放電表面処理用電極の製造方法及び該電極並びに放電表面処理方法
【目的】 複雑形状の放電表面処理用電極を後加工なしに製作し、小さな部品にも歪なく密着力のよい被膜を形成すること。
【構成】 金属粉末、金属の化合物の粉末、或いはセラミックスの粉末を圧縮成形し、その後加熱処理した圧粉体電極を電極として、加工液中または気中において該電極とワークとの間にパルス状の放電を発生させ、そのエネルギにより、ワーク表面に電極材料或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において、該粉末とバインダとを混合して可塑性を持たせた混合体を混錬する工程と、該混合体を所定の電極形状の型に圧入することで圧粉体を形成する工程と、該圧粉体を加熱してバインダ成分を除去する工程と、を備え、該粉末同士が結合した状態の圧粉体電極を形成する。
【構成】 金属粉末、金属の化合物の粉末、或いはセラミックスの粉末を圧縮成形し、その後加熱処理した圧粉体電極を電極として、加工液中または気中において該電極とワークとの間にパルス状の放電を発生させ、そのエネルギにより、ワーク表面に電極材料或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において、該粉末とバインダとを混合して可塑性を持たせた混合体を混錬する工程と、該混合体を所定の電極形状の型に圧入することで圧粉体を形成する工程と、該圧粉体を加熱してバインダ成分を除去する工程と、を備え、該粉末同士が結合した状態の圧粉体電極を形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属粉末、金属の化合物の粉末、或いはセラミックスの粉末を圧縮成形した圧粉体電極を電極として、電極とワークの間にパルス状の放電を発生させ、そのエネルギにより、ワーク表面に電極材料或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に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液中放電加工法によって被加工物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、例えば国際公開番号WO2004/011696号に示されるように既に公知である。
【０００３】
【特許文献１】WO2004/011696号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
国際公開番号WO2004/011696号で示される技術は、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バインダであるワックスと混合したものを、金型に入れ、所定のプレス圧でパンチすることにより圧縮成形された電極を製造するものである。
しかしながら、プレスにより圧縮成形する方法では、プレスによる圧力を均一にするために直方体、円柱等の単純形状の電極形成に限られてしまう。
そのため、特定の部品の特定場所への被膜形成を行う場合のように、ある程度形状を持った部分への処理のためには、単純形状で形成された電極を後加工し、所定の形状にする必要がある。
すなわち、単純形状の電極から必要な形状に加工する場合には、加工のためのコストが増え、また電極の材料が無駄になるという問題がある。
【０００５】
この発明は、上記に鑑みてなされたもので、直方体、円柱などの単純形状ではない複雑形状の放電表面処理用電極でも後加工なしに製造できる製造技術を確立することを目的とする。
また、特に小さな部品加工を主な対象として放電表面処理を行う場合、電極形状も複雑かつ小さくなるため、強度が弱く、容易に熱歪みや割れが生じやすい。
そこで、本発明では、被膜と部品の密着力を強くしつつ、熱歪みや割れを発生させない電極を確立することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明にかかる放電表面処理用電極の製造方法は、金属粉末、金属の化合物の粉末、或いはセラミックスの粉末を圧縮成形し、その後加熱処理した圧粉体電極を電極として、加工液中または気中において該電極とワークとの間にパルス状の放電を発生させ、そのエネルギにより、ワーク表面に電極材料或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において、該粉末とバインダとを混合して可塑性を持たせた混合体を混錬する工程と、該混合体を所定の電極形状の型に圧入することで圧粉体を形成する工程と、該圧粉体を加熱してバインダ成分を除去する工程と、を備え、該粉末同士が結合した状態の圧粉体電極を形成するものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、複雑形状の電極を原料の計量なく、また、後工程での仕上加工なく、製造することができ、複雑形状の電極製造を効率よく行えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態について図を用いて説明する。
実施の形態１．
図１及び図２は、実施の形態１における放電表面処理用電極製造の説明のための説明図である。
本実施の形態では、容器１に電極材料となる粉末とバインダの混合物２を混合し（図１参照）、所定形状の金型３にノズル４により圧入することにより圧縮成形体５の放電表面処理用電極を製造するものである。（図２参照）
【０００９】
次に、電極製造の各工程について詳細に説明する。
本実施の形態では、電極粉末は、粒径約3μｍ程度のTiC（炭化チタン）と粒径約10μｍ程度のTiH２（水素化チタン）を重量比９：１で混合した粉末を使用した。
ここで、TiH２粉末は粒径約10μｍであるが、材質が脆いため粉末の混合の過程で粉砕され、TiC粉末と同程度以下の粒径になる。
また、電極粉末に混合するバインダとしては、パラフィンワックスとポリエチレンは体積比で約１：１で混合した。
そして、電極粉末とバインダを体積比で約１：１加え、図示しないブレンダーで数時間から20時間程度連続して行うことで混錬した。
なお、混錬は、パラフィンワックスとポリエチレンを温度約150℃〜200℃に加熱して溶融状態にしておき、電極粉末を10分から30分程度をかけて徐々に添加していった。
この混錬の際に、バインダに数％のステアリン酸などの界面活性剤を添加すると、電極粉末の凝集を防ぐ効果がみられた。
【００１０】
次に、十分混錬された混合物２を、金型３に圧入する工程について、図２を用いて説明する。
まず、混錬した混合物２を成形機（図示しない）に入れ金型３へ圧入する。
圧入の際の圧力は、50ＭＰａから200ＭＰａ程度で混合物２を圧入することで、混合物を圧縮成形する。
【００１１】
金型３に圧入された混合物２は、金型内で上記圧力を加えたまま冷却（数十秒〜数十分）されると、バインダがゾル化し、崩れにくくなり金型を開いて圧縮成形体５を取り出せるようになる。
