭化しなレ、材料と しての C o (コバルト） 粉末を 4 0体積％以上含有させた電極とすることによつ て、 放電表面処理によりワーク表面に安定して厚い被膜を形成することができる。 なお、 本実施の形態においては T i (チタン） 粉末と混合して電極を構成する 炭化物を形成しにくい材料として C o (コバルト） を用いた場合を例に挙げたが、 N i (二ッケノレ） 、 F e (鉄） なども同様の結果を得られる材料であり、 本発明 に用いて好適である。
実施の形態 3
第 8図は、 この発明の実施の形態 3にかかる放電表面処理用電極およびその製 造方法の概念を示す断面図である。 第 8図において、 金型の上パンチ 8 0 3、 金 型の下パンチ 8 0 4、 金型のダイ 8 0 5で囲まれた空間には、 C r (クロム） 粉 末 801及び Co (コバルト） 粉末 802からなる混合粉末が充填される。 そし て、 この混合粉末を圧縮成形することにより圧粉体を形成する。 放電表面処理加 ェに当たっては、 この圧粉体が放電電極とされる。 電極を作製する際の粉末を圧 縮成プレス圧は約 10 OMP aであり、 加熱温度は 400°Cから 800°Cの範囲 形で変化させた。
実施例 2では、 炭化物を形成しやすい金属である T i (チタン） 粉末と炭化し にくい材料である Co (コバルト） 粉末とを混合した電極での被膜形成の場合に ついて説明したが、 本実施例では、 炭化物を形成する金属である Cr (クロム） の粉末と炭化物を形成しにくレ、材料である C o (コバルト） の粉末とを混合して 電極を製造した場合について説明する。
実施の形態 3では実施の形態 1の場合と同様に電極中における C r (クロム） 粉末の含有率を C r (クロム） 粉末 100体積％、 すなわち電極内の C oが 0体 積％の場合から Co (コバルト） 粉末の含有量を順次増やし、 膜の成形の状態が どのようになるか調べた。 ここで、 Cr (クロム） 粉末は粒径 3 μιηから 4 m 程度の粉末を使用し、 C o (コバルト） 粉末は粒径粒径 4 m〜 6 ^ m程度の粉 末を使用した。
電極材料が、 C r (クロム） 100体積0 /0の場合には、 被膜の膜厚は 10 ^πι 程度であった。 し力、し、 被膜成分を X線回折により分析すると、 C r 3C2 (炭 ィヒクロム） の存在を示すピークと、 Cr (クロム） の存在を示すピークが観察さ れた。 すなわち、 Cr (クロム) は炭化し易レ、材料ではあるが T i (チタン) の ような材料に比べると炭化しやすさは低く、 電極中に C r (クロム） が含まれて レ、る場合にはその一部が炭化物になり、 一部は金属の Cr (クロム） のまま被膜 となるということになる。
電極成分として Cr (クロム） を使用する場合にも、 炭ィ匕しにくい材料である Coの含有量を増やすにしたがい被膜は厚くできるようになることが判明した。 但し、 その割合は実施の形態 1および実施の形態 2の場合のように電極成分に炭 化物が含まれている場合や炭化物に極めてなり易い材料が含まれている場合より も少なくてもよく、 電極中における C oの含有量が 2 0体積 °/0を超えるころから 厚膜が形成しやすくなることが判明した。
C oの量を変化させた場合の被膜の厚みの変化を第 9図に示す。 使用した放電 のパノレス条件は、 実施例 1およぴ実施例 2の場合と同じで、 ピーク電流値 i e = 1 0 A、 放電持続時間 （放電パルス幅） t e = 6 4 μ s、 休止時間 t ο = 1 2 8 μ sであり、 1 5 mm X 1 5 mmの面積の電極で被膜を形成した。 極性は、 電 極がマイナス、 ワークがプラスの極性を使用した。 処理時間は 1 5分である。 以上のように、 炭化物を形成し易い材料の中にも炭化のし易さには差異があり、 炭化しにくい材料ほどより厚膜を形成しやすい傾向がある。 これは、 厚膜を形成 する条件が、 被膜となった材料中に炭化物にならず金属のまま存在する材料の割 合が所定量あることであるためと推察される。 実施の形態 1から実施の形態 3に 示した結果などから考察すると、 被膜中に金属として残る材料の割合が体積で 3 0 %程度以上存在することが緻密な厚膜を形成するための必要条件と考えられる。 また、 加工液である油中での放電の雰囲気での金属材料の炭化のしゃすさにつ いては、 明確なデータはないが、 上記において説明したような実験データなどか ら考えるとエリンガム図に示されている炭化する場合に必要なエネルギの大きさ が参考になると考えられる。 エリンガム図によると、 T i (チダン） はきわめて 炭化しゃすレ、ことが示されており、 C r (クロム) は T iに比べると炭化しにく いといえる。 炭化物を形成し易い材料のなかでも、 T iや M o (モリブデン） は 炭化しやすく、 C r (クロム） や S i (シリコン） などは比較的炭化しにくい材 料であると考えられ、 これらは実際の実験結果ともよく合致する結果である。 上述したように、 C r (クロム） 粉末と C o (コバルト） 粉末とを混合して電 極を製造した場合についても、 電極内に炭化しにくい材料あるいは炭化しない材 料としての C o (コバルト） 粉末を 4 0体積％以上含有させた電極とすることに よって、 放電表面処理によりワーク表面に安定して厚い被膜を形成することがで きる。 そして、 この場合には特に電極中に C oを 2 0体積％以上含有させた電極 であればワーク表面に安定して厚い被膜を形成することができる。 なお、 本実施の形態においては C r (クロム） 粉末と混合して電極を構成する 炭化物を形成しにくい材料として Co (コバルト） を用いた場合を例に挙げたが、 N i (ニッケル） 、 F e (鉄） なども同様の結果を得られる材料であり、 本発明 に用いて好適である。
実施の形態 4
第 10図は、 この発明の実施の形態 4にかかる放電表面処理用電極おょぴその 製造方法の概念を示す断面図である。 第 10図において、 金型の上パンチ 100 5、 金型の下パンチ 1006、 金型のダイ 1007で囲まれた空間には、 Mo ( モリブデン） 粉末 1001、 C r (クロム） 粉末 1002、 S i (シリコン） 粉 末 1003及ぴ Co (コバルト） 粉末 1004からなる混合粉末が充填される。 粉末の配合比率は、 Mo (モリプデン） 28重量％、 C r (クロム） 17重量％、 S i (シリコン） 3重量0 /0、 Co (コバルト） 52重量0 /0である。 この場合の C 0 (コバルト） の体積％は約 50%である。 そして、 この混合粉末を圧縮成形す ることにより圧粉体を形成する。 放電表面処理加工に当たっては、 この圧粉体が 放電電極とされる。
Mo (モリブデン） 28重量％、 C r (クロム） 17重量0 /0、 S i (シリコン ) 3重量％、 Co (コバルト） 52重量％の比率は、 高温環境下での耐磨耗のた めの材料として使用される組み合わせである。 このような比率で配合された電極 は、 材料の持つ硬さと、 高温環境下で C r (クロム） が酸化してできる C r 2〇 3 (酸ィヒクロム） が潤滑性を発揮することから耐磨耗の効果を発揮する。
電極を作製する際の粉末を圧縮成形するプレス圧は約 10 OMP a、 加熱温度 は 600°Cから 800°Cの範囲とした。 プレスの際には、 成形性をよくするため に、 プレスする粉末に少量 （重量で 2%から 3%) のワックスを混合した。 ヮッ クスは力 fl熱の際に除去される。 粉末は各材料とも粒径 2 u π！〜 6 μ m程度の粉末 を使用した。 使用した放電のパルス条件は、 ピーク電流値 i e = 10 A、 放電持 続時間 （放電パルス幅） t e = 64 μ s、 休止時間 ΐ ο = 128μ 3、 15 mm X I 5 mmの面積の電極で被膜を形成した。 極性は、 電極がマイナス、 ワーク がプラスの極性を使用した。
以上のようにして作製した電極を用いることにより第 6図と同様の放電表面処 理装置を構成することができる。 そして、 該放電表面処理装置により液中パルス 放電処理によりワーク表面に被膜を形成したところ、 ワーク材料に加工液である 油中でのパルス放電による歪を生じることなく厚い被膜を形成することができた。 また、 形成された被膜が高温環境下で耐磨耗性を発揮することも確認され、 良質 の厚膜を形成することができた。
上述したような比率で材料を混合して作製した電極を用いて液中パルス放電処 理によりワーク表面に被膜を形成することで耐摩耗性等の各種機能を有する被膜 が得られるが、 このような材料としては、 他に 「C r (クロム） 2 5重量％、 N i (ニッケル） 1 0重量0 /。、 W (タングステン） 7重量0 /0、 C o (コバルト） 残 」 、 または 「C r (クロム） 2 0重量％、 N i (ニッケル） 1 0重量％、 W (タ ングステン) 1 5重量％、 C 0 (コバルト） 残」 などのステライトなどが挙げら れる。 ステライトは耐蝕性、 高温硬さに優れるため、 通常これらの性質の必要な 部分に溶接などによりコーティング処理がなされる材料であり、 耐蝕性、 高温硬 さを要する際のコーティング処理に好適である。
