專利名稱：放電表面處理用壓坯電極的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及放電表面處理用壓坯電極及放電表面處理用壓坯電極的制造方法，特別涉及為了在工件表面形成硬質被膜而進行放電表面處理時所用的壓坯電極(放電電極)及該壓坯電極的制造方法。
背景技術：
日本專利公開公報平9-19829號記載了一種放電表面處理方法，是使用壓坯電極，在放電加工油等加工液中，使壓坯電極和工件間產生脈沖放電，利用該放電能量在工件表面形成由電極材料或電極材料因放電能量而反應生成的TiC等金屬碳化物等物質構成的硬質被膜。
一般，在模具內填入Ti等金屬粉末，通過沖壓對模具內的金屬粉末進行加壓·壓縮處理，使金屬粉末結成塊狀，通過這樣的加壓成型可形成壓坯電極。
壓坯電極雖然使用了金屬粉末，但與日本專利公開公報昭56-126535號和日本專利公開公報昭62-127448號揭示的放電加工用電極不同，它在成型時未進行燒結，所以，其最終電極強度和電阻由加壓成型結束時的狀態(tài)決定。
因此，為了獲得需要的最終電極強度和電阻，壓坯電極的成型壓必須在5tonf/cm2左右。如果成型壓小于該值，則所得電極強度不夠，電極的電阻明顯增大，不適合作為放電表面處理的壓坯電極使用。
但是，如果在如此大的成型壓下形成電極，由于對模具的壓力較大，所以，成型后將壓坯電極從模具取出時容易劃傷或損壞壓坯電極，這樣就降低了壓坯電極的制造合格率。
如上所述，放電表面處理用壓坯電極在加壓成型時需要較大成型壓的主要原因在于，僅用TiC等金屬碳化物粒子形成的粒子結合結構粗糙和粉末不能夠均勻裝入模具中。對于利用了液中放電現(xiàn)象的技術在JP7-197275A等中有所揭示。7-197275中揭示了加壓成型的壓坯電極制造方法。但是，僅靠加壓成型壓力不易分布均勻，特別是電極形狀較大時，不能夠進行良好的電極成型。
本發(fā)明解決了上述問題，其目的是提供利用較小的成型壓成型使放電表面處理用壓坯電極具備必須的電極強度和電阻、并以較高的合格率制得的放電表面處理用壓坯電極和放電表面處理用壓坯電極的制造方法。
發(fā)明的揭示本發(fā)明提供了一種放電表面處理用壓坯電極，是在金屬粉末或金屬化合物粉末加壓成型而得的壓坯電極和工件間產生放電，利用放電能量在工件表面形成由電極材料或電極材料因放電能量而反應生成的物質構成的被膜，在這樣形成的放電表面處理時所用的放電表面處理用壓坯電極中，在金屬粉末或金屬化合物粉末中混入了軟質金屬粉末后加壓成型。
所以，在壓坯電極的加壓成型時，軟質金屬粉末作為連接劑被填入金屬粉末或金屬化合物粉末粒子的間隙中，軟質金屬粉末根據(jù)粒子間隙形狀產生塑性變形，將粉體形成的電極結成塊狀，降低電極的電阻。這樣，即使以較低的成型壓成型，也能夠獲得放電表面處理用壓坯電極必須具備的電極強度和電阻值。
本發(fā)明還進一步提供了前述金屬化合物粉末為TiH2、軟質金屬粉末為Ag的放電表面處理用壓坯電極。
因此，在壓坯電極加壓成型時，在TiH2粒子的間隙填入比較軟的且電阻較低的Ag粉末，Ag粉末根據(jù)粒子間隙形狀產生塑性變形，將粉體形成的電極結成塊狀，并使電極的電阻下降。這樣，即使以較低的成型壓成型，也能夠獲得放電表面處理用壓坯電極必須具備的電極強度和電阻值。這種壓坯電極在放電表面處理時，利用TiH2和加工液中的碳的反應可獲得TiC硬質被膜。
此外，本發(fā)明還提供了一種放電表面處理用壓坯電極，是在金屬粉末或金屬化合物粉末加壓成型而得的壓坯電極和工件間產生放電，利用放電能量在工件表面形成由電極材料或電極材料因放電能量而反應生成的物質構成的被膜，在這樣形成的放電表面處理時所用的放電表面處理用壓坯電極中，在金屬粉末或金屬化合物粉末中混入粘合劑，利用成型模具進行加壓成型。