この圧縮成形体５は、放電表面処理用の電極の元になるものではあるが、以下の理由により、放電表面処理用電極としては使用できる状態にはない。
1) 粉末の結合状態が弱く、通電が十分にできない。
また、結合状態が弱いため、強度が弱く、すぐに崩れてしまう。
2) バインダ成分が多く含まれているため、被膜中に不純物が混入するおそれがある。
【００１２】
そのため、バインダ成分を抜くことと、粉末間の結合を強くするために、圧縮成形体５を加熱処理し、放電表面処理用電極として使用できる状態にする工程が必要である。
なお、本実施の形態における加熱工程は、一般的な金属射出成形における焼結のように粉末を溶融させて成形体の密度を上げるものではなく、被膜となる電極粉末の姿が残った状態で、粉末の接触する部分での結合が強くなる程度の状態にすることが目的である。
具体的には電気抵抗では、四短針法で測定した電気抵抗が1.0E-3Ω以上3.0E-2Ω未満程度とすると放電表面処理用電極としての性能を満足することが実験からわかっている。
また、この工程では、バインダの割合が多い場合には多少収縮もおきるが、通常は収縮がほとんどおこらない。
【００１３】
本実施の形態場合には、真空炉中で100℃から300℃程度までに２時間くらいの時間をかけて昇温しながら、パラフィンワックスを除去し、さらに400℃から500℃まで約１時間程度昇温しながらポリエチレンを除去する。
この際、TiH２は、加熱工程により水素を放出し、Tiとなり、Tiがバインダ（結合材）としての働きをし、粉末同士を結合する働きをしている。
ここで、ポリエチレンなどのバインダとの違いを説明すると、ポリエチレンなどは、加熱前の状態で粉末と粉末をつなぐ役割を果たし、Tiはポリエチレンなどが無くなった後に、TiCのような硬い粉末同士をつなぐ役割を有する。
【００１４】
その後さらに昇温させて、900℃から1100℃の範囲の温度に１時間から２時間保持して真空炉のヒーターを切り、真空炉内で酸化防止のための自然冷却した。
なお、上述の加熱温度は、粉末の状態や圧縮成形の圧力などで変化し、圧縮成形体の密度（電極の体積（空間も含む）と重量から計算される密度）が高い場合には低めの温度が適切となり、密度が低い場合には高めの温度が適切な温度となる傾向が確認された。
これは密度が高い場合には、粉末同士が密着した状態になっているので、粉末同士の接触面積が大きく、低い温度でも粉末間の結合状態が強くなり易いためである。
【００１５】
特許文献１にしめされるように、従来はプレスにより圧縮成形することが多かったが、本実施の形態の如く金型に粉末を圧入することで圧縮成形すると、以下のような効果がある。
すなわち、プレスによる圧縮成形の場合には、投入した電極材料の混合物をパンチで所定の圧力で圧縮するため、混合物の投入量に応じて圧縮後の形状が変化する（放電表面処理により被膜を形成するための電極の固さはある特定範囲となることから、プレスによる圧力は所定範囲内で一定となる）が、金型へ電極材料の混合物を圧入する本実施の形態の場合では、投入量を意識しなくても、圧入圧力を制御することで、金型形状に応じた電極が所定硬さで圧縮成形されるため、電極製造が容易である。
【００１６】
なお、ここでは、TiCとTiH２の電極材料に、バインダとしてパラフィンワックスとポリエチレンを加えたものについて説明したが、他の電極材料、バインダの条件でも、金型への圧入することで本実施の形態と同様、従来プレスでパンチすることで製造していた放電表面処理用電極の製造を容易にすることができる。
例えば、バインダの成分は、パラフィンワックスやポリエチレンだけに限るものではなく、パラフィンワックス以外にも、ステアリン酸やステアリン酸亜鉛などのワックスでもよいし、ポリエチレン以外にも、ポリプロピレン、アクリル系樹脂などの熱可塑性樹脂、あるいは、ゾルーゲルの可逆反応を示す物質であれば寒天などのタンパク質系物質でもよい。寒天などは水溶性の物質であるが水溶性の物質でもよい。
【００１７】
また、電極材料もこれに限るものではなく、TiH２の代わりにたとえばCo、Ni、Feなどのような金属でもよいし、TiCの代わりに炭化タングステン、炭化クロム、炭化バナジウム、炭化モリブデン、炭化ニオブ、炭化珪素などの炭化物セラミックスでもよいし、導電性のセラミックスであれば、TiN（窒化チタン）、TiB２（硼化チタン）、などでもよい。
ただし、炭化物セラミックスでないセラミックスは、油中での放電表面処理に使用した場合には、被膜中の成分が電極材料そのものではなく、炭化物が混合した成分になる。
これらの硬質物質を主成分とした被膜の場合には、緻密な被膜を形成する場合には、被膜厚さは5μｍ〜30μｍ程度になる。
それよりも厚い被膜を形成できる場合には、被膜がポーラスな状態になっている。
また、厚い緻密な被膜を形成するためには、形成された被膜中に炭化物などにならない金属成分が30％程度以上含まれることが必要であり、そのためには炭化物になりにくい金属材料であるＮｉ、Ｃｏ、Ｆｅなどが電極材料中に体積比で40％程度以上あることが望ましい。
【００１８】
また、成形圧も本実施例では50ＭＰａから200ＭＰａ程度の圧力で行ったが、この圧力は、圧入する混合物の状態により範囲が変わるため、この範囲に限るものではない。
例えば、バインダの量がすくなく、粉末とバインダの混合物の粘度が高い場合には、圧力を上げる方がよく、例えば、100ＭＰａから300ＭＰａくらいが適切な温度になる。
また、バインダの量が多いなど混合物の粘度が低い場合には、圧力が小さくても成形は可能になり、30ＭＰａから100ＭＰａ程度の圧力でよくなる。
ただし、バインダの量が多くなると、後の加熱の工程で、収縮などの問題が起きてくる場合がある。
【００１９】
次に、本実施の形態により製造した電極を用いた放電表面処理について説明する。
本実施の形態における放電表面処理用電極は、単純な形状の部品や金型の処理にも使用できるが、主に特定の形状を持った複雑形状の部品や小さな部品への処理が主な処理目的である。
そこで、本実施の形態では、電気絶縁性のある液中または気中にて電極と被加工物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局部的に熱を加えながら被加工物（母材）と電極材料を溶融しつつ電極の材料を母材に移行させることで、部品の変形がなく強い密着力の被膜を形成させる。
そして、このように形成された被膜は、図３に示すように母材と被膜の境界に材料が傾斜的に変化する融合層を形成している。
なお、実験によると、この融合層の厚みは、パルス放電のエネルギにより決まり、エネルギが小さいと薄く、エネルギが大きいと厚くなる。
また、融合層が薄すぎると被膜は密着力が弱く、パルスのエネルギが大きすぎて融合層が20μｍ程度を超えるようになると、面粗さが悪く、しかも、被膜にクラックが多く発生することがわかってきた。
【００２０】
