(57)【要約】  Ｃｕ（Ａｇ）−Ｗ（Ｍｏ）系放電加工用電極を用いた放電加工において、加工速度、電極消耗率、被加工物の面粗度を向上させる。このために、Ｃｕ（Ａｇ）−Ｗ（Ｍｏ）系材料に、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｓｃ、Ｙ、ランタニドからなる群（Ｍ３）から選択される元素のホウ酸化物と、鉄族金属とを適切な量だけ添加する。ホウ酸化物として、特に、Ｍ３2Ｂ2Ｏ5、Ｍ３Ｂ2Ｏ4で表わされるホウ酸化物を用いることが好ましい。
2012053486.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電加工に用いる放電加工用電極であって、下記の（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）を含み、
前記（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）の質量の和が総質量の９５質量％以上１００質量％以下を占める材料からなる放電加工用電極であって、
（Ａ）：５〜４０質量部のＭ１、
（Ｂ）：前記（Ａ）と合計して１００質量部となるＭ２金属であって、Ｍ２を必ず含み、かつ、Ｍ２と鉄族金属の合金または鉄族金属の単体を含むＭ２金属、および
（Ｃ）：前記（Ａ）と前記（Ｂ）との合計質量１００質量部に対して、０．０５〜８外部質量部のＭ３のホウ酸化物
ただし、Ｍ１はＣｕまたはＡｇのうちの少なくとも１つまたはそれらの合金
Ｍ２はＷまたはＭｏのうちの少なくとも１つまたはそれらの合金
Ｍ３はＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、および希土類金属からなる群から選択された少なくとも１つ
である、放電加工用電極。
【請求項２】
前記鉄族金属の単体の質量と、前記Ｍ２と鉄族金属の合金の質量との合計が、前記（Ａ）の質量と前記（Ｂ）の質量との合計に対して、０．０５〜２．５質量％である請求項１に記載の放電加工用電極。
【請求項３】
下記の（Ｄ）および（Ｅ）をさらに含み、
前記（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）および前記（Ｄ）、（Ｅ）の質量の和が、総質量の９５質量％以上１００質量％以下を占める材料からなり、
（Ｄ）：前記（Ａ）の質量と前記（Ｂ）の質量との合計を１００質量部としたときに、前記（Ａ）の質量と（Ｂ）の質量との合計に対して０．１〜５外部質量部の複合酸化物であって、前記Ｍ２と、前記鉄族金属と、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａおよび希土類金属のうちの少なくとも１つとを含む複合酸化物
（Ｅ）：前記（Ａ）の質量と前記（Ｂ）の質量との合計を１００質量部としたときに、前記（Ａ）の質量と（Ｂ）の質量との合計に対して０．１〜３質量部の酸化ホウ素
である、請求項１または２に記載の放電加工用電極。
【請求項４】
前記（Ｃ）のホウ酸化物は、Ｍ３aＢbＯcで表すことができ、
ａ＝２、ｂ＝２、ｃ＝５であるホウ酸化物の割合が、ホウ酸化物の全体積を１とした場合に０．５体積部以上０．９９体積部以下である請求項１から３のいずれかに記載の放電加工用電極。
【請求項５】
前記（Ｃ）のホウ酸化物は、Ｍ３aＢbＯcで表すことができ、
ａ＝２、ｂ＝２、ｃ＝５で示され、ｘ体積部を占める第１のホウ酸化物と、
ａ＝１、ｂ＝２、ｃ＝４で示され、ｙ体積部を占める第２のホウ酸化物と、
前記第１のホウ酸化物と前記第２のホウ酸化物とのいずれとも異なる第３のホウ酸化物であって、ｚ体積部を占める第３のホウ酸化物とを含み、
前記ｘ、ｙ、ｚは、下記（１）〜（３）の関係式を満たす、請求項１から４のいずれかに記載の放電加工用電極。
（１）ｘ≧０．１、ｙ≧０．１
（２）ｘ＋ｙ≧０．５
（３）ｘ＋ｙ＋ｚ＝１
【請求項６】
前記（Ｃ）のホウ酸化物の総体積を１体積部とした場合に、Ｍ１、Ｍ２、鉄族金属の単体、Ｍ２と鉄族金属の合金の粒界に、前記ホウ酸化物の０．５体積部以上が分散している請求項１から５のいずれかに記載の放電加工用電極。
【請求項７】
前記（Ｃ）のホウ酸化物の平均粒子径が０μｍ超２０μｍ以下であり、かつ、最大粒子径が０μｍ超１５０μｍ以下である請求項１から６のいずれかに記載の放電加工用電極。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として型彫り放電加工に用いられる加工電極として好適な放電加工用電極に関する。