また、 「C r (クロム） 1 5重量％、 F e (鉄） 8重量％、 N i (ニッケル） 残」 、 「C r (クロム） 2 1重量％、 M o (モリブデン） 9重量0 /0、 T a (タン タル） 4重量0 /0、 N i (ニッケル） 残」 、 「C r (クロム） 1 9重量0 /0、 N i ( 二ッケル） 5 3重量％、 M o (モリブデン） 3重量0/。、 (C b + T a ) 5重量0ん T i (チタン) 0 . 8重量0 /0、 A 1 (アルミ） 0 . 6重量0 /0、 F e (鉄） 残」 な どの二ッケル基の配合の材料は耐熱性を発揮する材料であり、 耐熱性を要する際 のコーティング処理に好適である。
実施の形態 5
第 1 1図は、 この発明の実施の形態 5にかかる放電表面処理用電極およびその 製造方法の概念を示す断面図である。 第 1 1図において、 金型の上パンチ 1 1 0 3、 金型の下パンチ 1 1 0 4、 金型のダイ 1 1 0 5で囲まれた空間には、 ステラ ィト合金粉末 （C o、 C r、 N iの合金の粉末） 1101が充填される。 そして、 この混合粉末を圧縮成形することにより圧粉体を形成する。 放電表面処理加工に 当たっては、 この圧粉体が放電電極とされる。
粉末 1101は、 Co (コバルト） 、 C r (クロム） 、 N i (ニッケル） など を所定の合金比率で混合して作った合金 （ステライト） を粉末にしたものである。 粉末にする方法は、 例えばアトマイズ法や、 合金をミルなどにより粉碎する方法 が挙げられる。 いずれの方法においても粉末粒一つ一つが合金 （第 11図の場合 はステライト） になっている。 合金粉末をダイ 1105とパンチ 1103、 11 04により圧縮成形する。 場合によっては、 電極の強度を増すためにその後加熱 処理を行なっても良い。 ここでは、 「Cr (クロム） 20重量％、 N i (二ッケ ノレ） 10重量0 /0、 W (タングステン) 15重量0 /0、 Co (コバルト） 残」 の合金 比率の合金の粉末を使用した。 この場合の Co (コバルト） の体積％は 40%以 上である。
粉末を圧縮成形するプレス圧は約 10 OMP a、 加熱温度は 600°Cから 80 0°Cの範囲とした。 プレスの際には、 成形性をよくするために、 プレスする粉末 に少量 （重量で 2%から 3%) のワックスを混合した。 ワックスは加熱の際に除 去される。 粉末は各材料とも粒径 2 π！〜 6 μπι程度の粉末を使用した。 使用し た放電のパルス条件は、 ピーク電流値 i e==10A、 放電持続時間 （放電パルス 幅） t e = 64 μ s、 休止時間 1 0 =128 3、 15 mmX 15 mmの面積 の電極で被膜を形成した。 極性は、 電極がマイナス、 ワークがプラスの極性を使 用した。
以上のようにして作製した電極を用いて構成した本実施の形態にかかる放電表 面処理装置を示す概略構成図を第 12図に示す。 第 12図に示すように放電表面 処理装置は、 上述した合金比率の合金粉末からなる電極 12◦ 2と、 加工液 12 04である油と、 電極 1202とワーク 1203とを加工液中に浸漬させる、 ま たは電極 1202とワーク 1203との間に加工液 1204を供給する加工液供 給装置 1208と、 電極 1202とワーク 1203との間に電圧を印カロしてパノレ ス状の放電を発生させる放電表面処理用電源 1 2 0 5とを備えて構成されている。 電極 1 2 0 2は合金粉末 1 2 0 1からできている。 なお、 放電表面処理用電源 1 2 0 5とワーク 1 2 0 3の相対位置を制御する駆動装置などの本発明に直接関係 のなレ、部材は記載を省略している。
この放電表面処理装置によりワーク表面に被膜を形成するには、 電極 1 2 0 2 とワーク 1 2 0 3とを加工液 1 2 0 4の中で対向配置し、 加工液中において放電 表面処理用電源 1 2 0 5から電極 1 2 0 2とワーク 1 2 0 3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電極材料の被膜をワーク表面に形成し あるいは放電エネルギにより電極材料が反応した物質の被膜をワーク表面に形成 する。 極性は、 電極側がマイナス、 ワーク側がプラスの極性を使用する。 第 1 2 図に示すように放電のアーク柱 1 2 0 6は電極 1 2 0 2とワーク 1 2 0 3との間 に発生する。
放電毎に電極材料がワーク側に供給される。 電極材料は粉末から成っているが 合金を粉末化したものを使用しているので材質が均一であり、 電極 1 2 0 2に供 給される場合にも材質のばらつきがない。 その結果、 電極材料の材質の不均一に 起因した成分のばらつきのない良質の被膜を形成することができる。
各材料の粉末を混合して所定の組成の電極を製造する場合には、 粉末の混合の ばらつきにより一定した材料の性能が得られないという問題が生じうる。 本発明 者らの研究によると、 各材料の粉末を混合して所定の組成の電極を製造する場合 には複数の粉末を混合するため完全に均一に混合するということが極めて困難で あり、 電極の個体間のばらつき、 あるいは、 1つの電極の中でも場所によるばら つきが発生しうることが判明した。 これは炭化物を形成しやすい材料を含んだ電 極の場合には影響が大きレ、。 例えば、 後述する合金のように M o (モリブデン） や T i (チタン） など炭化しやすい材料が偏在した場合には、 その部分のみ厚膜 を形成しにくくなつてしまう。 被膜中の成分とともに、 膜厚も均一でなくなって しまうという問題がある。
し力 しながら、 本実施の形態に示したように複数の元素を所定の比率で合金化 した合金材料の粉末を作り、 その粉末から電極を製造することで、 電極の成分上 のばらつきをなくすことが可能となった。 そして、 該電極を用いて放電表面処理 を行うことにより安定してワーク表面に厚膜の被膜を形成することが可能であり、 形成した被膜の被膜成分も均一な状態にすることが可能となった。
したがって、 以上のような電極を用いた放電表面処理装置を用いてワーク 12
03に被膜を形成することにより、 液中パルス放電処理により安定してワーク表 面に被膜成分も均一な厚膜を形成することができる。 '
上記においては、 「C r (クロム） 20重量％、 N i (ニッケル） 10重量0 /0、 W (タングステン） 15重量％、 Co (コノくルト） 残」 の合金比率の合金を粉末 化した材料を使用したが、 粉末ィ匕する合金は他の配合の合金でももちろんよく、 例えば、 「C r (クロム） 25重量％、 N i (ニッケル） 10重量％、 W (タン ダステン） 7重量％、 Co (コバルト） 残」 の合金比率の合金を用いることもで きる。 また、 「Mo (モリブデン） 28重量％、 C r (クロム） 1'7重量0 /0、 S
1 (シリコン） 3重量0 /0、 Co (コバルト） 残」 「C r (クロム） 15重量0 /0、 F e (鉄） 8重量0 /0、 N i (ニッケル） 残」 、 「C r (クロム） 21重量％、 M o (モリブデン） 9重量0 /0、 Ta (タンタル） 4重量0 /0、 N i (ニッケル） 残」 、 「C r (クロム） 19重量0 /0、 N i (ニッケル） 53重量0 /0、 Mo (モリブデン ) 3重量0 /0、 (Cb+Ta) 5重量0 /0、 T i (チタン） 0. 8重量0 /0、 A 1 (ァ ルミ） 0. 6重量％、 F e (鉄） 残」 の合金比率の合金でもよい。 伹し、 合金の 合金比率が異なると材料の硬さなどの性質が異なるため、 電極の成形性 ·被膜の 状態に多少の差異が生じる。
電極材料の硬さが硬い場合には、 プレスによる粉末の成形が困難になる。 また、 加熱処理により電極の強度を増す場合にも加熱温度を高めにするなどの工夫が必 要である。 例を挙げると、 「C r (クロム） 25重量％、 N i (ニッケル） 10 重量％、 W (タングステン） 7重量％、 Co (コバルト） 残」 の合意金比率の合 金は比較的やわらかく、 「Mo (モリブデン） 28重量％、 C r (クロム） 17 重量％、 S i (シリコン） 3重量。/。、 C o残」 の合金比率の合金は比較的硬い材 料である。 電極の加熱処理の場合には、 電極に必要な硬さを与えるために、 前者 よりも後者の方が平均して 10 o°c前後高めに設定する必要がある。