本実施の形態における放電表面処理と他の技術と比較してみても、溶射などのような密着力の弱い被膜には、このような融合層がほとんど見られない。
また、ＰＶＤ（物理蒸着）やＣＶＤ（化学蒸着）でも融合層は、1μｍ程度の薄いものであることから、溶射やＰＶＤなどでは、被膜が容易に剥離する。
なお、ＣＶＤでは、融合層(拡散層)はＰＶＤよりは厚いが、母材が高温になるため、母材の変形が大きくなる。
【００２１】
本実施の形態におけるパルス放電を用いた本技術でも、パルスのエネルギを大きくし融合層の厚みを厚くしていくと、クラックが生じ、母材の変形もおおきくなる。
密着力がつよく、母材に変形やクラックを生じさせない範囲が、融合層が数μｍ〜20μｍ程度の条件が最適であることがわかった。
図４は融合層の厚さと密着力との関係、図５は融合層の厚さと母材の変形量との関係を示している。
図４に示すように傾斜組織である融合層が1μｍ以下であると密着強度が弱く、界面から剥離しやすい。
融合層が厚くなると徐々に密着強度が強くなり、10μｍ以上になると、界面での剥離は見られなくなることがわかった。
また、図５に示すように、母材の変形は20〜30μｍ以上になると急激に母材の変形が大きくなることがわかった。
したがって、密着力が強く、母材の変形の問題がないためには、被膜の融合層が数μｍから３０μｍの範囲にあることが必要である。
【００２２】
このような被膜を形成するためのパルス条件は、ピーク電流値が30Ａ以下、パルス幅が200μｓ以下であることが必要であり、より望ましくは、ピーク電流値が20Ａ以下、パルス幅が20μｓ以下がよい。
この範囲の条件では、母材を20μｍ程度溶融させるため、結果として被膜の融合層の厚みが数μｍから30μｍの範囲になる。
なお、ここでいうピーク電流値は、放電パルスの中でのピーク電流の平均値である。
つまり、電流波形が図６のように矩形波の場合には、矩形波状の電流値がピーク電流値そのものになるが、図７のように電流波形中の一部に高いピークの部分がある場合には、その電流パルスの時間中の電流値の平均値である。
放電表面処理では、電流波形中の一部に高いピークの部分を設けることで、被膜形成の性能を上げることができる場合があることが発明者らの研究で明らかになっている。
具体的には、電流波形の先頭に高い電流を流すと、電極をよく崩すことができ、その結果、成膜速度を上昇させることができる。
よって、複雑形状の小さな部品などへの処理には、先頭に高い電流を流し、ピーク電流値が30Ａ以下、パルス幅が200μｓ以下の電気条件により被膜を形成することが適している。
【００２３】
実施の形態２．
上述した実施の形態１では、TiCとTiH２の電極材料に、パラフィンワックスとポリエチレンからなるバインダを加えたものについて説明したが、本実施の形態２は、電極材料として、組成Cr 25w%、Ni 10w%、W 7w%、残Coの粒径約1μｍのCo合金粉末からなる電極材料に、パラフィンワックスとポリエチレンを体積比で約１：１で混合したバインダを加えて混合物としたものである。
なお、本実施の形態における混合物の混錬、金型への圧入工程（圧入条件）、圧縮成形後の加熱工程の条件に関しては、上述した実施の形態１と同様であり、製造された電極を用いての放電表面処理における電気条件、被膜特性も略同様である。
【００２４】
なお、本実施の形態の放電表面処理用電極を用い、被加工物である鋼材にCo合金の被膜を形成した場合の断面の分析結果を図８に示す。
図に示すように母材と被膜の境界に材料が傾斜的に変化する融合層を形成されている。
なお、実験によると、この融合層の厚みは、パルス放電のエネルギにより決まり、エネルギが小さいと薄く、エネルギが大きいと厚くなることがわかった。
また、融合層が薄すぎると被膜は密着力が弱く、パルスのエネルギが大きすぎて融合層が20μm程度を超えるようになると、面粗さが悪く、しかも、被膜にクラックが多く発生する。
【００２５】
本実施の形態では、電極材料として組成Cr 25w%、Ni 10w%、W 7w%、残CoのCo合金粉末を使用したが、電極材料もこの合金に限るものではない。
具体的には、他の組成のCo合金でもよいし、Ni合金、Fe合金などでもよい。
しかしながら、厚い緻密な被膜を形成するためには、形成された被膜中に炭化物などにならない金属成分が30％程度以上含まれることが必要であり、そのためには炭化物になりにくい金属材料であるNi、Co、Feなどが電極材料中に体積比で40％程度以上あることが望ましい。
しかし、炭化物を形成する材料であっても炭化物を形成する反応のしやすさには差があり、例えばCrなどは炭化物を形成する材料ではあるが、放電表面処理においては、完全には炭化物になるわけではなく、Crの金属のまま被膜中に残る量も多いため、緻密な厚膜を形成できる材料である。
材料による炭化物になりやすさは、エリンガム図などで容易に知ることができる。
また、炭化物を比較的作り易い材料であるMoでも、粉末の粒径を1μｍ以下程度の微粒にして電極を形成すると、比較的小さな放電の条件で電極を崩して溶融させることができるため、緻密な厚膜を形成させることができる。
【００２６】
また、バインダの成分に関しても、パラフィンワックスやポリエチレンだけに限るものではなく、パラフィンワックス以外にも、ステアリン酸やステアリン酸亜鉛などのワックスでもよいし、ポリエチレン以外にも、ポリプロピレン、アクリル系樹脂などの熱可塑性樹脂、あるいは、ゾルーゲルの可逆反応を示す物質であれば寒天などのタンパク質系物質でもよい。寒天などは水溶性の物質であるが水溶性の物質でもよい。
【００２７】
次に、電極材料の粒径について説明する。
本実施の形態では、粒径約1μｍのCo合金粉末を使用したが、これには以下のような理由がある。
放電表面処理においては、粒径の範囲にいくつかの有意な境界が存在することが発明者らの研究により見出された。
１つは、粒径10μｍ程度である。
粒径が10μｍ以上になると、安定して放電を発生させることが困難になり、被膜形成そのものが困難になる。
もう１つは、3μｍ程度である。
プレスや本実施の形態のような圧入のような粉末材料の圧縮成形において、粒径が3μｍ程度以下になると、均一に圧縮された成形体を作りやすくなることが見出された。
電極の圧縮が均一にできないと、密度あるいは硬さの差により、被膜が均一に形成できなくなるため、均一な被膜形成のためには、平均粒径が3μｍ程度以下にすることが必要である。
ただし、一部には3μｍ程度よりも大きな粉末が混ざっていてもよく、適度に大きな粒径の粉末が混ざっている場合には、電極の密度を上げたい場合には有効である。
もう１つの境界は、粒径1μｍ程度のところである。
被膜を形成するためには、電極材料である粉末を溶融させる必要があるが、粉末の粒径が大きいほど粉末を溶融させるのに必要な放電パルスのエネルギは大きくなる。
しかし、放電のエネルギが大きくなると電極から供給される材料の単位が大きくなることになり、その結果被膜に空隙が増えるという問題のあることから、緻密な被膜を形成するためには、小さな粉末を小さなエネルギの放電パルスで溶融させることが望ましく、そのためには粒径を1μｍ程度以下にすることが望ましい。