【背景技術】
【０００２】
放電加工用電極として、カーボンなどの非金属物を主としてなる材料や、Ｃｕをはじめとする金属を主としてなる材料が主に用いられている。【０００３】
カーボンやＣｕの放電加工用電極を用いると、放電条件を上げることによって加工速度を上げやすいが、電極自体の消耗が激しく、電極の形状が被加工物に反映される。そのために、精密さを要求される、例えば金型用超硬合金部材の放電加工のような用途には望ましくない。このような精密さを求められる分野では、良導電材料であるＣｕやＡｇと、高融点金属であって耐弧成分として優れているＷ（タングステン）との複合材が従来から用いられてきた。【０００４】
このような用途においても、放電加工では被加工物の加工速度が速いことや加工電極自体の消耗が少ないことが求められる。同時に、被加工物には加工電極の表面状態が転写されるため、加工電極の表面や内部に例えば一辺が２０μｍを越えるような大きな気孔がないことも求められる。【０００５】
そこで、Ｃｕ−Ｗ材料を基材として、様々な物質を添加して得られる放電加工電極材料が現在までに示されている。【０００６】
特許文献１には、Ｃｕ−Ｗ合金中に、アルカリ土類金属のホウ酸化物（アルカリ土類金属とホウ素とからなる複合酸化物）を含有させた放電加工用電極が記載されている。アルカリ土類金属のホウ酸化物をＣｕ−Ｗ合金に０．０５〜５質量％添加することで、電子放射性がよくなるため、放電を安定させる効果が期待できる。また、特許文献１には、加工効率を向上でき、吸湿性がなく化学的に安定であり、電極消耗を減少させるという効果が示されている。【０００７】
特許文献２には、Ｃｕ−Ｗ、Ａｇ−Ｗ、Ｃｕ−ＷＣなどの合金中に０．０５〜０．２質量％のＮｉおよび０．１〜１．０質量％の酸化Ｃｅを添加する技術が示されている。Ｎｉはその量が少ないと焼結が進みにくいことや、酸化Ｃｅの適量の添加は長寿命化に効果が高いことが述べられている。【０００８】
特許文献３には、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｗおよびそのホウ化物、酸化物以外を０．０５質量％以上含まず、１μｍ超３μｍ未満の粒径を有するＷ粒子をＷ粒子全体の７０％以上用いて作製された、Ｗスケルトンのビッカーズ硬度（ＨＶ）が２２以上である放電加工用電極材料が示されている。アルカリ土類金属を含まないために焼結が促進しやすく、Ｎｉを少量添加、もしくは全く添加せずに焼結体を得られる。これにより、電極消耗の低下、加工速度の向上、電極自体の加工性の向上の効果が得られる旨が記載されている。【０００９】
特許文献４には、アルカリ土類金属（およびアルカリ金属や希土類金属など）とＷとの複合酸化物を含む、Ｃｕ−Ｗ系合金を材料とする放電加工用電極が示されている。また、この材料にＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉのうちの少なくとも１種を５ｍｏｌ％以下含有させることで、焼結性を向上させることが記載されている。Ｗを含む複合酸化物を均一に分散することにより、異常放電が起りにくく、電極消耗率を低く、加工速度を向上できる旨が述べられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開昭５１−０８４４９７号公報
【特許文献２】特開平０３−１４６６３６号公報
【特許文献３】特開２００４−１３０４８７号公報
【特許文献４】特開２００６−３１５１３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
以上に説明した従来の方法のいずれによっても、加工速度の向上や放電加工用電極の消耗の減少について、一定の効果を上げることができると考えられる。しかしながら、加工速度向上と電極消耗の減少の要求はなお続いており、より優れた放電加工用電極が求められている。【００１２】