また、 厚膜の形成のしゃすさは、 実施の形態 1乃至実施の形態 4に示したよう に、 被膜の中に含まれる金属の量が多くなるにしたがって容易になる。 電極の成 分である合金粉に含まれる材料としては、 炭化物を形成しにくい材料である、 C 0 (コバルト） 、 N i (ニッケル） 、 F e (鉄） が多いほど緻密な厚膜を形成し やすくなる。
種々の合金粉末で試験を実施したところ、 電極中における炭化物を形成しにく レヽもしくは形成しない材料の含有率が 40体積％を超えると安定して厚膜が形成 しゃすくなることが判明した。 そして、 電極中における C oの含有量が 50体積 %をこえると十分な厚みの厚膜を形成できるためより好ましいことが判明した。 合金での材料の体積％は定義しにくいが、 ここでは、 混合するそれぞれ粉末の重 量をそれぞれの材料の密度で割った値の比率を体積％としている。 合金として混 合する材料の元々の比重が近い材料であれば、 重量％とほぼ同じになるのはいう までない。
また、 炭化物を形成しにくレ、材料である C 0 (コバルト） 、 N i (ニッケル） 、 F e (鉄) 以外に合金の成分として混合される材料が炭化物を形成する材料であ つても、 その中で相対的に炭化物を形成しにくい材料である場合には、 被膜中に は Co (コバルト） 、 N i (ニッケル） 、 F e (鉄） 以外の金属成分がふくまれ ることになり、 C o (コバルト) 、 N i (ニッケル) 、 F e (鉄) の比率は、 さ らに少なくとも緻密な厚膜を形成することができる。
C r (クロム） と Co (コバルト） の 2元素の合金の場合には、 電極中におけ る Co (コバルト） の含有率が 20体積0 /0を超えるころから厚膜が形成しやすく なることが判明した。 ここでいう C o (コバルト） の体積％とは、 前述のように、 ( (Coの重量％) / (C oの比重） ） ÷ ( ( (C rの重量0 /0) / (C rの比 重） ） + ( (Coの重量0 /0) / (Coの比重） ) ) である。 C r (クロム） は炭 化物を形成する材料であるが、 T iなどの活性な材料と比べると炭化物を形成し にくい材料である。 被膜成分を X線回折 · XP S (X - r a y Ph o t o e 1 e c t r o n S p e c t r o s c o p y) 等により分析すると、 C r 3 C 2 ( 炭化クロム） の存在を示すピークと、 C r (クロム） の存在を示すデータが観察 された。 すなわち、 C r (クロム） の場合には、 炭化し易い材料ではあるが、 T i (チタン） のような材料に比べると炭化しやすさは低く、 電極中に C r (クロ ム） が含まれている場合には、 その一部が炭化物になり、 一部は金属の C r (ク ロム） のまま被膜となるということになる。 以上の結果などから考察すると、 被 膜中に金属として残る材料の割合が体積で 30%程度以上存在することが緻密な 厚膜を形成するための必要であると考えられる。
実施の形態 6
第 13図は、 この発明の実施の形態 6にかかる放電表面処理用電極おょぴその 製造方法の概念を示す断面図である。 第 13図において、 金型の上パンチ 130 3、 金型の下パンチ 1304、 金型のダイ 1305で囲まれた空間には、 C o合 金粉末 1 301に C o (コバルト） 粉末 1302を混合した混合粉末が充填され る。 そして、 この混合粉末を圧縮成形することにより圧粉体を形成する。 放電表 面処理加工に当たっては、 この圧粉体が放電電極とされる。 粉末を圧縮成形する プレス圧は約 100MP a、 加熱温度は 600°Cから 800°Cの範囲とした。
C o合金粉末 1301の合金比率は、 「M o (モリブデン） 28重量％、 C r (クロム） 17重量0 /0、 S i (シリコン） 3重量0 /0、 Co (コバルト） 残」 であ り、 C o合金粉末 1301はこのような合金比率の合金材料を粉末化したものである。 C o合金粉末 1301および C 0粉末 1302はいずれも粒径 2 μ mから 6 m程度のものを使用した。 「Mo (モリブデン） 28重量％、 C r (クロム ) 1 7重量％、 S i (シリコン） 3重量％、 Co (コバルト） 残」 の合金比率の 合金は、 高温環境下での耐磨耗のための材料として使用される合金である。 この 合金は、 材料の持つ硬さと、 高温環境化で C r (クロム） が酸ィ匕してできる C r 203 (酸化クロム） が潤滑性を発揮することから耐磨耗の効果を有効に発揮す る。 したがって、 この合金の粉末を含む電極を用いることで耐磨耗性に優れた被 膜を形成することができる。
但し、 放電表面処理により被膜形成をする場合には、 そのままの組成の合金粉 末のみから電極を製造することもできるにはできるが、 材料の硬さのためプレス による圧縮成形の際の成形性に多少問題があり、 電極の品質にばらつきを生じや すいという問題と、 炭化物を形成し易い M o (モリブデン） が比較的多く含まれ ているために、 徽密な被膜を形成しにくい場合があるという問題がある。
以上のような問題がある場合に、 C o (コバルト） の粉末を更に混合すること により、 厚膜の形成しやすさを向上させることが可能となる。 「M o (モリブデ ン） 2 8重量％、 C r (クロム） 1 7重量0 /0、 S i (シリコン） 3重量0 /0、 C o (コバルト） 残」 の合金比率の合金粉末のみより電極を作製し、 該電極を用いた 放電表面処理装置を構成して被膜を形成した場合には、 形成された被膜中の空間 率が 1 0 %程度である。 それに対して、 「M o (モリブデン） 2 8重量％、 C r (クロム） 1 7重量0 /0、 S i (シリコン） 3重量0 /0、 C o (コバルト） 残」 の合 金比率の合金粉末に C o (コバルト） 粉末を 2 0重量％程度混合した混合粉末に より電極を作製し、 該電極を用いた放電表面処理装置を構成して被膜を形成した 場合には、 被膜中の空間率を 3 %から 4 %程度に低減することができる。 したが つて、 「M o (モリプデン） 2 8重量％、 C r (クロム） 1 7重量0 /。、 S i (シ リコン） 3重量％、 C o (コバルト） 残」 の合金比率の合金粉末に C o (コバル ト） 粉末を 2 0重量％程度混合した混合粉末により作製した電極を用いることに より、 耐磨耗の効果を有しつつ緻密な厚膜を形成することが可能なる。 このよう な効果を奏する材料としては、 C oの他に N iや F eを用いることができ、 また、 これらの材料のうち複数を混合することもできる。
実施の形態 7
第 1 4図は、 航空機エンジン材料の変遷を示す図である。 航空機エンジン例え ばェンジンブレードは高温環境下で使用されるため、 材質として耐熱合金が使用 される。 以前は普通の铸造品が使用されていたが、 現在では、 単結晶合金'一方 向凝固合金などの特殊な铸造品が使用される。 これらの材料は高温環境において の使用に耐えられる材料であるが、 溶接のように局部に熱が入り温度の大きな不 均一が生じた場合には割れやすいという欠点がある。 また、 航空機エンジン全体 としてみても、 溶接や溶射で他の材料を付着させる場合が多いので、 局部に集中 した入熱にて割れが発生しゃすく歩留まりが悪レ、という問題があつた。
溶接では、 放電電流が連続して流れるため、 ワーク上のアークの点が短時間で は移動せず、 強く加熱されてしまう。 一方、 本発明の実施の形態では、 短時間 （ 数 μ sから数十 μ s程度の時間） で放電電流を停止させるため、 熱の集中がない。 図 3に示したパルス幅 t eの時間が放電が発生している時間であり、 放電遅れ時 間 t d、 および、 休止時間 t oは、 放電が発生していない、 すなわち、 ワークに 熱が入らない時間である。 また、 1つの放電パルスが終了した場合、 次に発生す る放電パルスは、 別の場所に発生するので、 溶接と比べて熱の集中の少ないこと がわかる。
本実施の形態では、 この単結晶合金あるいは一方向凝固合金への金属被膜の形 成に放電表面処理を実行しかつ液中でのパルス放電により入熱を分散させること で割れを防ぐことができる。 しかも従来のように溶接や溶射によらないで、 放電 表面処理の電極材料として炭化物を形成しないもしくは形成しにくい金属材料を 4 0体積％以上含む電極を用いることにより厚膜の被膜を得ることができ、 この 結果、 割れを生じないで厚膜の被膜を形成することができる。 産業上の利用可能性