【００２８】
また、本実施例では50ＭＰａから200ＭＰａ程度の圧力の成形圧を使用したが、この圧力は、圧入する混合物の状態により範囲が変わるため、この範囲に限るものではない。
例えば、バインダの量がすくなく、粉末とバインダの混合物の粘度が高い場合には、圧力を上げる方がよく、例えば、100ＭＰａから300ＭＰａくらいが適切な温度になる。
また、バインダの量が多いなど混合物の粘度が低い場合には、圧力が小さくても成形は可能になり、30ＭＰａから100ＭＰａ程度の圧力でよくなる。
ただし、バインダの量が多くなると、後の加熱の工程で、収縮などの問題が起きてくる場合がある。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本実施の形態における混錬の状態を示す図である。
【図２】圧入工程を示す状態図である。
【図３】本実施の形態１で形成される被膜の斜傾的変化を示す融合層を示す図である。
【図４】融合層の厚さと密着力との関係を示す関係図である。
【図５】融合層の厚さと母材の変形量との関係を示す関係図である。
【図６】放電表面処理装置の構成及び電圧電流波系図である。
【図７】放電表面処理装置の構成及び電圧電流波系図である。
【図８】本実施の形態２で形成される被膜の斜傾的変化を示す融合層を示す図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属粉末、金属の化合物の粉末、或いはセラミックスの粉末を圧縮成形した圧粉体電極を電極として、電極とワークの間にパルス状の放電を発生させ、そのエネルギにより、ワーク表面に電極材料或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に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液中放電加工法によって被加工物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、例えば国際公開番号WO2004/011696号に示されるように既に公知である。
【０００３】
【特許文献１】WO2004/011696号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
国際公開番号WO2004/011696号で示される技術は、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バインダであるワックスと混合したものを、金型に入れ、所定のプレス圧でパンチすることにより圧縮成形された電極を製造するものである。
しかしながら、プレスにより圧縮成形する方法では、プレスによる圧力を均一にするために直方体、円柱等の単純形状の電極形成に限られてしまう。
そのため、特定の部品の特定場所への被膜形成を行う場合のように、ある程度形状を持った部分への処理のためには、単純形状で形成された電極を後加工し、所定の形状にする必要がある。
すなわち、単純形状の電極から必要な形状に加工する場合には、加工のためのコストが増え、また電極の材料が無駄になるという問題がある。
【０００５】
この発明は、上記に鑑みてなされたもので、直方体、円柱などの単純形状ではない複雑形状の放電表面処理用電極でも後加工なしに製造できる製造技術を確立することを目的とする。
また、特に小さな部品加工を主な対象として放電表面処理を行う場合、電極形状も複雑かつ小さくなるため、強度が弱く、容易に熱歪みや割れが生じやすい。
そこで、本発明では、被膜と部品の密着力を強くしつつ、熱歪みや割れを発生させない電極を確立することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明にかかる放電表面処理用電極の製造方法は、金属粉末、金属の化合物の粉末、或いはセラミックスの粉末を圧縮成形し、その後加熱処理した圧粉体電極を電極として、加工液中または気中において該電極とワークとの間にパルス状の放電を発生させ、そのエネルギにより、ワーク表面に電極材料或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において、該粉末とバインダとを混合して可塑性を持たせた混合体を混錬する工程と、該混合体を所定の電極形状の型に圧入することで圧粉体を形成する工程と、該圧粉体を加熱してバインダ成分を除去する工程と、を備え、該粉末同士が結合した状態の圧粉体電極を形成するものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、複雑形状の電極を原料の計量なく、また、後工程での仕上加工なく、製造することができ、複雑形状の電極製造を効率よく行えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態について図を用いて説明する。
実施の形態１．
図１及び図２は、実施の形態１における放電表面処理用電極製造の説明のための説明図である。
本実施の形態では、容器１に電極材料となる粉末とバインダの混合物２を混合し（図１参照）、所定形状の金型３にノズル４により圧入することにより圧縮成形体５の放電表面処理用電極を製造するものである。（図２参照）
【０００９】
次に、電極製造の各工程について詳細に説明する。
本実施の形態では、電極粉末は、粒径約3μｍ程度のTiC（炭化チタン）と粒径約10μｍ程度のTiH２（水素化チタン）を重量比９：１で混合した粉末を使用した。
ここで、TiH２粉末は粒径約10μｍであるが、材質が脆いため粉末の混合の過程で粉砕され、TiC粉末と同程度以下の粒径になる。
また、電極粉末に混合するバインダとしては、パラフィンワックスとポリエチレンは体積比で約１：１で混合した。
そして、電極粉末とバインダを体積比で約１：１加え、図示しないブレンダーで数時間から20時間程度連続して行うことで混錬した。
なお、混錬は、パラフィンワックスとポリエチレンを温度約150℃〜200℃に加熱して溶融状態にしておき、電極粉末を10分から30分程度をかけて徐々に添加していった。
この混錬の際に、バインダに数％のステアリン酸などの界面活性剤を添加すると、電極粉末の凝集を防ぐ効果がみられた。
【００１０】
次に、十分混錬された混合物２を、金型３に圧入する工程について、図２を用いて説明する。
まず、混錬した混合物２を成形機（図示しない）に入れ金型３へ圧入する。
圧入の際の圧力は、50ＭＰａから200ＭＰａ程度で混合物２を圧入することで、混合物を圧縮成形する。
【００１１】
金型３に圧入された混合物２は、金型内で上記圧力を加えたまま冷却（数十秒〜数十分）されると、バインダがゾル化し、崩れにくくなり金型を開いて圧縮成形体５を取り出せるようになる。