因此，金屬粉末或金屬化合物粉末通過粘合劑粘合在一起，將粉體形成的電極結成塊狀，使電極電阻下降。這樣，即使以較低的成型壓成型，也能夠獲得放電表面處理用壓坯電極必須具備的電極強度和電阻值。
本發(fā)明還提供了前述粘合劑為環(huán)氧樹脂或酚醛樹脂等含碳高分子系粘合劑的放電表面處理用壓坯電極。
因此，在進行放電表面處理時，金屬粉末或金屬化合物粉末不僅與加工液中的碳反應，還與粘合劑中的碳反應，這樣就獲得了硬質碳化金屬被膜。
本發(fā)明還提供了一種放電表面處理用壓坯電極的制造方法，是在金屬粉末或金屬化合物粉末加壓成型而得的壓坯電極和工件間產生放電，利用放電能量在工件表面形成由電極材料或電極材料因放電能量而反應生成的物質構成的被膜，在這樣的放電表面處理時所用的放電表面處理用的壓坯極的制造方法中，在金屬粉末或金屬化合物粉末中混入軟質金屬粉末后加壓成型。
所以，在壓坯電極的加壓成型時，軟質金屬粉末作為連接劑被填入金屬粉末或金屬化合物粉末粒子的間隙中，軟質金屬粉末根據(jù)粒子間隙形狀產生塑性變形，將粉體形成的電極結成塊狀，降低電極的電阻。這樣，即使以較低的成型壓成型，也能夠獲得放電表面處理用壓坯電極必須具備的電極強度和電阻值。
本發(fā)明還進一步提供了前述金屬化合物粉末為TiH2、軟質金屬粉末為Ag的放電表面處理用壓坯電極的制造方法。
因此，在壓坯電極加壓成型時，在TiH2粒子的間隙填入比較軟的且電阻較低的Ag粉末，Ag粉末根據(jù)粒子間隙形狀產生塑性變形，將粉體形成的電極結成塊狀，并使電極的電阻下降。這樣，即使以較低的成型壓成型，也能夠獲得放電表面處理用壓坯電極必須具備的電極強度和電阻值。這種壓坯電極在放電表面處理時，利用TiH2和加工液中的碳的反應可獲得TiC硬質被膜。
本發(fā)明還提供了一種放電表面處理用壓坯電極的制造方法，是在金屬粉末或金屬化合物粉末加壓成型而得的壓坯電極和工件間產生放電，利用放電能量在工件表面形成由電極材料或電極材料因放電能量而反應生成的物質構成的被膜，在這樣的放電表面處理時所用的壓坯電極的制造方法中，對成型模具一面加以振動，一面在其中填入金屬粉末或金屬化合物粉末，并對成型模具加壓成型。在這種振動填充的情況下，例如，填充量為數(shù)克～數(shù)百克，振動填充時間為數(shù)十秒，粒徑為1～50μm，振幅在5μm以上，振動頻率為10Hz以上。
因此，通過振動填充，能夠提高金屬粉末或金屬化合物粉末對成型模具的填充密度，使金屬粉末或金屬化合物粉末能夠均勻地填入成型模具中。這樣，即使以較低的成型壓成型，也能夠獲得放電表面處理用壓坯電極必須具備的電極強度和電阻值。
本發(fā)明還提供了對成型模具進行超聲波振動的放電表面處理用壓坯電極的制造方法。
因此，通過超聲波振動填充，能夠有效地提高金屬粉末或金屬化合物粉末對成型模具的填充密度，使金屬粉末或金屬化合物粉末能夠均勻地填入成型模具中。這樣，即使以較低的成型壓成型，也能夠獲得放電表面處理用壓坯電極必須具備的電極強度和電阻值。
本發(fā)明還提供了一種放電表面處理用壓坯電極的制造方法，是在金屬粉末或金屬化合物粉末加壓成型而得的壓坯電極和工件間產生放電，利用放電能量在工件表面形成由電極材料或電極材料因放電能量而反應生成的物質構成的被膜，在這樣的放電表面處理時所用的壓坯電極的制造方法中，在金屬粉末或金屬化合物粉末中混入粘合劑，利用成型模具進行加壓成型。
因此，金屬粉末或金屬化合物粉末通過粘合劑粘合在一起，將粉體形成的電極結成塊狀，使電極電阻下降。這樣，即使以較低的成型壓成型，也能夠獲得放電表面處理用壓坯電極必須具備的電極強度和電阻值。
本發(fā)明還提供了前述粘合劑為環(huán)氧樹脂或酚醛樹脂等含碳高分子系粘合劑的放電表面處理用壓坯電極的制造方法。
