Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
PROCESS FOR PRODUCING ELECTRODE FOR DISCHARGE SURFACE TREATMENT, AND ELECTRODE FOR DISCHARGE SURFACE TREATMENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/011355
Kind Code:
A1
Abstract:
This invention provides a process for producing an electrode for discharge surface treatment, comprising the step of filling an electrode material powder (11) into a mold (7), compressing the electrode material powder (11) to produce a porous green compact (27), setting the porous green compact (27) within a chamber (25) in a heat treating furnace apparatus (23), supplying an inert gas or a hydrogen gas into the chamber (25), and, while blowing an inert gas or a hydrogen gas heated by a heater (39) in the heat treating furnace apparatus (23) toward the green compact (27), and circulating the inert gas or the hydrogen gas by blowing within the chamber (25), whereby the green compact (27) is heated by convection heat of an inert gas, a hydrogen gas, or a mixed gas containing a hydrogen gas and an inert gas as a main component, which passes through the inside of the green compact (27), to sinter the electrode material of the green compact (27).

Inventors:
SHIINO, Masayoshi (())
椎野 正元 (())
OCHIAI, Hiroyuki (())
落合 宏行 (())
WATANABE, Mitsutoshi (())
Application Number:
JP2008/062800
Publication Date:
January 22, 2009
Filing Date:
July 16, 2008
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
IHI Corporation (1-1 Toyosu 3-chome, Koto-ku Tokyo, 10, 1358710, JP)
株式会社IHI (〒10 東京都江東区豊洲三丁目1番1号 Tokyo, 1358710, JP)
SHIINO, Masayoshi (())
椎野 正元 (())
OCHIAI, Hiroyuki (())
落合 宏行 (())
International Classes:
B22F5/00; B22F3/11; B23H1/04; C23C26/00
Domestic Patent References:
1999-11-18
Foreign References:
JP2002370127A2002-12-24
JPS5625906A1981-03-12
JPS5270496A1977-06-11
Other References:
See also references of EP 2179808A1
Attorney, Agent or Firm:
MIYOSHI, Hidekazu et al. (Toranomon Kotohira Tower, 2-8 Toranomon 1-chome,Minato-k, Tokyo 01, 1050001, JP)
Download PDF:
Claims:
 放電エネルギーを利用して放電表面処理を行う際に用いられるポーラスな放電表面処理用電極を製造するための製造方法であって、
 電極材料の粉末を成形金型内に充填する第1製造工程と、
 前記第1製造工程の終了後に、前記成形金型内に充填された電極材料の粉末を圧縮することにより、ポーラスな圧粉体を成形する第2製造工程と、
 前記第2製造工程の終了後に、熱処理炉装置におけるチャンバー内に前記圧粉体をセットして、前記チャンバー内に、不活性ガス、水素ガス、及び水素ガスと主成分としての不活性ガス、のうちの一つを含む混合ガスを供給する第3製造工程と、
 前記第3製造工程の終了後に、前記熱処理炉装置におけるヒータによって加熱されかつ前記圧粉体の内部を通過する不活性ガス、水素ガス、又は水素ガスと主成分としての不活性ガスを含む混合ガスによる対流熱によって前記圧粉体を加熱して、前記圧粉体の電極材料を焼結する第4製造工程と、
 を備えたことを特徴とする放電表面処理用電極の製造方法。
 前記第4製造工程において、前記ヒータによって加熱された前記混合ガスを前記圧粉体に向かって送風しつつ、前記チャンバー内において循環させることを特徴とする請求項1に記載の放電表面処理用電極の製造方法。
 前記不活性ガスは、アルゴンガス、ヘリウムガス、及び窒素ガスのうちの一つであることを特徴とする請求項1に記載の放電表面処理用電極の製造方法。
 前記第3製造工程において、前記チャンバー内に前記圧粉体をセットした後に、前記チャンバー内を加熱して、前記圧粉体に混入したワックスを蒸発させ除去すると共に、前記チャンバー内を所定の真空度になるまで排気することを特徴とする請求項1に記載の放電表面処理用電極の製造方法。
 請求項1に記載の放電表面処理用電極の製造方法によって製造された放電表面処理用電極。
Description:
放電表面処理用電極の製造方法 及び放電表面処理用電極