この圧縮成形体５は、放電表面処理用の電極の元になるものではあるが、以下の理由により、放電表面処理用電極としては使用できる状態にはない。
1) 粉末の結合状態が弱く、通電が十分にできない。
また、結合状態が弱いため、強度が弱く、すぐに崩れてしまう。
2) バインダ成分が多く含まれているため、被膜中に不純物が混入するおそれがある。
【００１２】
そのため、バインダ成分を抜くことと、粉末間の結合を強くするために、圧縮成形体５を加熱処理し、放電表面処理用電極として使用できる状態にする工程が必要である。
なお、本実施の形態における加熱工程は、一般的な金属射出成形における焼結のように粉末を溶融させて成形体の密度を上げるものではなく、被膜となる電極粉末の姿が残った状態で、粉末の接触する部分での結合が強くなる程度の状態にすることが目的である。
具体的には電気抵抗では、四短針法で測定した電気抵抗が1.0E-3Ω以上3.0E-2Ω未満程度とすると放電表面処理用電極としての性能を満足することが実験からわかっている。
また、この工程では、バインダの割合が多い場合には多少収縮もおきるが、通常は収縮がほとんどおこらない。
【００１３】
本実施の形態場合には、真空炉中で100℃から300℃程度までに２時間くらいの時間をかけて昇温しながら、パラフィンワックスを除去し、さらに400℃から500℃まで約１時間程度昇温しながらポリエチレンを除去する。
この際、TiH２は、加熱工程により水素を放出し、Tiとなり、Tiがバインダ（結合材）としての働きをし、粉末同士を結合する働きをしている。
ここで、ポリエチレンなどのバインダとの違いを説明すると、ポリエチレンなどは、加熱前の状態で粉末と粉末をつなぐ役割を果たし、Tiはポリエチレンなどが無くなった後に、TiCのような硬い粉末同士をつなぐ役割を有する。
【００１４】
その後さらに昇温させて、900℃から1100℃の範囲の温度に１時間から２時間保持して真空炉のヒーターを切り、真空炉内で酸化防止のための自然冷却した。
なお、上述の加熱温度は、粉末の状態や圧縮成形の圧力などで変化し、圧縮成形体の密度（電極の体積（空間も含む）と重量から計算される密度）が高い場合には低めの温度が適切となり、密度が低い場合には高めの温度が適切な温度となる傾向が確認された。
これは密度が高い場合には、粉末同士が密着した状態になっているので、粉末同士の接触面積が大きく、低い温度でも粉末間の結合状態が強くなり易いためである。
【００１５】
特許文献１にしめされるように、従来はプレスにより圧縮成形することが多かったが、本実施の形態の如く金型に粉末を圧入することで圧縮成形すると、以下のような効果がある。
すなわち、プレスによる圧縮成形の場合には、投入した電極材料の混合物をパンチで所定の圧力で圧縮するため、混合物の投入量に応じて圧縮後の形状が変化する（放電表面処理により被膜を形成するための電極の固さはある特定範囲となることから、プレスによる圧力は所定範囲内で一定となる）が、金型へ電極材料の混合物を圧入する本実施の形態の場合では、投入量を意識しなくても、圧入圧力を制御することで、金型形状に応じた電極が所定硬さで圧縮成形されるため、電極製造が容易である。
【００１６】
なお、ここでは、TiCとTiH２の電極材料に、バインダとしてパラフィンワックスとポリエチレンを加えたものについて説明したが、他の電極材料、バインダの条件でも、金型への圧入することで本実施の形態と同様、従来プレスでパンチすることで製造していた放電表面処理用電極の製造を容易にすることができる。
例えば、バインダの成分は、パラフィンワックスやポリエチレンだけに限るものではなく、パラフィンワックス以外にも、ステアリン酸やステアリン酸亜鉛などのワックスでもよいし、ポリエチレン以外にも、ポリプロピレン、アクリル系樹脂などの熱可塑性樹脂、あるいは、ゾルーゲルの可逆反応を示す物質であれば寒天などのタンパク質系物質でもよい。寒天などは水溶性の物質であるが水溶性の物質でもよい。
【００１７】
また、電極材料もこれに限るものではなく、TiH２の代わりにたとえばCo、Ni、Feなどのような金属でもよいし、TiCの代わりに炭化タングステン、炭化クロム、炭化バナジウム、炭化モリブデン、炭化ニオブ、炭化珪素などの炭化物セラミックスでもよいし、導電性のセラミックスであれば、TiN（窒化チタン）、TiB２（硼化チタン）、などでもよい。
ただし、炭化物セラミックスでないセラミックスは、油中での放電表面処理に使用した場合には、被膜中の成分が電極材料そのものではなく、炭化物が混合した成分になる。
これらの硬質物質を主成分とした被膜の場合には、緻密な被膜を形成する場合には、被膜厚さは5μｍ〜30μｍ程度になる。
それよりも厚い被膜を形成できる場合には、被膜がポーラスな状態になっている。
また、厚い緻密な被膜を形成するためには、形成された被膜中に炭化物などにならない金属成分が30％程度以上含まれることが必要であり、そのためには炭化物になりにくい金属材料であるＮｉ、Ｃｏ、Ｆｅなどが電極材料中に体積比で40％程度以上あることが望ましい。
【００１８】
また、成形圧も本実施例では50ＭＰａから200ＭＰａ程度の圧力で行ったが、この圧力は、圧入する混合物の状態により範囲が変わるため、この範囲に限るものではない。
例えば、バインダの量がすくなく、粉末とバインダの混合物の粘度が高い場合には、圧力を上げる方がよく、例えば、100ＭＰａから300ＭＰａくらいが適切な温度になる。
また、バインダの量が多いなど混合物の粘度が低い場合には、圧力が小さくても成形は可能になり、30ＭＰａから100ＭＰａ程度の圧力でよくなる。
ただし、バインダの量が多くなると、後の加熱の工程で、収縮などの問題が起きてくる場合がある。
【００１９】
次に、本実施の形態により製造した電極を用いた放電表面処理について説明する。
本実施の形態における放電表面処理用電極は、単純な形状の部品や金型の処理にも使用できるが、主に特定の形状を持った複雑形状の部品や小さな部品への処理が主な処理目的である。
そこで、本実施の形態では、電気絶縁性のある液中または気中にて電極と被加工物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局部的に熱を加えながら被加工物（母材）と電極材料を溶融しつつ電極の材料を母材に移行させることで、部品の変形がなく強い密着力の被膜を形成させる。
そして、このように形成された被膜は、図３に示すように母材と被膜の境界に材料が傾斜的に変化する融合層を形成している。
なお、実験によると、この融合層の厚みは、パルス放電のエネルギにより決まり、エネルギが小さいと薄く、エネルギが大きいと厚くなる。
また、融合層が薄すぎると被膜は密着力が弱く、パルスのエネルギが大きすぎて融合層が20μｍ程度を超えるようになると、面粗さが悪く、しかも、被膜にクラックが多く発生することがわかってきた。
【００２０】
本実施の形態における放電表面処理と他の技術と比較してみても、溶射などのような密着力の弱い被膜には、このような融合層がほとんど見られない。