因此，在進行放電表面處理時，金屬粉末或金屬化合物粉末不僅與加工液中的碳反應，還與粘合劑中的碳反應，這樣就獲得了硬質碳化金屬被膜。
對附圖的簡單說明

圖1是一例本發(fā)明的放電表面處理用壓坯電極的微觀結構示意圖。圖2是一例實施本發(fā)明的放電表面處理用壓坯電極的制造方法時所用的制造裝置的截面圖。圖3是另一例實施本發(fā)明的放電表面處理用壓坯電極的制造方法時所用的制造裝置的截面圖。圖4是另一例本發(fā)明的放電表面處理用壓坯電極的微觀結構示意圖。
實施發(fā)明的最佳狀態(tài)參考附圖對本發(fā)明的較理想的實施狀態(tài)進行說明。
實施狀態(tài)1圖1是本發(fā)明的放電表面處理用壓坯電極的微觀結構示意圖。本發(fā)明的放電表面處理用壓坯電極10是金屬碳化物等作為放電表面處理后生成的硬質被膜主成分的金屬或金屬化合物粉末(以下簡稱為金屬粉末)11和軟質金屬粉末12的混合粉末13經過成型模具的加壓成型而獲得的電極。
金屬粉末11為TiH2(氫化鈦)粉末，軟質金屬粉末12為Ag粉。
此時的金屬粉末11的粒徑在1～40μm左右，軟質金屬粉末12的粒徑在1～100μm左右，金屬粉末11和軟質金屬粉末12的混合比以重量比計在10∶1左右。
使用圖2所示的加壓沖頭50和固定在模板51上的模具52，在模具52中填入金屬粉末11和軟質金屬粉末12的混合粉末13，利用沖頭50加壓就可進行該放電表面處理用壓坯電極10的加壓成型。以Ag等軟質金屬粉末12混入TiH2等金屬粉末11的狀態(tài)下進行放電表面處理用壓坯電極10的加壓成型時，即使電極的成型壓下降至2tonf/cm2左右，壓坯電極10也能夠結成牢固的硬塊，獲得放電表面處理用壓坯電極所必須的電極強度和電阻。
在進行壓坯電極10的加壓成型時，軟質金屬粉末12作為連接劑被填入金屬粉末11的粒子間隙中，軟質金屬粉末12根據(jù)粒子間隙形狀產生塑性變形，達到使電極結成塊狀和降低電極電阻的效果。特別是通過混入電阻較低的Ag粉末，可確保壓坯電極10的電阻具有足夠低的值。
這樣，即使以低的成型壓加壓成型，也能夠獲得具備作為放電表面處理用壓坯電極10所必須的電極強度和電阻值的放電表面處理用壓坯電極10。通過減小模具的壓力，在成型后從模具中取成壓坯電極10時，可減少壓坯電極10的劃傷和破損幾率，從而改善壓坯電極10的合格率。
如果電極的成型壓較低，則對模具的壓力也較低，這樣，既可形成厚而大的壓坯電極，也可形成細而長的壓坯電極。
在TiH2粉末中混入了Ag粉末的壓坯電極10，利用放電能量與加工液中的碳反應，獲得品質良好的TiC硬質被膜。
用在TiH2粉末中混入Ag粉末、以2tonf/cm2左右的壓力加壓成型而獲得的本發(fā)明的壓坯電極和未混入Ag粉末、以5tonf/cm2左右的壓力加壓成型而獲得的傳統(tǒng)壓坯電極在相同條件下進行放電表面處理后發(fā)現(xiàn)，兩者的作為被膜性質的維氏硬度都在2500HV左右，粘合力都很好，被膜厚度都在5μm左右，完全沒有變化。
壓坯電極10的金屬粉末11除了TiH2之外，還可使用WC等金屬碳化物，混入金屬粉末11的軟質金屬粉末12除了Ag之外，還可使用Au、Ag、Pb、Sn、In、Ni等軟質金屬，也可混入陶瓷粉末。
實施狀態(tài)2圖3表示本發(fā)明的放電表面處理用壓坯電極的制造方法所用的制造裝置的工作狀態(tài)。本實施狀態(tài)中，模具盤51設置在激振器53上。在模具52內填入TiH2等金屬粉末11時，利用激振器53使模具52振動，一面振動一面將金屬粉末11加入模具52內。
這樣，金屬粉末1 1的填充密度有所提高，使金屬粉末11能夠均勻地填入模具52內。