 本発明は、ポーラスな放電表面処理用電 を製造するための製造方法、及びこの製造 法により製造された放電表面処理用電極に する。

 放電エネルギーを利用して放電表面処理 行う際には、ポーラスな放電表面処理用電 が用いられており、特許文献1には、次のよ うな放電表面処理用電極の製造方法が示され ている。

 即ち、電極材料の粉末につなぎ材として ワックスを混入して、電極材料の粉末を成 金型内に充填する。次に、プレス装置のラ の押圧力によって成形金型内に充填された 極材料の粉末を圧縮することにより、ポー スな圧粉体を成形する。更に、熱処理装置 一つである真空炉装置内に圧粉体をセット て、真空炉装置におけるチャンバー内を加 して、圧粉体に混入したワックスを蒸発さ て除去すると共に、真空炉装置におけるチ ンバー内を所定の真空度まで排気する。そ て、真空炉装置におけるヒータによる輻射 によって圧粉体を加熱して、圧粉体の電極 料を焼結する。なお、圧粉体の電極材料を 結する際に、ワックスは圧粉体から蒸発除 される。

 以上により、放電表面処理用電極を製造す ことができる。

WO99/58744号公報

 しかしながら、圧粉体の電極材料を焼結 る際に、真空炉装置におけるヒータによる 射熱によって圧粉体を加熱しているため、 粉体の表面を含む表面に近い部分の電極材 の焼結は十分に進行するものの、圧粉体は ーラスであって熱伝導率が小さいため、圧 体における表面から遠ざかった部分(内部) 温度が低く、電極材料の焼結が進行し難い 向にある。そのため、厚い放電表面処理用 極を製造する場合にあっては、圧粉体の電 材料の焼結進行度、換言すれば、圧粉体の 極材料の結合力にバラツキが生じて、放電 面処理用電極の品質が安定しない。

 そこで、本発明は、前述の課題を解決す ことができる表面処理用電極の製造方法、 びその製造方法によって製造された放電表 処理用電極を提供することを目的とする。

 本発明の特徴は、放電エネルギーを利用 て放電表面処理を行う際に用いられるポー スな放電表面処理用電極を製造するための 造方法であって、電極材料の粉末を成形金 内に充填する第1製造工程と、前記第1製造 程の終了後に、前記成形金型内に充填され 電極材料の粉末を圧縮することにより、ポ ラスな圧粉体を成形する第2製造工程と、前 第2製造工程の終了後に、熱処理炉装置にお けるチャンバー内に前記圧粉体をセットして 、前記チャンバー内に、不活性ガス、水素ガ ス、及び水素ガスと主成分としての不活性ガ スを含む混合ガス、のうちの一つを供給する 第3製造工程と、前記第3製造工程の終了後に 前記熱処理炉装置におけるヒータによって 熱されかつ前記圧粉体の内部を通過する不 性ガス、水素ガス、又は水素ガスと主成分 しての不活性ガスを含む混合ガスによる対 熱によって前記圧粉体を加熱して、前記圧 体の電極材料を焼結する第4製造工程と、を 備えたことを要旨とする。

 なお、電極材料の粉末とは、金属(合金を 含む)の粉末、セラミックスの粉末、又はこ らの混合粉末のことをいい、放電表面処理 種類に応じて電極材料の粉末を適宜に選択 ることができる。

図1は、本発明の実施形態に係る放電表 面処理用電極の製造方法における第1製造工 と成形金型を説明する図である。 図2は、本発明の実施形態に係る放電表 面処理用電極の製造方法における第2製造工 とプレス装置を説明する図である。 図3は、本発明の実施形態に係る放電表 面処理用電極の製造方法における第3、第4製 工程と熱処理炉装置を説明する図である。 図4は、放電表面処理用電極を用いた表 面処理を簡単に説明する図である。 図5は、各種雰囲気下での焼成試験の比 較結果を示す図である。

 本発明の実施形態について図1から図4を 照して説明する。なお、図面中において、 U」は上方向を指し、「D」は下方向を指す。

 図4に示すように、本発明の実施形態に係 る放電表面処理用電極(コーディング・ブロ ク:CB)1は、放電エネルギーを利用して放電表 面処理を行う際に用いられるポーラスな電極 であって、本発明の実施形態に係る放電表面 処理用電極の製造方法によって製造されるも のである。また、放電表面処理用電極1は、 テライト合金又はステライト合金を主成分 した金属(以下、ステライト合金等という)に より構成されている。放電表面処理用電極1 用いてワーク(被処理物)3の被処理面に対し 放電表面処理を行うことにより、耐摩耗性 ある保護コート5を形成することができる。