また、ＰＶＤ（物理蒸着）やＣＶＤ（化学蒸着）でも融合層は、1μｍ程度の薄いものであることから、溶射やＰＶＤなどでは、被膜が容易に剥離する。
なお、ＣＶＤでは、融合層(拡散層)はＰＶＤよりは厚いが、母材が高温になるため、母材の変形が大きくなる。
【００２１】
本実施の形態におけるパルス放電を用いた本技術でも、パルスのエネルギを大きくし融合層の厚みを厚くしていくと、クラックが生じ、母材の変形もおおきくなる。
密着力がつよく、母材に変形やクラックを生じさせない範囲が、融合層が数μｍ〜20μｍ程度の条件が最適であることがわかった。
図４は融合層の厚さと密着力との関係、図５は融合層の厚さと母材の変形量との関係を示している。
図４に示すように傾斜組織である融合層が1μｍ以下であると密着強度が弱く、界面から剥離しやすい。
融合層が厚くなると徐々に密着強度が強くなり、10μｍ以上になると、界面での剥離は見られなくなることがわかった。
また、図５に示すように、母材の変形は20〜30μｍ以上になると急激に母材の変形が大きくなることがわかった。
したがって、密着力が強く、母材の変形の問題がないためには、被膜の融合層が数μｍから３０μｍの範囲にあることが必要である。
【００２２】
このような被膜を形成するためのパルス条件は、ピーク電流値が30Ａ以下、パルス幅が200μｓ以下であることが必要であり、より望ましくは、ピーク電流値が20Ａ以下、パルス幅が20μｓ以下がよい。
この範囲の条件では、母材を20μｍ程度溶融させるため、結果として被膜の融合層の厚みが数μｍから30μｍの範囲になる。
なお、ここでいうピーク電流値は、放電パルスの中でのピーク電流の平均値である。
つまり、電流波形が図６のように矩形波の場合には、矩形波状の電流値がピーク電流値そのものになるが、図７のように電流波形中の一部に高いピークの部分がある場合には、その電流パルスの時間中の電流値の平均値である。
放電表面処理では、電流波形中の一部に高いピークの部分を設けることで、被膜形成の性能を上げることができる場合があることが発明者らの研究で明らかになっている。
具体的には、電流波形の先頭に高い電流を流すと、電極をよく崩すことができ、その結果、成膜速度を上昇させることができる。
よって、複雑形状の小さな部品などへの処理には、先頭に高い電流を流し、ピーク電流値が30Ａ以下、パルス幅が200μｓ以下の電気条件により被膜を形成することが適している。
【００２３】
実施の形態２．
上述した実施の形態１では、TiCとTiH２の電極材料に、パラフィンワックスとポリエチレンからなるバインダを加えたものについて説明したが、本実施の形態２は、電極材料として、組成Cr 25w%、Ni 10w%、W 7w%、残Coの粒径約1μｍのCo合金粉末からなる電極材料に、パラフィンワックスとポリエチレンを体積比で約１：１で混合したバインダを加えて混合物としたものである。
なお、本実施の形態における混合物の混錬、金型への圧入工程（圧入条件）、圧縮成形後の加熱工程の条件に関しては、上述した実施の形態１と同様であり、製造された電極を用いての放電表面処理における電気条件、被膜特性も略同様である。
【００２４】
なお、本実施の形態の放電表面処理用電極を用い、被加工物である鋼材にCo合金の被膜を形成した場合の断面の分析結果を図８に示す。
図に示すように母材と被膜の境界に材料が傾斜的に変化する融合層を形成されている。
なお、実験によると、この融合層の厚みは、パルス放電のエネルギにより決まり、エネルギが小さいと薄く、エネルギが大きいと厚くなることがわかった。
また、融合層が薄すぎると被膜は密着力が弱く、パルスのエネルギが大きすぎて融合層が20μm程度を超えるようになると、面粗さが悪く、しかも、被膜にクラックが多く発生する。
【００２５】
本実施の形態では、電極材料として組成Cr 25w%、Ni 10w%、W 7w%、残CoのCo合金粉末を使用したが、電極材料もこの合金に限るものではない。
具体的には、他の組成のCo合金でもよいし、Ni合金、Fe合金などでもよい。
しかしながら、厚い緻密な被膜を形成するためには、形成された被膜中に炭化物などにならない金属成分が30％程度以上含まれることが必要であり、そのためには炭化物になりにくい金属材料であるNi、Co、Feなどが電極材料中に体積比で40％程度以上あることが望ましい。
しかし、炭化物を形成する材料であっても炭化物を形成する反応のしやすさには差があり、例えばCrなどは炭化物を形成する材料ではあるが、放電表面処理においては、完全には炭化物になるわけではなく、Crの金属のまま被膜中に残る量も多いため、緻密な厚膜を形成できる材料である。
材料による炭化物になりやすさは、エリンガム図などで容易に知ることができる。
また、炭化物を比較的作り易い材料であるMoでも、粉末の粒径を1μｍ以下程度の微粒にして電極を形成すると、比較的小さな放電の条件で電極を崩して溶融させることができるため、緻密な厚膜を形成させることができる。
【００２６】
また、バインダの成分に関しても、パラフィンワックスやポリエチレンだけに限るものではなく、パラフィンワックス以外にも、ステアリン酸やステアリン酸亜鉛などのワックスでもよいし、ポリエチレン以外にも、ポリプロピレン、アクリル系樹脂などの熱可塑性樹脂、あるいは、ゾルーゲルの可逆反応を示す物質であれば寒天などのタンパク質系物質でもよい。寒天などは水溶性の物質であるが水溶性の物質でもよい。
【００２７】
次に、電極材料の粒径について説明する。
本実施の形態では、粒径約1μｍのCo合金粉末を使用したが、これには以下のような理由がある。
放電表面処理においては、粒径の範囲にいくつかの有意な境界が存在することが発明者らの研究により見出された。
１つは、粒径10μｍ程度である。
粒径が10μｍ以上になると、安定して放電を発生させることが困難になり、被膜形成そのものが困難になる。
もう１つは、3μｍ程度である。
プレスや本実施の形態のような圧入のような粉末材料の圧縮成形において、粒径が3μｍ程度以下になると、均一に圧縮された成形体を作りやすくなることが見出された。
電極の圧縮が均一にできないと、密度あるいは硬さの差により、被膜が均一に形成できなくなるため、均一な被膜形成のためには、平均粒径が3μｍ程度以下にすることが必要である。
ただし、一部には3μｍ程度よりも大きな粉末が混ざっていてもよく、適度に大きな粒径の粉末が混ざっている場合には、電極の密度を上げたい場合には有効である。
もう１つの境界は、粒径1μｍ程度のところである。
被膜を形成するためには、電極材料である粉末を溶融させる必要があるが、粉末の粒径が大きいほど粉末を溶融させるのに必要な放電パルスのエネルギは大きくなる。
しかし、放電のエネルギが大きくなると電極から供給される材料の単位が大きくなることになり、その結果被膜に空隙が増えるという問題のあることから、緻密な被膜を形成するためには、小さな粉末を小さなエネルギの放電パルスで溶融させることが望ましく、そのためには粒径を1μｍ程度以下にすることが望ましい。