また、例えば、特許文献１に記載されているように、ホウ酸化物には放電特性を向上させる働きがある。しかし、その一方で、ホウ酸化物を添加すると、材料の焼結性に負の影響を与えるために、焼結が十分進行しにくく、内部に残留気孔が生じやすい。残留気孔を有している電極を用いて放電加工を行うと、被加工物の加工精度が低下するという問題が生じる。【００１３】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、電極消耗率を抑止でき、かつ、高速加工および高精度加工を可能にする放電加工用電極を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の放電加工用電極は、放電加工に用いる放電加工用電極であって、下記の（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）を含み、（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）の質量の和が総質量の９５質量％以上１００質量％以下を占める材料からなる放電加工用電極である。ここで、（Ａ）は、５〜４０質量部のＭ１であり、（Ｂ）は、前記（Ａ）と合計して１００質量部となるＭ２金属であって、Ｍ２を必ず含み、かつ、Ｍ２と鉄族金属の合金または鉄族金属の単体を含むＭ２金属であり、（Ｃ）は、前記（Ａ）と前記（Ｂ）との合計質量１００質量部に対して、０．０５〜８外部質量部のＭ３のホウ酸化物である。また、Ｍ１はＣｕまたはＡｇのうちの少なくとも１つまたはそれらの合金であり、Ｍ２はＷまたはＭｏのうちの少なくとも１つまたはそれらの合金であり、Ｍ３はＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、および希土類金属からなる群から選択された少なくとも１つである。【００１５】
ある実施形態において、前記鉄族金属の単体の質量と、前記Ｍ２と鉄族金属の合金の質量との合計が、前記（Ａ）の質量と前記（Ｂ）の質量との合計に対して、０．０５〜２．５質量％である。【００１６】
ある実施形態において、上記放電加工用電極は、下記の（Ｄ）および（Ｅ）をさらに含み、前記（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）および前記（Ｄ）、（Ｅ）の質量の和が、総質量の９５質量％以上１００質量％以下を占める材料からなる。ここで、（Ｄ）は、前記（Ａ）の質量と前記（Ｂ）の質量との合計を１００質量部としたときに、前記（Ａ）の質量と（Ｂ）の質量との合計に対して０．１〜５外部質量部の複合酸化物であって、前記Ｍ２と、前記鉄族金属と、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａおよび希土類金属のうちの少なくとも１つとを含む複合酸化物であり、（Ｅ）は、前記（Ａ）の質量と前記（Ｂ）の質量との合計を１００質量部としたときに、前記（Ａ）の質量と（Ｂ）の質量との合計に対して０．１〜３質量部の酸化ホウ素である。【００１７】
ある実施形態において、前記（Ｃ）のホウ酸化物は、Ｍ３aＢbＯcで表すことができ、ａ＝２、ｂ＝２、ｃ＝５であるホウ酸化物の割合が、ホウ酸化物の全体積を１とした場合に０．１体積部以上０．９９体積部以下である。【００１８】
ある実施形態において、前記（Ｃ）のホウ酸化物は、Ｍ３aＢbＯcで表すことができ、ａ＝２、ｂ＝２、ｃ＝５で示され、ｘ体積部を占める第１のホウ酸化物と、ａ＝１、ｂ＝２、ｃ＝４で示され、ｙ体積部を占める第２のホウ酸化物と、前記第１のホウ酸化物と前記第２のホウ酸化物とのいずれとも異なる第３のホウ酸化物であって、ｚ体積部を占める第３のホウ酸化物とを含む。前記ｘ、ｙ、ｚは、次の関係式（１）〜（３）を満たす。（１）ｘ≧０．１、ｙ≧０．１、（２）ｘ＋ｙ≧０．５、（３）ｘ＋ｙ＋ｚ＝１。さらに、ｚ≦０．１を満たしていても良い。【００１９】
ある実施形態において、前記（Ｃ）のホウ酸化物の総体積を１体積部とした場合に、Ｍ１、Ｍ２、鉄族金属の単体、Ｍ２と鉄族金属の合金の粒界に、前記ホウ酸化物の０．５体積部以上が分散している。【００２０】
ある実施形態において、前記（Ｃ）のホウ酸化物の平均粒子径が０μｍ超２０μｍ以下であり、かつ、最大粒子径が０μｍ超１５０μｍ以下である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明による放電加工用電極は電子放出特性に優れており、これを用いれば加工速度を向上させることができる。また、放電加工用電極の消耗率も比較的低く、被加工物の面精度を良好にすることができる。【００２２】
