放電表面處理用電極及放電表面處理覆膜制造技術

為了實現一種可以形成平滑且高硬度的覆膜的放電表面處理，從而以硬質材料的粉末壓縮成型得到的壓粉體為電極，在加工液中或氣體中使電極和基材之間發生脈沖狀的放電，并利用該能量在基材表面形成由電極材料或電極材料借助放電能量進行反應得到的物質形成的覆膜，在上述放電表面處理中，作為電極材料的粉末，使用向硬質材料的粉末中混合10至75體積％的Si粉末的混合粉末。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及放電表面處理，在該處理中，以將硬質材料的粉末壓縮成型得到的壓粉體為電極，使電極和基材之間發生脈沖狀的放電，并利用該能量在基材表面形成由電極材料或電極材料借助放電能量進行反應得到的物質形成的覆膜。
技術介紹
在國際公開編號W001/005545中公開了一種實用的放電表面處理用電極及其制造方法。該技術涉及下述方法，S卩，將金屬碳化物的粉末即TiC粉末和金屬氫化物的粉末即TiH2粉末混合，將其壓縮成型后進行加熱處理，釋放所述TiH2粉末中的氫，得到Ti粉末， 制造具有適當強度及易分解性、安全性的實用的放電表面處理用電極。在日本特開2005-21355號公報中公開了需要在高溫環境下的強度和潤滑性的、致密且較厚的膜(大于或等于100 μ m量級)的表面處理方法。該技術通過在電極中混合I. 5至5. O重量％的Si、或I. O至4. 5重量％的B，從而由Si或B奪取覆膜中的氧原子，去除覆膜中的不需要的氧原子，改善粉末材料之間的密合性，從而形成致密且堅固的覆膜。通過實施使用了上述放電表面處理用電極的放電表面處理，其結果，對于沖壓模具、轉塔沖床、切削刀具等，可以實現長壽命化。另一方面，放電表面處理面的硬度很高，是1700至2500HV左右，但表面粗糙度稍大，為6至12 μ mRz，在需要良好的表面粗糙度的用途中，要求形成更加平滑的硬質覆膜。專利文獻I :國際公開編號W001/005545專利文獻2 :日本特開2005-21355號公報
技術實現思路
本專利技術是鑒于上述情況而提出的，其目的在于提供可以形成平滑且高硬度的覆膜的放電表面處理方法。本專利技術涉及的放電表面處理用電極用于放電表面處理，在該放電表面處理中，以將電極材料的粉末壓縮成型得到的壓粉體為電極，在加工液中或氣體中使電極和基材之間發生脈沖狀的放電，并利用該能量在基材表面形成由電極材料或電極材料借助放電能量進行反應得到的物質形成的覆膜，在該放電表面處理用電極中，作為電極材料的粉末，使用向硬質材料的粉末中混合10至75體積％的Si粉末的混合粉末。專利技術的效果根據本專利技術可以形成平滑且高硬度的覆膜。附圖說明圖I是表示電極中的Si混合比與覆膜表面粗糙度的關系的特性圖。圖2是表示電極中的Si混合比與覆膜硬度的關系的特性圖。圖3是表示電極中的Si混合比與覆膜Si濃度的關系的特性圖。圖4是作為實施方式I的對比例示出的TiC覆膜表面的SEM照片。圖5是Si混合TiC覆膜表面的SEM照片。圖6是Si混合TiC覆膜表面的SEM照片。圖7是Si混合TiC覆膜表面的SEM照片。圖8是作為實施方式I的對比例示出的Si覆膜表面的SEM照片。圖9是從Si混合TiC覆膜表面方向的X射線衍射圖譜測量結果。·圖10是表示電極中的Si混合比與覆膜Ti濃度的關系的特性圖。圖11是表示覆膜的形成機理的圖。圖12是表示電極中的Si混合比與耐沖蝕性的關系的特性圖。圖13是水射流噴射后的覆膜的表面狀態的觀察結果。圖14是表示電極中的Si混合比與耐腐蝕性的關系的特性圖。圖15是在王水中浸潰Ihr后的覆膜的表面狀態的觀察結果。圖16是表示電極中的Si混合比(重量比)與各覆膜特性的關系的圖。圖17是表示電極中的Si混合比與覆膜的各成分濃度的關系的圖。具體實施例方式下面，使用附圖對本專利技術的實施方式進行說明。實施方式I.在本實施方式中，作為硬質材料的粉末使用TiC粉末進行說明。