【００２８】
また、本実施例では50ＭＰａから200ＭＰａ程度の圧力の成形圧を使用したが、この圧力は、圧入する混合物の状態により範囲が変わるため、この範囲に限るものではない。
例えば、バインダの量がすくなく、粉末とバインダの混合物の粘度が高い場合には、圧力を上げる方がよく、例えば、100ＭＰａから300ＭＰａくらいが適切な温度になる。
また、バインダの量が多いなど混合物の粘度が低い場合には、圧力が小さくても成形は可能になり、30ＭＰａから100ＭＰａ程度の圧力でよくなる。
ただし、バインダの量が多くなると、後の加熱の工程で、収縮などの問題が起きてくる場合がある。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本実施の形態における混錬の状態を示す図である。
【図２】圧入工程を示す状態図である。
【図３】本実施の形態１で形成される被膜の斜傾的変化を示す融合層を示す図である。
【図４】融合層の厚さと密着力との関係を示す関係図である。
【図５】融合層の厚さと母材の変形量との関係を示す関係図である。
【図６】放電表面処理装置の構成及び電圧電流波系図である。
【図７】放電表面処理装置の構成及び電圧電流波系図である。
【図８】本実施の形態２で形成される被膜の斜傾的変化を示す融合層を示す図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属粉末、金属の化合物の粉末、或いはセラミックスの粉末を圧縮成形し、その後加熱処理した圧粉体電極を電極として、加工液中または気中において該電極とワークとの間にパルス状の放電を発生させ、そのエネルギにより、ワーク表面に電極材料或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において、
該粉末とバインダとを混合して可塑性を持たせた混合体を混錬する工程と、
該混合体を所定の電極形状の型に圧入することで圧粉体を形成する工程と、
該圧粉体を加熱してバインダ成分を除去する工程と、
を備え、
該粉末同士が結合した状態の圧粉体電極を形成することを特徴とする放電表面処理用電極の製造方法。
【請求項２】
バインダが、パラフィン、ステアリン酸などのワックス、或いはポリエチレン、ポリプロピレン、アクリル系樹脂などの熱可塑性樹脂、或いは両者の混合物であることを特徴とする請求項１記載の放電表面処理用電極の製造方法。
【請求項３】
粉末材料が炭化物を形成しないもしくは形成し難い金属材料を４０体積％以上含むことを特徴とする請求項１記載の放電表面処理用電極の製造方法。
【請求項４】
炭化物を形成しないもしくは形成し難い金属材料が、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅであることを特徴とする請求項３記載の放電表面処理用電極の製造方法。
【請求項５】
粉末は、粒径が１０μｍ以下のものを用いること特徴とする請求項１記載の放電表面処理用電極の製造方法。
【請求項６】
粉末は、粒径が３μｍ以下のものを用いることを特徴とする請求項１記載の放電表面処理用電極の製造方法。
【請求項７】
粉末は、粒径が１μｍ以下のものを用いることを特徴とする請求項１記載の放電表面処理用電極の製造方法。
【請求項８】
金属粉末、金属の化合物の粉末、或いはセラミックスの粉末を圧縮成形し、その後加熱処理した圧粉体電極を電極として、加工液中または気中において該電極とワークとの間にパルス状の放電を発生させ、そのエネルギにより、ワーク表面に電極材料或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において、
該粉末とバインダとを混合して可塑性を持たせた混合体とし、
該混合体を所定の電極形状の型に圧入することで圧粉体を形成し、
該圧粉体を加熱してバインダ成分を除去し、
該粉末同士が結合した状態の圧粉体を形成することを特徴とする放電表面処理用電極。
【請求項９】
バインダが、パラフィン、ステアリン酸などのワックス、或いはポリエチレン、ポリプロピレン、アクリル系樹脂などの熱可塑性樹脂、或いは両者の混合物であることを特徴とする請求項８記載の放電表面処理用電極。
【請求項１０】
粉末材料が炭化物を形成しないもしくは形成し難い金属材料を４０体積％以上含むことを特徴とする請求項８記載の放電表面処理用電極。
【請求項１１】
炭化物を形成しないもしくは形成し難い金属材料が、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅであることを特徴とする請求項１０記載の放電表面処理用電極。
【請求項１２】
粉末の粒径が１０μｍ以下であることを特徴とする請求項８記載の放電表面処理用電極。
【請求項１３】
粉末の粒径が３μｍ以下であることを特徴とする請求項８記載の放電表面処理用電極。
【請求項１４】
粉末の粒径が１μｍ以下であることを特徴とする請求項８記載の放電表面処理用電極。
【請求項１５】
金属粉末、金属の化合物の粉末、或いはセラミックスの粉末を圧縮成形し、その後加熱処理した圧粉体電極を電極として、加工液中または気中において該電極とワークとの間にパルス状の放電を発生させ、そのエネルギにより、ワーク表面に電極材料或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において、
該粉末とバインダとを混合して可塑性を持たせた混合体を、所定の電極形状の型に圧入することで圧粉体を形成し、該圧粉体を加熱してバインダ成分を除去することで該粉末同士が結合した状態の圧粉体電極と、ワークとの間に、放電パルスを連続して発生させ、ワーク上に、数μｓ〜２０μｓの傾斜層を形成することを特徴とする放電表面処理方法。
【請求項１６】
バインダが、パラフィン、ステアリン酸などのワックス、或いはポリエチレン、ポリプロピレン、アクリル系樹脂などの熱可塑性樹脂、或いは両者の混合物であることを特徴とする請求項１５記載の放電表面処理方法。
【請求項１７】
粉末材料が炭化物を形成しないもしくは形成し難い金属材料を４０体積％以上含むことを特徴とする請求項１５記載の放電表面処理方法。
【請求項１８】
炭化物を形成しないもしくは形成し難い金属材料が、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅであることを特徴とする請求項１７記載の放電表面処理方法。
【請求項１９】
粉末の粒径が１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１５記載の放電表面処理方法。
【請求項２０】
粉末の粒径が３μｍ以下であることを特徴とする請求項１５記載の放電表面処理方法。
【請求項２１】
粉末の粒径が１μｍ以下であることを特徴とする請求項１５記載の放電表面処理方法。
【請求項２２】