したがって、金型等の被加工物の加工時間の短縮が可能となり、また加工能率の向上に伴い、高価な加工機の導入数やメンテナンス等の付帯費用の削減が可能となるため、産業上極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態にかかる放電加工用電極の組織を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の放電加工用電極では、Ｃｕ（またはＡｇ）−Ｗ（またはＭｏ）系合金において、電子放出特性に優れる周期表２ａ族に属するアルカリ土類金属元素Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａおよび希土類金属のうちの少なくとも１種類を、複合ホウ酸化物（Ｍ３xＢyＯz、ただしＭ３はＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、希土類金属の少なくとも１種）の形態で合金組織中に分散させている。また、鉄族金属（Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ）を添加することによって、焼結性を向上させている。
【００２５】
より具体的には、放電加工用電極は、下記（Ａ）から（Ｃ）の材料を含んでいる。
（Ａ）：５〜４０質量部のＭ１。
（Ｂ）：（Ａ）と合計して１００質量部のＭ２金属であって、Ｍ２を必ず含み、さらに、Ｍ２と鉄族金属の合金および／または鉄族金属の単体を含むＭ２金属。
（Ｃ）：（Ａ）と（Ｂ）の合計質量１００質量部に対して０.５〜８外部質量部のＭ３のホウ酸化物。
【００２６】
ここで、Ｍ１は、ＣｕおよびＡｇのうちの少なくとも１つまたはそれらの合金であり、Ｍ２は、ＷおよびＭｏのうちの少なくとも１つまたはそれらの合金であり、Ｍ３は、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａおよび希土類金属からなる群から選択された少なくとも１つの金属である。なお、鉄族金属は、Ｆｅ、ＣｏおよびＮｉのうちの少なくとも１つを意味し、希土類金属は、３ａ族金属であるＳｃ、ＹとＬａ、Ｃｅ、Ｓｍなどのランタニド元素（ランタンを含むランタノイド）とからなる群から選択される少なくとも１つを意味する。
【００２７】
詳細については後述するが、典型的にはＣｕ−ＷであるＭ１−Ｍ２の放電加工用電極の基本構成に加えて、鉄族金属（および／またはＭ２と鉄族金属の合金）と、Ｍ３のホウ酸化物とを所定の割合で含んでいることによって、加工速度の向上と電極消耗の抑制とを両立させるものである。
【００２８】
本発明者は、特に加工速度を向上させるのに有効な添加物として、アルカリ土類金属であるＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａのホウ酸化物および希土類金属のホウ酸化物を用いる場合について検討を行った。ホウ酸化物を添加したＭ１−Ｍ２複合材料（例えばＣｕ−Ｗ）は、ホウ素やホウ化物を含むものと同様に、焼結性が悪く材料中にポアが残留しやすい。ポアが存在することにより、被加工物の一部（ポアに対応する部分）に対して他の部分と同様に放電できなくなり、その結果、被加工物の面精度が悪化する。よって、材料中におけるポアの発生を可能な限り避ける必要がある。
【００２９】
また、焼結性を高めるためには、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉの鉄族金属を添加することが好適である。鉄族金属は、ＷやＭｏに比べて融点が低く、また低温でもＷやＭｏとの合金を生成する。そのため、焼結を助ける働きがあり、製造を容易にするとともに、被加工物の面精度を高めることができる。
【００３０】
Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、希土類金属のホウ酸化物および鉄族金属を適量添加して作製されたＭ１−Ｍ２系複合材料を放電加工用電極として用いたところ、その消耗も従来と比較して十分に低く抑えられた。
【００３１】
なお、Ｍ１−Ｍ２系複合材料は、ＣｕとＷを用いた場合を例に説明すると、両者が反応を起こして合金を生じるものではなく、Ｗスケルトン中に毛細管現象によってＣｕが溶浸した状態で得られる。本明細書では、このようにして得られるＭ１−Ｍ２複合材料およびそれに添加物を含む材料を、便宜的に「Ｍ１−Ｍ２系合金」と称することがある。
【００３２】
以下、本発明による放電加工用電極の実施形態を説明する。
【００３３】
本発明の実施形態によれば、上述のように（Ａ）：Ｍ１と、（Ｂ）：Ｍ２金属と、（Ｃ）：Ｍ３のホウ酸化物とを含み、これら（Ａ）〜（Ｃ）の質量の和が総質量の９５質量％以上１００質量％以下を占める材料からなる放電加工用電極が提供される。
【００３４】