 図1に示すように、本発明の実施形態に係 る放電表面処理用電極の製造方法に使用する 成形金型7は、筒状のダイ9を備えており、ダ 9は、電極材料としてのステライト合金等の 粉末11を収容可能なダイ孔9hを有している。 た、ダイ孔9hの上部には、上パンチ13が上下 向へ移動可能に設けられており、ダイ孔9h 下部には、下パンチ15が上下方向へ移動可能 に設けられている。

 図2に示すように、本発明の実施形態に係 る放電表面処理用電極の製造方法に使用する プレス装置17は、上下に対向した上ラム19と ラム21を備えており、上ラム19は、油圧シリ ダ(図示省略)の作動により下ラム21に対して 相対的に上下方向へ移動可能である。なお、 上ラム19と下ラム21の間に成形金型7を装着す ことができる。

 図3に示すように、本発明の実施形態に係 る放電表面処理用電極の製造方法に使用する 熱処理炉装置23は、チャンバー25を備えてお 、チャンバー25内には、電極材料の粉末11か 成形したポーラスな圧粉体27をセット可能 セット治具29が設けられている。また、チャ ンバー25の上部には、排気口31が設けられて り、排気口31は、エアを排気するエア排気系 33に接続されている。更に、チャンバー25の 部には、供給口35が設けられており、供給口 35は不活性ガスを供給する不活性ガス供給系3 7に接続されている。

 チャンバー25内には、不活性ガスを加熱 る複数のヒータ39が環状に配設されており、 チャンバー25内の天井部には、不活性ガスを 環送風するファン41が回転可能に設けられ おり、チャンバー25の上部中央には、ファン 41を回転させるファンモータ43が設けられて る。また、チャンバー25内の適宜位置には、 不活性ガスを循環送風させるように案内する 複数のガイドプレート45が設けられている。

 続いて、本発明の実施形態に係る放電表 処理用電極の製造方法について説明する。

 本発明の実施形態に係る放電表面処理用 極の製造方法は、放電表面処理用電極1を製 造するための製造方法であって、第1製造工 、第2製造工程、第3製造工程、及び第4製造 程を備えている。各製造工程の具体的な内 は、次のようになる。

 [第1製造工程]
 図1に示すように、電極材料としてのステラ イト合金等の粉末11につなぎ材としてのワッ スを混入して、電極材料の粉末11を成形金 におけるダイ9のダイ孔9h内(成形金型7内)に 填する。なお、ステライト合金等の粉末11代 わりに、他の金属(合金を含む)の粉末、セラ ックスの粉末、又はこれらの混合粉末を電 材料の粉末として用いても構わない。

 [第2製造工程]
 図2に示すように、第1製造工程の終了後に 成形金型7をプレス装置17における上ラム19と 下ラム21との間に装着する。そして、油圧シ ンダの作動により上ラム19を下ラム21に対し て相対的に下方向へ移動させて、上ラム19と ラム21との加圧力によって成形金型7内に充 された電極材料の粉末11を圧縮することに り、ポーラスな圧粉体27を成形する。更に、 油圧シリンダの作動により上ラム19を下ラム2 1に対して相対的に上方向へ移動させて、ポ ラスな圧粉体27を成形金型7内から取出す。

 [第3製造工程]
 図3に示すように、第2製造工程の終了後に 熱処理炉装置23におけるセット治具29にポー スな圧粉体27をセットする。次に、エア排 系33によって熱処理炉装置23におけるチャン ー25内を所定の真空度まで排気する。そし 、不活性ガス供給系37によってチャンバー25 に不活性ガスを供給する。この不活性ガス 、アルゴンガス、ヘリウムガス、又は窒素 スのうちのいずれかである。なお、チャン ー25内に不活性ガスを供給する代わりに、 素ガス、又は水素ガスと主成分としての不 性ガスを含む混合ガスを供給するようにし も構わない。不活性ガスに水素ガスを混合 る理由は、チャンバー25内における圧粉体27 酸化還元反応を制御するためである。チャ バー25内に不活性ガスだけを供給した場合 チャンバー25内の酸素濃度によっては、圧粉 体27は酸化することがある。それを避けるた に、不活性ガスに水素を混合することによ 、チャンバー25内の雰囲気を還元性の高い( 元反応を促進する)雰囲気へと変化させるこ とができる。さらに、不活性ガス供給系とチ ャンバー25の間に水分や酸素を取り除く高純 装置を入れれば、さらに低温での酸化も防 ことができる。