以上のように、 本発明にかかる放電表面処理用電極は、 被加工物表面に被膜を 形成する表面処理関連産業に用いられるのに適しており、 特に被加工物表面に厚 膜を形成する表面処理関連産業に用いられるのに適している。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 金属粉末、 金属の化合物の粉末を圧縮成形した圧粉体を電極として、 加工液 中において電極とワークの間にパルス状の放電を発生させ、 その放電エネルギに より電極材料の被膜をワーク表面に形成しあるいは放電エネルギにより電極材料 が反応した物質の被膜をワーク表面に形成する放電表面処理に用レヽる放電表面処 理用電極において、 電極材料として炭化物を形成しないもしくは形成しにくい金 属材料を 4 0体積％以上含むことを特徴とする放電表面処理用電極。
2 . 前記炭化物を形成しないもしくは炭化物を形成しにくい金属材料が、 C o、 N iまたは F eであることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の放電表面処理 用電極。
3 . 金属粉末、 金属の化合物の粉末を圧縮成形した圧粉体を電極として、 加工液 中において電極とワークの間にパルス状の放電を発生させ、 その放電エネルギに より電極材料の被膜をワーク表面に形成しあるいは放電エネルギにより電極材料 が反応した物質の被膜をワーク表面に形成する放電表面処理に用いる放電表面処 理用電極において、 複数の元素を所定の比率で合金化した合金材料の粉末により 構成されてなることを特徴とする放電表面処理用電極。
'
4. 前記合金材料の粉末に C o、 N iまたは F eのうちレヽずれか 1種以上の粉末 を混合した粉末より構成されてなることを特徴とする請求の範囲第 3項に記載の 放電表面処理甩電極。
5 . 前記合金材料が、 炭化物を形成しなレ、もしくは形成しにくレ、金属材料を 4 0 体積％以上含むことを特徴とする請求の範囲第 3項に記載の放電表面処理用電極。
6. 前記合金材料の粉末に C o、 N iまたは F eのうちいずれか 1種以上の粉末 を混合した粉末より構成されてなることを特徴とする請求の範囲第 5項に記載の 放電表面処理用電極。
7. 前記炭化物を形成しないもしくは炭化物を形成しにくい金属材料力 S、 Co、 N iまたは F eであることを特徴とする請求の範囲第 5項に記載の放電表面処理 用電極。
8. 前記合金は、 Coを主成分として C r、 N i、 Wを含む Co合金、 C oを主 成分として Mo、 C r、 S iを含む Co合金、 N iを主成分として C r、 F eを 含む N i合金、 N iを主成分として Cr、 Mo、 丁&を含む1^ 1合金、 F eを主 成分として C r、 N i、 Mo、 （Cb+Ta) 、 T i、 A 1を含む F e合金であ ることを特徴とする請求の範囲第 3項に記載の放電表面処理用電極。 ,
9. 前記合金材料の粉末に C o、 N iまたは F eのうちいずれか 1種以上の粉末 を混合した粉末より構成されてなることを特徴とする請求の範囲第 8項に記載の 放電表面処理用電極。
10. 金属粉末、 または金属の化合物の粉末を圧縮成形した圧粉体電極と、 ヮー クとの間にパルス状の放電を加工液中で発生させ、 その放電エネルギにより上記 圧粉体電極より供給される電極材料に基づき、 炭ィヒ物及び炭化物になっていない 金属成分が所定割合で含まれる被膜を上記ワーク表面に形成させることを特徴と する放電表面処理方法。
11. 炭化物になっていない金属成分の割合は、 30体積％以上とすることを特 徴とする請求の範囲第 10項に記載の放電表面処理方法。
1 2 . 炭化物を形成しないもしくは炭ィヒ物を形成しにくい金属材料を 4 0体積。 /0 以上含む電極を放電させることによりワーク表面に被膜を形成することを特徴と する請求の範囲第 1 1項に記載の放電表面処理方法。
1 3 . 前記炭ィ匕物を形成しないもしくは炭化物を形成しにくい金属材料が、 C o、 N iまたは F eであることを特徼とする請求の範囲第 1 0項に記載の放電表面処 理方法。
1 4 . 前記ワーク材料が単結晶合金 ·一方向凝固合金などの方向制御合金である ことを特徴とする請求の範囲第 1 0項に記載の放電表面処理方法。
1 5 . 金属粉末、 金属の化合物の粉末を圧縮成形した圧粉体を電極として、 加工 液中において電極とワークの間にパルス状の放電を発生させ、 その放電エネルギ により電極材料の ¾1莫をワーク表面に形成しあるいは放電エネルギにより電極材 料が反応した物質の被膜をワーク表面に形成する放電表面処理方法にぉレ、て、 複 数の元素を所定の比率で合金ィヒした合金材料の粉末により構成された電極を使用 して被膜を形成することを特徴とする放電表面処理方法。
1 6 . 前記電極が、 前記合金材料の粉末に C o、 N iまたは F eのうちいずれか 1種以上の粉末を混合した粉末より構成されてなることを特徴とする請求の範囲 第 1 5項に記載の放電表面処理方法。
1 7 . 前記ワーク材料が単結晶合金'一方向凝固合金などの方向制御合金である ことを特徴とする請求の範囲第 1 5項に記載の放電表面処理方法。
1 8 . 前記合金材料が、 炭化物を形成しないもしくは形成しにくい金属材料を 4 0体積％以上含むことを特徴とする請求の範囲第 1 5項に記載の放電表面処理方 法。
19. 前記電極が、 前記合金材料の粉末に C o、 N iまたは F eのうちいずれか 1種以上の粉末を混合した粉末より構成されてなることを特徴とする請求の範囲 第 18項に記載の放電表面処理方法。
20. 前記炭化物を形成しないもしくは炭化物を形成しにくい金属材料が、 C o, N iまたは F eであることを特徴とする請求の範囲第 18項に記載の放電表面処 理方法。
21. 前記合金材料は、 C oを主成分として C r.、 N i、 Wを含む C o合金、 或 いは、 C oを主成分として Mo、 Cr、 S iを含む Co合金、 N iを主成分とし て C r、 6を含む1^ 1合金、 N iを主成分として C r、 Mo、 T aを含む N i 合金、 F eを主成分として C r、 N i、 Mo、 （Cb+Ta) 、 T i、 A 1を含 む F e合金であることを特徴とする請求の範囲第 15項に記載の放電表面処理方 法。
22. 前記電極が、 前記合金材料の粉末に C o、 N iまたは F eのうちいずれか 1種以上の粉末を混合した粉末より構成されてなることを特徴とする請求の範囲 第 21項に記載の放電表面処理方法。
23. 炭化物を形成しないもしくは形成しにくい金属材料を 40体積％以上含ん だ粉末を圧縮成形した圧粉体からなる電極と、
前記電極とワークとを加工液中に浸漬させる、 または前記電極とワークとの間 に加工液を供給する加工液供給装置と、
前記電極と前記ワークとの間に電圧を印加してパルス状の放電を発生させる電 を備えることを特徴とする放電表面処理装置。
2 4 . 前記炭化物を形成しないもしくは炭化物を形成しにくい金属材料が、 C o、 N iまたは F eであることを特徴とする請求の範囲第 2 3項に記載の放電表面処 理装置。
2 5 . 複数の元素を所定の比率で合金化した合金材料の粉末を圧縮成形した圧粉 体からなる電極と、
前記電極とワークとを加工液中に浸漬させる、 または前記電極とワークとの間 に加工液を供給する加工液供給装置と、
前記電極と前記ワークとの間に電圧を印加してパルス状の放電を発生させる電 を備えることを特徴とする放電表面処理装置。
2 6 . 前記電極が、 前記合金材料の粉末に C o、 N iまたは F eのうちいずれ か 1種以上の粉末を混合した粉末より構成されてなることを特徴とする請求の範 囲第 2 5項に記載の放電表面処理装置。
2 7 . 前記合金材料が、 炭化物を形成しないもしくは形成しにくレヽ金属材料を 4 0体積％以上含むことを特徴とする請求の範囲第 2 5項に記載の放電表面処理装
2 8 . 前記電極が、 前記合金材料の粉末に C o、 N iまたは F eのうちいずれ 力 4種以上の粉末を混合した粉末より構成されてなることを特徴とする請求の範 囲第 2 7項に記載の放電表面処理装置。
2 9 . 前記炭化物を形成しないもしくは炭化物を形成しにくい金属材料が、 C o、 N iまたは F eであることを特徴とする請求の範囲第 27項に記載の放電表面処
30. 前記合金材料は、 C oを主成分として C r、 N i、 Wを含む C o合金、 或 いは、 C oを主成分として Mo、 C r、 S iを含む C o合金、 N iを主成分とし て C r、 F eを含む N i合金、 N iを主成分として C r、 Mo、 T aを含む N i 合金、 F eを主成分として C r、 N i、 Mo、 （Cb+Ta) 、 T i、 A 1を含 む F e合金であることを特徴とする請求の範囲第 25項に記載の放電表面処理装
31. 前記電極が、 前記合金材料の粉末に Co、 N iまたは F eのうちいずれ か 1種以上の粉末を混合した粉末より構成されてなることを特徴とする請求の範 囲第 30項に記載の放電表面処理装置。
PCT/JP2003/009687 2002-07-30 2003-07-30 放電表面処理用電極および放電表面処理方法並びに放電表面処理装置 WO2004011696A1 (ja)