使用逐漸改變比例而將TiC粉末和Si粉末混合而成的TiC+Si混合粉末制成放電表面處理用電極，向電極和被處理材料(基材)之間施加電壓而產生放電，在基材上形成覆膜。此外，在本實施方式中，使用平均粒徑5 μ m或平均粒徑I. 3 μ m的TiC粉末、平均粒徑5 μ m的Si粉末。圖I是表示電極中的Si混合比(重量％ )與覆膜表面粗糙度的關系的圖。改變與TiC粉末混合的Si粉末的比例而制成TiC+Si電極，對由該TiC+Si電極對碳素鋼S45C進行處理而形成的覆膜的表面粗糙度進行測量，其結果，電極中的Si混合比越大，覆膜的表面粗糙度越小。此外，在本實施方式中，覆膜的表面粗糙度在2至6μ mRz的范圍內變化。圖2是表示電極中的Si混合比(重量％ )與覆膜的硬度的關系的圖。改變與TiC粉末混合的Si粉末的比例而制成TiC+Si電極，對由該TiC+Si電極對碳素鋼S45C進行處理而形成的覆膜的硬度進行測量，其結果，在Si混合比小于或等于60重量％時，電極中的Si混合比越大，覆膜的硬度越小。另外，在Si混合比大于或等于60重量％時，覆膜的硬度幾乎不變。此外，在本實施方式中，覆膜的硬度在800至1700HV的范圍內變化。另外，如圖I所示，隨著Si向電極中的混合量增加，覆膜的表面粗糙度逐漸減小，因此，通過使用任意改變電極中的Si重量比而形成的電極，可以在2至6 μ mRz之間任意控制覆膜的表面粗糙度。另外，如圖2所示，隨著Si向電極中的混合量增加，覆膜的硬度逐漸減小，因此，通過任意改變電極中的Si重量比，可以在800至1700HV之間任意控制覆膜的硬度。在這里，在本實施方式中使用的表面粗糙度的測量方法如下所述。測量裝置使用Taylor Hobson制造的“ 7才一 Λ夕丨J寸一 7 ”，將測量長度設為4. 8臟、將高頻截止波長設為O. 8mm、將帶寬比設為100 :1、將濾波器類型設為高斯，由標準的觸針進行測量。測得的值符合 JIS 的 B0601 2001o另外，覆膜硬度的測量是從覆膜表面方向進行的，測量載荷設為10gf。測量裝置是“島津製作所”制造的顯微硬度計。此外，由改變TiC粉末和Si粉末的比例混合而成的TiC+Si電極對碳素鋼 S45C進行處理，對所形成的覆膜的Si濃度進行測量，電極內的Si重量比和覆膜的Si濃度的關系如圖3所示。如果電極內的Si重量比變大，則覆膜的Si濃度也變大。此外，這里所說的Si的量是通過能量色散型X射線光譜分析法(EDX)從覆膜表面方向測得的值，測量條件是加速電壓為15. OkV，照射電流為Ι.ΟηΑ。如上所述，可以認為電極的Si混合比越多，覆膜中所含的Si濃度越高，其結果，覆膜的表面粗糙度變小，但為了研究其機理，利用SEM對覆膜的表面進行觀察。其結果，觀察到隨著Si濃度增大，覆膜上裂紋等缺陷減少，另外，放電痕一個一個的凸起減小。下面，按照下述方式標記各種混合比(重量比)的電極，即例如TiC粉末Si粉末=8 2則記為TiC+Si (8 2)電極，TiC粉末=Si粉末=5 5則記為TiC+Si (5 5)電極。在圖4至圖8中示出通過TiC電極處理后的表面、通過TiC+Si (8 2)電極處理后的表面、通過TiC+Si (7 :3)電極處理后的表面、通過TiC+Si (5 :5)電極處理后的表面、通過Si電極處理后的表面的SEM觀察結果。在圖4所示TiC電極的處理面中，觀察到裂紋(圖中的黑線)等缺陷非常多，放電痕一個一個的凸起較大。另一方面，按照圖5至 7所示的TiC+Si(8 2)電極、TiC+Si (7 3)電極、TiC+Si (5 5)電極的順序，觀察到處理面上裂紋等缺陷變少，放電痕一個一個的凸起變小。此外，作為對比，在圖8所示的Si電極的處理面中，完全看不到裂紋等缺陷，且可以觀察到放電痕一個一個的凸起非常小。在本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】

【專利技術屬性】
技術研發人員：鷲見信行，后藤昭弘，寺本浩行，中野善和，
申請(專利權)人：三菱電機株式會社，
類型：
國別省市：