 [第4製造工程]
 第3製造工程の終了後に、加熱して時間をか けて温度を上げ、圧粉体27に混入したワック を少しずつ蒸発させて除去する。その際、 活性ガスを供給しながらワックスを含むガ を排気する。ワックスを除去後、焼結温度 まで上げ、熱処理炉装置23におけるファン ータ43の駆動によりファン41を回転させるこ により、熱処理炉装置23におけるヒータ39に よって加熱された不活性ガスをポーラスな圧 粉体27に向かって送風しつつ、チャンバー25 において循環送風する。これにより、不活 ガスによる対流熱によって圧粉体27を加熱し て、圧粉体27の電極材料を焼結することがで る。

 続いて、本発明の実施形態に作用及び効 について説明する。

 図5は、各種の雰囲気下で、上記した製造 方法を用いて、コーティング・ブロック(放 表面処理用電極)CBを焼成した比較結果を示 たものである。図5において、横軸は、コー ィング・ブロックCBの表面からの深さを距 によって表し、縦軸は、コーティング・ブ ックCBの電極材料の結合力を平均抵抗率変化 によって表している。縦軸の数値が大きいほ ど、電極材料間の結合度が強くなることを意 味している。また、四角で表されたグラフは 、第3製造工程において、脱脂処理及び焼結 理ともに真空雰囲気下で行った場合の結果 表し、三角で表されたグラフは、第3製造工 において、脱脂処理は不括性ガス雰囲気下 行い、焼結工程は真空雰囲気下で行った場 の結果を表し、丸で表されたグラフは、第3 製造工程において、脱脂処理及び焼結処理と もに不活性ガス雰囲気下で行った場合の結果 を表している。この図から明らかなように、 脱脂処理及び焼結処理ともに不活性ガス雰囲 気で行う場合が、電極材料の結合力がコーデ ィング・ブロックCBの内部まで均一になるこ がわかる。つまり、脱脂処理及び焼結処理 もに不活性ガス雰囲気で行う場合、放電表 処理用電極の電極材料の結合力のばらつき 小さくなることがわかる。

 ポーラスな圧粉体27の電極材料を焼結す 際に、ヒータ39によって加熱された不活性ガ スをポーラスな圧粉体27に向かって送風しつ 、チャンバー25内において循環送風するこ により、ポーラスな圧粉体27の内部を通過す る不活性ガスによる対流熱によって圧粉体27 加熱しているため、圧粉体27の電極材料の 学反応を十分に抑えた上で、圧粉体27におけ る表面に近い部分(圧粉体27の表面を含む)の 極材料の焼結だけでなく、圧粉体27における 表面から遠ざかった部分(内部)の電極材料の 結も十分に進行する。

 従って、本発明の実施形態によれば、圧 体27における表面に近い部分の電極材料の 結だけでなく、圧粉体27における表面から遠 ざかった部分(内部)の電極材料の焼結も十分 進行するため、厚い放電表面処理用電極1を 製造する場合であっても、圧粉体27の電極材 の焼結進行度、換言すれば、圧粉体27の電 材料の結合力にバラツキをなくして、放電 面処理用電極1の品質を十分に向上させるこ ができる。

 なお、本発明は、前述の実施形態の説明 限られるものではなく、その他、種々の態 で実施可能である。また、本発明に包含さ る権利範囲は、これらの実施形態に限定さ ないものである。

 以上の説明から明らかなように、本発明 よれば、圧粉体における表面に近い部分の 極材料の焼結だけでなく、圧粉体における 面から遠ざかった部分の電極材料の焼結も 分に進行するため、厚い放電表面処理用電 を製造する場合であっても、圧粉体の電極 料の焼結進行度、換言すれば、圧粉体の電 材料の結合力にバラツキをなくして、放電 面処理用電極の品質を十分に向上させるこ ができる。