Priority Applications (10)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CA2494366A CA2494366C (en) 2002-07-30 2003-07-30 Electrode for electric discharge surface treatment, method of electric discharge surface treatment, and apparatus for electric discharge surface treatment
EP03771434A EP1526191B1 (en) 2002-07-30 2003-07-30 Electrode for electric discharge surface treatment, electric discharge surface treatment method and electric discharge surface treatment apparatus
JP2004524314A JP4137886B2 (ja) 2002-07-30 2003-07-30 放電表面処理用電極および放電表面処理方法並びに放電表面処理装置
AT03771434T ATE474946T1 (de) 2002-07-30 2003-07-30 Elektrode für die behandlung von oberflächen mit elektrischen entladungen, verfahren zur behandlung von oberflächen mit elektrischen entladungen und vorrichtung zur behandlung von oberflächen mit elektrischen entladungen
DE60333457T DE60333457D1 (de) 2002-07-30 2003-07-30 Elektrode für die behandlung von oberflächen mit elektrischen entladungen, verfahren zur behandlung von oberflächen mit elektrischen entladungen und vorrichtung zur behandlung von oberflächen mit elektrischen entladungen
TW092120765A TWI250908B (en) 2002-07-30 2003-07-30 Electrode for discharge surface treatment, discharge surface treatment method and discharge surface treatment device
US10/516,506 US7537808B2 (en) 2002-07-30 2003-07-30 Electrode for electric discharge surface treatment, electric discharge surface treatment method and electric discharge surface treatment apparatus
IL16517904A IL165179A0 (en) 2002-07-30 2004-11-11 Electrode for electric discharge surface treatment, method of electric discharge surface treatment, and apparatus for electric discharge surface treatment
IL179152A IL179152A (en) 2002-07-30 2006-11-09 A method of handling electric discharge of a surface
US12/194,970 US8377339B2 (en) 2002-07-30 2008-08-20 Electrode for electric discharge surface treatment, method of electric discharge surface treatment, and apparatus for electric discharge surface treatment