まず、放電加工用電極に用いるＭ１−Ｍ２系合金で重要な因子となるのがＭ１とＭ２の質量の比である。Ｍ１は導電性が高いが融点が低く、Ｍ２はその逆である。Ｍ１を多く含むＭ１−Ｍ２系合金は、放電時に発生するアークにより消耗する電極量が多くなる。消耗を実用的な程度に抑制するためには、Ｍ２との質量比が４０：６０以下になるようにＭ１量を抑えることが好ましい。この量はＭ１が４０質量部に対してＭ２が６０質量部であることを意味する。なお、上記のＭ２金属（Ｍ２、鉄族金属、および、Ｍ２と鉄族金属の合金）は、大半がＭ２から構成されているので、Ｍ２金属についても同じことが言える。すなわち、Ｍ２金属の６０質量部に対して、Ｍ１が４０質量部以下に設定されることが好ましい。
【００３５】
Ｍ２（あるいはＭ２金属）を多く含むＭ１−Ｍ２系合金では、Ｍ２が多すぎる場合に、Ｍ２の導電性がＭ１に比べて劣るため、被加工物の加工速度を十分に上げることができなくなる。また、Ｍ１が５質量部未満では、溶浸法による安価な製造が難しくなる。そのために、Ｍ１とＭ２（あるいはＭ２金属）の質量比は５：９５以上にＭ１量を下げないことが工業的には好ましい。この量はＭ１が５質量部に対してＭ２が９５質量部であることを意味する。
【００３６】
以上の条件により、Ｍ１とＭ２（あるいはＭ２金属）の質量は、５〜４０質量部のＭ１に対して６０〜９５質量部のＭ２（あるいはＭ２金属）に設定することが好ましい。
【００３７】
次に、（Ｂ）のＭ２金属について説明する。
【００３８】
（Ｂ）のＭ２金属は、（Ａ）のＭ１と合計して１００質量部となる。Ｍ２金属には、Ｍ２、鉄族金属、および、Ｍ２と鉄族金属の合金が含まれる。Ｍ２金属の質量とは、Ｍ２の質量と、鉄族金属（単体）の質量と、Ｍ２と鉄族金属の合金の質量との和を意味する（以下、Ｍ２と鉄族金属の合金を「Ｍ２−鉄族合金」と呼ぶことがある）。なお、Ｍ２金属は、典型的には、約９５質量％以上のＭ２から構成されている。
【００３９】
この組成より明らかなように、本発明の実施形態にかかる放電加工用電極は、鉄族金属を含有しているが、鉄族金属は低温でＷやＭｏのＭ２との合金を作りやすい。そのために、後述する焼結を阻害する要因である（Ｃ）のホウ酸化物を添加した場合でも焼結が進行しやすくなり、緻密なＭ１−Ｍ２系合金が得られる。
【００４０】
鉄族金属は基本的にＷやＭｏのＭ２と合金化するために、焼結後には単体では残らない場合が多いが、その量や温度、昇温速度、雰囲気などの条件によってはその一部が単体にて残留する場合もある。そのため、（Ｂ）の「鉄族金属」の質量としては、単体で存在しない場合には０質量部の値も取り得る。逆に、鉄族金属がＭ２とまったく反応しないことは起らないために、Ｍ２の質量およびＭ２と鉄族金属との合金（Ｍ２−鉄族合金）の質量は０質量部の値を取り得ない。合金化されたＭ２と鉄族金属はその放電加工時の挙動としてはＭ２と類似しているために、Ｍ２とあわせて（Ｂ）の質量に加算している。また、鉄族金属を含有させた場合、電極形成後に、鉄族金属の質量と、合金化された部分の質量とを別個に求めるのは困難である。また、鉄族金属の残留質量はＭ２の質量と比較してもわずかである。したがって、鉄族金属の質量も（Ｂ）のＭ２金属の質量に含めるようにしている。
【００４１】
（Ｃ）は、放電特性を改善するためのホウ酸化物であり、（Ａ）と（Ｂ）の合計質量１００質量部に対して０．０５〜８外部質量部のＭ３のホウ酸化物である。アルカリ土類金属であるＣａ、Ｓｒ、Ｂａおよび希土類金属のホウ化物、酸化物はいずれも仕事関数が低いために放電特性を改善することが知られているが、ホウ酸化物はより一層の放電特性の改善をもたらす。また、ホウ酸化物はホウ化物や酸化物に対して、溶浸を阻害する働きは小さい。ホウ酸化物は、多いほどに放電特性は改善され、加工速度は速くなる。しかしながら、多くなるにつれてＭ１−Ｍ２系合金の焼結性は徐々に悪化し、８外部質量部を超える程度に添加すると、たとえ鉄族金属を添加しても（焼結体中ではＭ２との合金または単体金属で存在）十分に焼結性が上がらずに、形状が保持できないか、できたとしても加工ができない程度に崩れやすくなる。また、放電特性改善の効果が現れるには、少なくとも０．０５外部質量部の添加が必要となる。
【００４２】