激振器53可以是使模具進行超聲波振動的裝置，也可以是使模具以較大的周期進行振動的裝置。激振器為前者時，金屬粉末以高密度進行填充的效果較好。此外，還可用錘子等擊打模具使其振動的方式來代替激振器53。
比較使用激振器53和未使用的情況下容器中充滿金屬粉末11時的填充重量后發(fā)現(xiàn)，使用激振器53時為未使用時的1.3倍。
這樣能夠確認，即使降低成型壓，也能夠很好地成型獲得所需的壓坯電極。一般，未使用激振器53而加壓成型獲得壓坯電極時，成型壓必須在5tonf/cm2左右，使用激振器53時，即使成型壓降至4tonf/cm2也沒有問題，可成型獲得壓坯電極。
這樣，在成型后從模具中取成壓坯電極時，可減少壓坯電極的劃傷或破損幾率，從而改善壓坯電極的合格率。
上述制造方法同樣適用于使用了金屬粉末11和軟質金屬粉末12的混合粉末13的情況，能夠獲得同等的效果。
實施狀態(tài)3圖4為本發(fā)明的放電表面處理用壓坯電極的微觀結構示意圖。本發(fā)明中的放電表面處理用壓坯電極20是在金屬碳化物等放電表面處理后生成的作為硬質被膜主成分的金屬或金屬化合物粉末和陶瓷粉末的混合粉末21(以下簡稱為金屬粉末)中再混入粘合劑22，利用成型模具加壓成型而獲得的電極。
粘合劑22為環(huán)氧樹脂或酚醛樹脂等含碳高分子系粘合劑。
放電表面處理用壓坯電極20的加壓成型也通過使用圖2所示的加壓沖頭50和固定在模具盤51上的模具52，在模具52內填入混合了粘合劑22的金屬粉末21，再用沖頭50加壓的方法進行。
粘合劑22使金屬粉末21互相粘合，起到獲得所需電極強度的作用。金屬粉末21為TiH2時，即使電極成型壓降至2tonf/cm2以下，利用粘合劑22也能夠將壓坯電極20形成為很牢固的硬塊，獲得作為放電表面處理用壓坯電極所必須的電極強度和電阻。
這樣，即使成型壓很小，也能夠加壓成型獲得具備作為放電表面處理用壓坯電極所必須的電極強度和電阻的放電表面處理用壓坯電極20。通過減小模具的壓力，在成型后從模具中取成壓坯電極20時，可減少壓坯電極20的劃傷及破損幾率，從而改善壓坯電極20的合格率。
混入粘合劑22除了使電極結成塊狀的作用之外，還有提高放電表面處理后形成的被膜硬度的作用。
例如，使用金屬粉末為TiH2的壓坯電極時，被膜的主成分為TiC，它是由電極中的Ti和加工液中的碳組分C反應生成的。這種情況下，如果碳的供給量高于壓坯電極的消耗量，則不生成TiC的未反應的Ti殘留在被膜中，導致被膜硬度下降。
由于粘合劑為碳C、氫H、氧O等組成的物質，所以，通過放電熱量會分解，氫主要轉變?yōu)樗瓾2O或氫氣H2，氧轉變?yōu)樗瓾2O和二氧化碳CO2，碳轉變?yōu)槎趸糃O2和碳C。這里生成的碳被用于與壓坯電極中的Ti反應生成TiC，起到形成硬質被膜的作用。
即，金屬粉末21不僅與加工液中的碳反應，還與粘合劑22中的碳反應，獲得硬質碳化金屬被膜。
產業(yè)上利用的可能性本發(fā)明的壓坯電極適用于形成硬質被膜的放電表面處理用的放電電極。
權利要求
1.放電表面處理用壓坯電極的制造方法，其特征在于，一面使成型模具以高密度裝填金屬粉末或金屬化合物粉末的方式振動，一面在成型模具內填入金屬粉末或金屬化合物粉末，通過成型模具加壓成型。
2.如權利要求1所述的放電表面處理用壓坯電極的制造方法，其特征還在于，使成型模具進行超聲波振動。
全文摘要
放電表面處理用壓坯電極的制造方法，其特征在于，一面使成型模具以高密度裝填金屬粉末或金屬化合物粉末的方式振動，一面在成型模具內填入金屬粉末或金屬化合物粉末，通過成型模具加壓成型。
文檔編號B22F3/02GK1597190SQ20041006857
公開日2005年3月23日 申請日期1998年3月11日 優(yōu)先權日1998年3月11日
發(fā)明者后藤昭弘, 毛呂俊夫 申請人:三菱電機株式會社