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002-220971 2002-07-30
JP2002220971 2002-07-30

Related Child Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US10516506 A-371-Of-International 2003-07-30
US12/194,970 Continuation-In-Part US8377339B2 (en) 2002-07-30 2008-08-20 Electrode for electric discharge surface treatment, method of electric discharge surface treatment, and apparatus for electric discharge surface treatment

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2004011696A1 true WO2004011696A1 (ja) 2004-02-05

Family

ID=31184828

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2003/009687 WO2004011696A1 (ja) 2002-07-30 2003-07-30 放電表面処理用電極および放電表面処理方法並びに放電表面処理装置

Country Status (13)

Country Link
US (2) US7537808B2 (ja)
EP (1) EP1526191B1 (ja)
JP (1) JP4137886B2 (ja)
KR (1) KR20050026525A (ja)
CN (1) CN100529182C (ja)
AT (1) ATE474946T1 (ja)
CA (1) CA2494366C (ja)
DE (1) DE60333457D1 (ja)
ES (1) ES2347551T3 (ja)
IL (2) IL165179A0 (ja)
RU (1) RU2294397C2 (ja)
TW (1) TWI250908B (ja)
WO (1) WO2004011696A1 (ja)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007043102A1 (ja) * 2005-09-30 2007-04-19 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha 放電表面処理用電極及び放電表面処理方法並びに被膜
WO2007113914A1 (ja) 2006-04-05 2007-10-11 Mitsubishi Electric Corporation 被膜および被膜の形成方法
JPWO2006057053A1 (ja) * 2004-11-29 2008-06-05 三菱電機株式会社 放電表面処理用電極及び放電表面処理方法並びに放電表面処理装置
CN102686918A (zh) * 2009-11-13 2012-09-19 株式会社Ihi 流体设备的密封结构
CN102906308A (zh) * 2010-05-26 2013-01-30 三菱电机株式会社 放电表面处理用电极及放电表面处理覆膜
US9234284B2 (en) 2008-08-06 2016-01-12 Mitsubishi Electric Corporation Electrical discharge surface treatment method
US9347137B2 (en) 2006-09-11 2016-05-24 Ihi Corporation Method of manufacturing electrode for electrical-discharge surface treatment, and electrode for electrical-discharge surface treatment