本発明の実施形態において、前述の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の総和が、放電加工用電極の総質量の９５質量％以上１００質量％以下を占める。５質量％未満であれば、焼結性や放電特性に影響のない範囲において、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）以外の成分も許容することができる。例えばＣｒ、Ｔｉ、Ｖ、Ｔａ、Ｒｅ、Ａｕなどの金属、Ｎａ、Ｋなどのアルカリ金属、Ｃａ、Ｂａ、Ｓｒなどのアルカリ土類金属、カーボン、希土類金属、およびこれらの酸化物やホウ化物、あるいは、ＷＣやＴｉＮ、Ｓｉ3Ｎ4、ＳｉＣなどの炭化物や窒化物が５質量％未満であれば含まれていてもよい。
【００４３】
なお、文献によってはホウ素の酸化物（Ｂ2Ｏなど）をホウ酸化物として扱っている文献もあるが、本明細書において、ホウ素の酸化物は、ホウ酸化物としては扱わない。
【００４４】
また、上記の鉄族金属の単体の質量と、Ｍ２と鉄族金属の合金の質量との合計が、（Ａ）、（Ｂ）の質量の合計に対して０．０５〜２．５質量部を占めるように設定されることが好ましい。
【００４５】
鉄族金属は、前述のようにＷやＭｏと合金化するためにその焼結性を上げることができ、ポアの数や大きさを、放電電極としての使用に害にならない程度まで下げることができる。一方で、鉄族金属を多量に加えると、鉄族金属がＣｕやＡｇ中に固溶するために融点が下がり、その結果、放電加工用電極の消耗率が高くなるので望ましくない。放電加工用電極の消耗の著しい増加を招かないために望ましい上限量は、鉄族金属の質量と、Ｍ２（例えばＷ）と鉄族金属の合金の質量との合計量が、（Ａ）、（Ｂ）の質量の合計に対して２．５質量部である。また、残留する鉄族金属の質量と、Ｍ２と鉄族金属の合金の質量との合計が（Ａ）、（Ｂ）の質量の合計に対して０．０５質量部未満であると、前述（Ｃ）で示したホウ酸化物の存在による焼結不良の問題が生じ、気孔が残留しやすくなる。そのために、鉄族金属単体の質量と、Ｍ２と鉄族金属の合金の質量との合計は、（Ａ）、（Ｂ）の質量の合計に対して０．０５〜２．５質量部に設定されることが望ましい。
【００４６】
また、放電加工用電極は、上記（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の質量と、下記に示す（Ｄ）、（Ｅ）の質量との和が、総質量の９５質量％以上１００質量％以下を占める材料から形成されていてもよい。
【００４７】
ここで、（Ｄ）は、Ｍ２と、鉄族金属と、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａおよび希土類金属のうちの少なくとも１つの金属との複合酸化物であって、０．１〜５質量部を有する複合酸化物である。また、（Ｅ）は、０．１〜３質量部の酸化ホウ素である（ただし（Ａ）と（Ｂ）の質量の合計を１００質量部とする）。
【００４８】
（Ｄ）について説明すると、Ｍ２と鉄族金属とアルカリ土類金属とは、酸素の存在下において、複合酸化物を生成する場合がある。例えば、Ｓｒ（Ｎｉ・Ｗ）0.5Ｏ3やＢａ（Ｃｏ・Ｗ）0.5Ｏ3などがこれに該当する。酸素源は、ホウ酸化物の一部から遊離したＯや、Ｍ１やＭ２中に微量に含まれている酸素である。また、（Ｅ）について説明すると、遊離したＢとＯとが反応可能な雰囲気であれば、Ｂが酸化されてＢ2Ｏなどの酸化ホウ素を生成することがある。
【００４９】
これらの複合酸化物や酸化ホウ素は、ホウ酸化物ほどではないが放電特性を改良する効果を有する。酸素量は、前記のようにホウ酸化物の量などからその上限値はおのずと制限される。複合酸化物は、５質量部を超えて存在すると凝集体としてワークの面粗さに悪影響を与えるために望ましくない。また、同様の理由で、酸化ホウ素は、３質量部を超えて存在すると望ましくない。両者とも、０．１質量部以下であれば、全く含まれていない放電加工用電極と比較しても顕著な効果の差は見られない。
【００５０】
また、（Ｃ）のＭ３のホウ酸化物をＭ３aＢbＯcと表すことができ、ａ＝２、ｂ＝２、ｃ＝５であるホウ酸化物の割合が、ホウ酸化物の全体積を１とした場合に０．５体積部以上０．９９体積部以下となるように設定されることが好ましい。
【００５１】
また、（Ｃ）のＭ３のホウ酸化物は、ａ＝２、ｂ＝２、ｃ＝５で示される第１のホウ酸化物をｘ体積部含み、ａ＝１、ｂ＝２、ｃ＝４で示される第２のホウ酸化物をｙ体積部含み、第１のホウ酸化物と第２のホウ酸化物のいずれとも異なる第３のホウ酸化物をｚ体積部含んでいても良く、好適には、ｘ、ｙ、ｚは、次の（１）〜（３）の関係式を満たす。
（１）ｘ≧０．１、ｙ≧０．１
（２）ｘ＋ｙ≧０．５、
（３）ｘ＋ｙ＋ｚ＝１
なお、ｚ≦０．１をさらに満たしていても良い。