放電パルスが、パルス幅２００μｓ以下、ピーク電流値３０Ａ以下であることを特徴とする請求項１５乃至２１記載の放電表面処理方法。
【請求項１】
金属粉末、金属の化合物の粉末、或いはセラミックスの粉末を圧縮成形し、その後加熱処理した圧粉体電極を電極として、加工液中または気中において該電極とワークとの間にパルス状の放電を発生させ、そのエネルギにより、ワーク表面に電極材料或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において、
該粉末とバインダとを混合して可塑性を持たせた混合体を混錬する工程と、
該混合体を所定の電極形状の型に圧入することで圧粉体を形成する工程と、
該圧粉体を加熱してバインダ成分を除去する工程と、
を備え、
該粉末同士が結合した状態の圧粉体電極を形成することを特徴とする放電表面処理用電極の製造方法。
【請求項２】
バインダが、パラフィン、ステアリン酸などのワックス、或いはポリエチレン、ポリプロピレン、アクリル系樹脂などの熱可塑性樹脂、或いは両者の混合物であることを特徴とする請求項１記載の放電表面処理用電極の製造方法。
【請求項３】
粉末材料が炭化物を形成しないもしくは形成し難い金属材料を４０体積％以上含むことを特徴とする請求項１記載の放電表面処理用電極の製造方法。
【請求項４】
炭化物を形成しないもしくは形成し難い金属材料が、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅであることを特徴とする請求項３記載の放電表面処理用電極の製造方法。
【請求項５】
粉末は、粒径が１０μｍ以下のものを用いること特徴とする請求項１記載の放電表面処理用電極の製造方法。
【請求項６】
粉末は、粒径が３μｍ以下のものを用いることを特徴とする請求項１記載の放電表面処理用電極の製造方法。
【請求項７】
粉末は、粒径が１μｍ以下のものを用いることを特徴とする請求項１記載の放電表面処理用電極の製造方法。
【請求項８】
金属粉末、金属の化合物の粉末、或いはセラミックスの粉末を圧縮成形し、その後加熱処理した圧粉体電極を電極として、加工液中または気中において該電極とワークとの間にパルス状の放電を発生させ、そのエネルギにより、ワーク表面に電極材料或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において、
該粉末とバインダとを混合して可塑性を持たせた混合体とし、
該混合体を所定の電極形状の型に圧入することで圧粉体を形成し、
該圧粉体を加熱してバインダ成分を除去し、
該粉末同士が結合した状態の圧粉体を形成することを特徴とする放電表面処理用電極。
【請求項９】
バインダが、パラフィン、ステアリン酸などのワックス、或いはポリエチレン、ポリプロピレン、アクリル系樹脂などの熱可塑性樹脂、或いは両者の混合物であることを特徴とする請求項８記載の放電表面処理用電極。
【請求項１０】
粉末材料が炭化物を形成しないもしくは形成し難い金属材料を４０体積％以上含むことを特徴とする請求項８記載の放電表面処理用電極。
【請求項１１】
炭化物を形成しないもしくは形成し難い金属材料が、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅであることを特徴とする請求項１０記載の放電表面処理用電極。
【請求項１２】
粉末の粒径が１０μｍ以下であることを特徴とする請求項８記載の放電表面処理用電極。
【請求項１３】
粉末の粒径が３μｍ以下であることを特徴とする請求項８記載の放電表面処理用電極。
【請求項１４】
粉末の粒径が１μｍ以下であることを特徴とする請求項８記載の放電表面処理用電極。
【請求項１５】
金属粉末、金属の化合物の粉末、或いはセラミックスの粉末を圧縮成形し、その後加熱処理した圧粉体電極を電極として、加工液中または気中において該電極とワークとの間にパルス状の放電を発生させ、そのエネルギにより、ワーク表面に電極材料或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において、
該粉末とバインダとを混合して可塑性を持たせた混合体を、所定の電極形状の型に圧入することで圧粉体を形成し、該圧粉体を加熱してバインダ成分を除去することで該粉末同士が結合した状態の圧粉体電極と、ワークとの間に、放電パルスを連続して発生させ、ワーク上に、数μｓ〜２０μｓの傾斜層を形成することを特徴とする放電表面処理方法。
【請求項１６】
バインダが、パラフィン、ステアリン酸などのワックス、或いはポリエチレン、ポリプロピレン、アクリル系樹脂などの熱可塑性樹脂、或いは両者の混合物であることを特徴とする請求項１５記載の放電表面処理方法。
【請求項１７】
粉末材料が炭化物を形成しないもしくは形成し難い金属材料を４０体積％以上含むことを特徴とする請求項１５記載の放電表面処理方法。
【請求項１８】
炭化物を形成しないもしくは形成し難い金属材料が、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅであることを特徴とする請求項１７記載の放電表面処理方法。
【請求項１９】
粉末の粒径が１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１５記載の放電表面処理方法。
【請求項２０】
粉末の粒径が３μｍ以下であることを特徴とする請求項１５記載の放電表面処理方法。
【請求項２１】
粉末の粒径が１μｍ以下であることを特徴とする請求項１５記載の放電表面処理方法。
【請求項２２】
放電パルスが、パルス幅２００μｓ以下、ピーク電流値３０Ａ以下であることを特徴とする請求項１５乃至２１記載の放電表面処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００６−２１２７２７（Ｐ２００６−２１２７２７Ａ）
【公開日】平成１８年８月１７日（２００６．８．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２６２６０（Ｐ２００５−２６２６０）
【出願日】平成１７年２月２日（２００５．２．２）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【出願人】（０００００００９９）石川島播磨重工業株式会社 (5,014)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年８月１７日（２００６．８．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年２月２日（２００５．２．２）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【出願人】（０００００００９９）石川島播磨重工業株式会社 (5,014)
【Ｆターム（参考）】
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