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0535378U (ja) * 1991-10-23 1993-05-14 リ−ド産業株式会社 修正芯等の固型芯を有する筆記具
EP1526191B1 (en) 2002-07-30 2010-07-21 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Electrode for electric discharge surface treatment, electric discharge surface treatment method and electric discharge surface treatment apparatus
RU2320775C2 (ru) * 2002-09-24 2008-03-27 Исикавадзима-Харима Хэви Индастриз Ко., Лтд. Способ нанесения покрытия на скользящую поверхность жаропрочного элемента, жаропрочный элемент и электрод для электроразрядной обработки поверхности
US9284647B2 (en) 2002-09-24 2016-03-15 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Method for coating sliding surface of high-temperature member, high-temperature member and electrode for electro-discharge surface treatment
TWI272993B (en) * 2002-10-09 2007-02-11 Ishikawajima Harima Heavy Ind Method for coating rotary member, rotary member, labyrinth seal structure and method for manufacturing rotary member
EP1630254B1 (en) 2003-05-29 2013-03-13 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Electrode for discharge surface treatment, discharge surface treatment method and discharge surface treatment apparatus
US20070068793A1 (en) 2003-05-29 2007-03-29 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Electrode for discharge surface treatment, manufacturing method for electrode for discharge surface treatment, discharge surface treatment apparatus, and discharge surface treatment method
EP1640476B1 (en) 2003-06-05 2012-09-12 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Discharge surface treating electrode, discharge surface treating device and discharge surface treating method
CN1802453B (zh) * 2003-06-11 2010-10-20 三菱电机株式会社 放电表面处理方法
CN101146930B (zh) * 2005-03-09 2010-11-24 株式会社Ihi 表面处理方法及修理方法
US20090255822A1 (en) * 2006-06-21 2009-10-15 Kazutaka Fujii Electrical discharge surface treatment method and dressing method
US20110036721A1 (en) * 2008-02-05 2011-02-17 Masahiko Kobayashi Electrical Discharge Coating Method and Green Compact Electrode Used Therein
CN104107916A (zh) * 2009-02-18 2014-10-22 株式会社Ihi 电极的制造方法及利用其的放电表面处理
WO2010119865A1 (ja) * 2009-04-14 2010-10-21 株式会社Ihi 放電表面処理用電極及びその製造方法
US20120156394A1 (en) * 2009-09-03 2012-06-21 Ihi Corporation Discharge surface treatment
WO2012035581A1 (ja) * 2010-09-16 2012-03-22 三菱電機株式会社 放電加工による表面層形成方法及び該表面層
CN102523747B (zh) * 2010-09-16 2014-05-07 三菱电机株式会社 放电表面处理方法
WO2018087945A1 (ja) 2016-11-09 2018-05-17 株式会社Ihi 耐摩耗被膜を備えた摺動部品及び耐摩耗被膜の形成方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0770761A (ja) 1993-08-31 1995-03-14 Res Dev Corp Of Japan アルミニウム及びその合金の液中放電による表面処理方法
JP2001138141A (ja) 1999-11-19 2001-05-22 Kazuo Sawaguchi 液中放電を利用した表面被覆処理法とその消耗電極

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3585342A (en) * 1970-06-03 1971-06-15 Stackpole Carbon Co Edm electrode
US4882125A (en) 1988-04-22 1989-11-21 Inco Alloys International, Inc. Sulfidation/oxidation resistant alloys
JP3001314B2 (ja) 1991-12-25 2000-01-24 三菱電機株式会社 放電加工装置
JP3093846B2 (ja) 1991-11-18 2000-10-03 科学技術振興事業団 金属材料の表面処理方法
US5312580A (en) * 1992-05-12 1994-05-17 Erickson Diane S Methods of manufacturing porous metal alloy fuel cell components
JPH06182626A (ja) * 1992-12-17 1994-07-05 Hitachi Ltd 高耐食性表面処理方法
JP3098654B2 (ja) 1993-03-24 2000-10-16 科学技術振興事業団 放電加工による表面処理方法及び装置
JP3271844B2 (ja) 1993-12-31 2002-04-08 科学技術振興事業団 液中放電による金属材料の表面処理方法
JP3363284B2 (ja) 1995-04-14 2003-01-08 科学技術振興事業団 放電加工用電極および放電による金属表面処理方法
US5558479A (en) * 1995-05-19 1996-09-24 Illinois Tool Works Inc. Wall anchor accommodating fasteners of varying thread diameters
US5858479A (en) 1996-01-17 1999-01-12 Japan Science And Technology Corporation Surface treating method by electric discharge
JP3537939B2 (ja) 1996-01-17 2004-06-14 独立行政法人 科学技術振興機構 液中放電による表面処理方法
JP3627784B2 (ja) 1997-06-10 2005-03-09 独立行政法人科学技術振興機構 放電表面処理方法
JPH1122915A (ja) 1997-06-27 1999-01-26 Babcock Hitachi Kk 硫黄含有燃料の燃焼方法およびそのための燃焼装置
JP4020169B2 (ja) 1997-10-03 2007-12-12 株式会社石塚研究所 燃焼合成反応を用いる火花溶着用の電極棒、その製法及びこの電極を用いた火花溶着金属被覆法
JP3596272B2 (ja) 1998-02-16 2004-12-02 三菱電機株式会社 放電表面処理装置およびこれを用いた放電表面処理方法
JPH11260480A (ja) 1998-03-13 1999-09-24 Mitsubishi Electric Corp マイクロ部品接続装置
JP3562298B2 (ja) 1998-03-16 2004-09-08 三菱電機株式会社 放電表面処理装置
JP3227454B2 (ja) 1998-05-13 2001-11-12 三菱電機株式会社 放電表面処理用電極及びその製造方法並びに放電表面処理方法及び装置
DE19983777T1 (de) 1999-02-24 2002-01-31 Mitsubishi Electric Corp Verfahren und Gerät für die Entladungsoberflächenbehandlung
JP2000345367A (ja) 1999-05-31 2000-12-12 Nissan Motor Co Ltd 歯車の放電表面処理方法
DE19983550B4 (de) 1999-07-16 2009-07-09 Mitsubishi Denki K.K. Elektrode für eine Funkenentladungsbeschichtung und Herstellungsverfahren dafür
WO2001023641A1 (fr) 1999-09-30 2001-04-05 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Electrode de traitement de surface par decharge electrique, son procede de production et procede de traitement de surface par decharge electrique
WO2001023640A1 (fr) 1999-09-30 2001-04-05 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Electrode de traitement de surface par decharge electrique, son procede de production et procede de traitement de surface par decharge electrique
DE10031102C2 (de) * 2000-06-30 2003-03-06 Forschungszentrum Juelich Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Verbundkörpers, insbesondere einer Elektrode mit temperaturbeständiger Leitfähigkeit
JP2002020882A (ja) 2000-07-04 2002-01-23 Suzuki Motor Corp 摺動部材及びその製造方法
JP3902421B2 (ja) 2001-06-15 2007-04-04 スズキ株式会社 アルミニウム合金の表面処理用電極及びその製造方法
CA2450679C (en) * 2001-06-29 2010-08-31 Nextech Materials, Ltd. Nano-composite electrodes and method of making the same
EP1526191B1 (en) 2002-07-30 2010-07-21 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Electrode for electric discharge surface treatment, electric discharge surface treatment method and electric discharge surface treatment apparatus