【００５２】
本発明者は、ホウ酸化物の中でも特に放電効果が高く、加工速度を向上させる形態が、ホウ酸化物をＭ３aＢbＯcと表した際にａ＝２、ｂ＝２、ｃ＝５で表わされる化合物であることを見出した。
【００５３】
Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、希土類金属のホウ酸化物は、複数の形態をとり得る。前記の式にて表現した場合、
ａ＝１、ｂ＝２、ｃ＝４
ａ＝１、ｂ＝１、ｃ＝３
ａ＝１、ｂ＝４、ｃ＝７
ａ＝１、ｂ＝６、ｃ＝１０
ａ＝１、ｂ＝８、ｃ＝１３
ａ＝２、ｂ＝３、ｃ＝１１
ａ＝２、ｂ＝２、ｃ＝５
ａ＝３、ｂ＝２、ｃ＝６
ａ＝３、ｂ＝４、ｃ＝９
ａ＝３、ｂ＝１０、ｃ＝１８
ａ＝９、ｂ＝２、ｃ＝６
などのホウ酸化物が代表的であるが、それ以外にも複数の形態を取り得る。
【００５４】
この中でも、焼結処理中や使用時に安定してＭ１−Ｍ２系合金中に存在でき、かつ放電効果が高いものとしては、前記ａ＝２、ｂ＝２、ｃ＝５であることを発明者は見出し、次点としてはａ＝１、ｂ＝２、ｃ＝４であることも見出した。ａ＝２、ｂ＝２、ｃ＝５で示されるホウ酸化物が、ホウ酸化物全体の１０体積％以上を占めることが好ましく、５０体積％以上を占めることがさらに好ましい。ただし、純粋な粉末を得にくいことと、主に焼結時に他のホウ酸化物へと変成する場合があるので、現実的な上限は９９体積％である。
【００５５】
また、ａ＝２、ｂ＝２、ｃ＝５およびａ＝１、ｂ＝２、ｃ＝４以外のホウ酸化物については、放電特性が２者と比較して低いために、その量はホウ酸化物全体の体積に対して０．１体積部以下であることが望ましい。同時に前２者に関しては合計で０．５体積％以上であることが好ましく、０．９体積部以上であることがさらに好ましい。
【００５６】
また、（Ｃ）のＭ３のホウ酸化物において、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、希土類金属のうちの１種類または２種類以上のホウ酸化物の総体積を１体積部とした場合に、Ｍ１、Ｍ２、鉄族金属、Ｍ２と鉄族金属の合金の粒界に、その０．５体積部以上が分散していてもよい。
【００５７】
ホウ酸化物はＭ１（Ｃｕ、Ａｇ）、Ｍ２（Ｗ、Ｍｏ）などの粒内に存在する場合と、粒界に存在する場合では放電特性が異なり、粒界に存在するほうが放電特性が高くなる傾向が見られた。そのために、できるだけ粒界に存在するほうが放電加工用電極の特性上有利である。したがって、ホウ酸化物の体積の少なくとも半分が粒界に存在することが好ましい。
【００５８】
また、（Ｃ）Ｍ３のホウ酸化物において、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａの1種類または２種類以上のホウ酸化物の平均粒子径が２０μｍ以下（ただし０μｍをのぞく）であり、最大粒子径が１５０μｍ以下であってよい。
【００５９】
放電加工時において、粒子径が大きいホウ酸化物が少数表面に露出した状態と、粒子径が小さいホウ酸化物が多数表面に露出した状態とでは、後者のほうが加工速度を上げるために好適である。また、後者のほうが、均等な放電を面全体で行なえるために被加工物の面粗さを低くすることができる。同量のホウ酸化物を用いるのであれば、平均粒子径が小さいほうが、より表面に露出したホウ酸化物の数が増えることになる。したがって、平均粒子径は小さい方が良く、この際の平均粒子径の上限としては２０μｍ以下がよく、より望ましくは１０μｍ以下である。また、その最大値は１５０μｍ以下が好ましい。これらの大きさを超えると、被加工物の面粗さに悪影響を及ぼす可能性がある。なお、平均粒子径および最大粒子径は、例えば、顕微鏡写真において一定面積中に含まれる粒子の面積と個数とから推定することができる。
【００６０】
以上に説明した、本発明の実施形態の放電加工用電極は、例えば、以下に説明する工程によって得ることができる。
【００６１】
（１）Ｍ２スケルトン製造
Ｍ２スケルトンは、Ｍ２であるＷまたはＭｏの粉末に鉄族金属粉末、ホウ酸化物粉末を混合した状態のものから作製される。すなわち、Ｃｕ、Ａｇ（Ｍ１）以外の放電加工用電極の成分は、Ｍ２スケルトンを製造する段階で添加される。
【００６２】
Ｗ粉末、Ｍｏ粉末は０．１〜１００μｍ程度で純度が９９％以上のものを適宜選定することが好ましい。
【００６３】
鉄族金属は凝集が起らないように、できるだけ粒子径の細かいものを選定する。使用できるのは平均粒子径が２００μｍ以下のものであるが、１００μｍ以下がより望ましい。