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0770761A (ja) 1993-08-31 1995-03-14 Res Dev Corp Of Japan アルミニウム及びその合金の液中放電による表面処理方法
JP2001138141A (ja) 1999-11-19 2001-05-22 Kazuo Sawaguchi 液中放電を利用した表面被覆処理法とその消耗電極

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2006057053A1 (ja) * 2004-11-29 2008-06-05 三菱電機株式会社 放電表面処理用電極及び放電表面処理方法並びに放電表面処理装置
WO2007043102A1 (ja) * 2005-09-30 2007-04-19 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha 放電表面処理用電極及び放電表面処理方法並びに被膜
US20090246463A1 (en) * 2005-09-30 2009-10-01 Mitsubishi Electric Corporation Electrode for discharge surface treatment, discharge surface treatment method, film, and film forming method
WO2007113914A1 (ja) 2006-04-05 2007-10-11 Mitsubishi Electric Corporation 被膜および被膜の形成方法
JPWO2007113914A1 (ja) * 2006-04-05 2009-08-13 三菱電機株式会社 被膜および被膜の形成方法
JP4705677B2 (ja) * 2006-04-05 2011-06-22 三菱電機株式会社 被膜および被膜の形成方法
US8287968B2 (en) 2006-04-05 2012-10-16 Mitsubishi Electric Corporation Coating film and coating-film forming method
US9347137B2 (en) 2006-09-11 2016-05-24 Ihi Corporation Method of manufacturing electrode for electrical-discharge surface treatment, and electrode for electrical-discharge surface treatment
US9234284B2 (en) 2008-08-06 2016-01-12 Mitsubishi Electric Corporation Electrical discharge surface treatment method
CN102686918A (zh) * 2009-11-13 2012-09-19 株式会社Ihi 流体设备的密封结构
US9695939B2 (en) 2009-11-13 2017-07-04 Ihi Corporation Seal structure of fluid device
CN102906308A (zh) * 2010-05-26 2013-01-30 三菱电机株式会社 放电表面处理用电极及放电表面处理覆膜
CN102906308B (zh) * 2010-05-26 2016-05-11 三菱电机株式会社 放电表面处理用电极及放电表面处理覆膜

Also Published As

Publication number Publication date
IL179152A0 (en) 2007-03-08
ATE474946T1 (de) 2010-08-15
IL165179A0 (en) 2005-12-18
JP4137886B2 (ja) 2008-08-20
TW200408482A (en) 2004-06-01
CN100529182C (zh) 2009-08-19
DE60333457D1 (de) 2010-09-02
JPWO2004011696A1 (ja) 2005-11-24
CN1671887A (zh) 2005-09-21
CA2494366C (en) 2012-10-09
US20090092845A1 (en) 2009-04-09
EP1526191A4 (en) 2008-11-05
US8377339B2 (en) 2013-02-19
RU2294397C2 (ru) 2007-02-27
IL179152A (en) 2011-02-28
EP1526191A1 (en) 2005-04-27
US7537808B2 (en) 2009-05-26
KR20050026525A (ko) 2005-03-15
EP1526191B1 (en) 2010-07-21
CA2494366A1 (en) 2004-02-05
ES2347551T3 (es) 2010-11-02
TWI250908B (en) 2006-03-11
US20050211165A1 (en) 2005-09-29
RU2005105333A (ru) 2005-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2004011696A1 (ja) 放電表面処理用電極および放電表面処理方法並びに放電表面処理装置
US7691454B2 (en) Electrical-discharge surface-treatment method using a metallic powder or metallic powder compound in combination with other elements as electrode
JP3271844B2 (ja) 液中放電による金属材料の表面処理方法
JP5121933B2 (ja) 放電表面処理方法
KR100753275B1 (ko) 방전 표면 처리용 전극, 방전 표면 처리용 전극의 제조방법과 평가 방법, 방전 표면 처리 장치 및 방전 표면 처리방법
RU2321677C2 (ru) Электрод для обработки поверхности электрическим разрядом (варианты), способ обработки поверхности электрическим разрядом (варианты) и устройство для обработки поверхности электрическим разрядом (варианты)
JP4575924B2 (ja) 抵抗溶接用電極及び溶接抵抗電極製造方法、並びに抵抗溶接装置、抵抗溶接ライン
JP4523547B2 (ja) 放電表面処理方法および放電表面処理装置
JP2006257556A (ja) 放電表面処理方法
JP4504691B2 (ja) タービン部品およびガスタービン
JP4608220B2 (ja) 放電表面処理用電極および放電表面処理方法
JP3857625B2 (ja) 放電表面処理用電極および放電表面処理方法
JP4119461B2 (ja) 放電表面処理用電極の製造方法
WO2006057053A1 (ja) 放電表面処理用電極及び放電表面処理方法並びに放電表面処理装置

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2004524314

Country of ref document: JP

AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): CA CN IL IN JP KR RU SG US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LU MC NL PT SE SI SK TR

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2003771434

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 165179

Country of ref document: IL

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 10516506

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 3108/CHENP/2004

Country of ref document: IN

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1020057001502

Country of ref document: KR

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2494366

Country of ref document: CA

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 20038183145

Country of ref document: CN

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2005105333

Country of ref document: RU

Kind code of ref document: A

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1020057001502

Country of ref document: KR

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2003771434

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 179152

Country of ref document: IL