【００６４】
ホウ酸化物粉末については、この混合工程より前に、所望のホウ酸化物粉末を準備する必要がある。
【００６５】
本実施形態にかかるホウ酸化物粉末は、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａや希土類金属の酸化物あるいは炭酸化物と、炭化ホウ素や炭酸ホウ素などのホウ素を有する物質とを混合し、酸化雰囲気中で熱処理を行なうことによって得ることができる。この際の酸素濃度や熱処理温度によって、形態の違う（前記ａ、ｂ、ｃの数が異なる）ホウ酸化物が得られる。また、得られたホウ酸化物を酸化雰囲気などの非還元雰囲気でアトライターなどで粉砕することにより、より粒子径の小さいホウ酸化物粉末を得ることもできる。
【００６６】
得られたホウ酸化物粉末と、Ｍ２粉末と、鉄族金属粉末とを混合する。混合にはアトライターやブレンダー、ヘンシェルミキサー、ボールミル、らいかい機などを用いることができる。この際に、ＷやＭｏ粉末は酸化しやすいために、メタノール雰囲気などを用いることが望ましい。混合工程は、鉄族金属粉末とホウ酸化物粉末が均一に混合されるように十分行なう必要がある。
【００６７】
ここで、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）以外の成分を故意に含有させることもできる。この場合、たとえば酸化物やホウ化物を含有させる場合には、ホウ酸化物と同様の工程で行うことができる。また、ＡｌやＣｒなどの低融点の金属を含有させる場合には、後述するＣｕと同様の工程で行うことができる。なお、本明細書において、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）以外の成分を故意に添加する場合の説明は以後省略する。
【００６８】
混合して得られた混合粉末を、必要に応じて成形用バインダーを加えた上で、５〜１５０ＭＰａ程度で金型プレスまたは冷間静水圧プレス成形し、Ｈ2雰囲気などの還元性の雰囲気にて９００〜１６００℃程度で、成形体の大きさにより所要時間は大幅に異なるが、５分〜６時間加熱する。加熱後に、接触したＭ２の粒子同士がネッキングを開始した状態に至っていれば十分である。この時点で、Ｍ２粒子間の気孔は連続状態にあり、またハンドリングに十分な強度を持っている。
【００６９】
添加された鉄族金属（ＮｉやＣｏなど）は、ＷやＭｏとの合金を形成するので、Ｍ２粒子のネッキングを助け、スケルトンの緻密化を進めるために有用であり、また、スケルトンの強度を増すためにも有用である。一方、ホウ酸化物（ＳｒＢ2Ｏ4など）はＭ２と濡れ性(wettability)が低く、Ｍ２粒子の軟化やネッキングを妨げる。このため、ホウ酸化物の添加により、崩れやすく、ハンドリング性に問題があるＭ２スケルトンとなりやすい。しかし、前述のように鉄族金属を添加しておけば、ホウ酸化物を添加している場合にも、ハンドリングやその後の製造処理に十分な強度を有するＭ２スケルトンを得ることができる。
【００７０】
（２）Ｍ１の溶浸
（１）で得られたＭ２スケルトンに、Ｍ１であるＣｕ、Ａｇを溶浸する。
【００７１】
Ｍ２スケルトン中に存在する連続気孔の径がある程度小さければ、ＣｕやＡｇの融点以上の温度にすることで、毛細管現象によってこれらをＭ２スケルトンに溶浸させることができる。
【００７２】
溶浸は、セラミックスやカーボンなどの耐熱容器を用いて、Ｍ２スケルトンを溶浸に十分な量のＭ１中に埋設するか、Ｍ１が溶融した状態でＭ２スケルトンと接する状態に設置するようにして行われる。その状態でＨ2雰囲気などの還元雰囲気にてＣｕの融点である１０８４℃やＡｇの融点である９６２℃以上に加熱する。毛細管現象によりＭ２スケルトンにＭ１が十分溶浸されれば、材料は完成する。
【００７３】
得られた材料を所望の放電加工用電極形状に加工することにより、本発明の実施形態の放電加工用電極を得ることができる。
【００７４】
以下、本発明の実施例を説明する。
【００７５】
（実施例１）
Ｗスケルトンを形成するべき原料として、平均粒子径４μｍで７９質量部のＷ、平均粒子径が１μｍで１質量部のＮｉおよび平均粒子径が７μｍで０．４外部質量部のＳｒのホウ酸化物を準備した。
【００７６】
Ｓｒホウ酸化物として、平均粒子径が５μｍのＳｒＣＯ3とＢ2Ｏ3とを質量比で２：１の割合で混合し、大気雰囲気にて１０５０℃で３０分間焼成して得られたものを使用した。
【００７７】
これらの粉末を、ヘンシェルミキサーにて３０分間混合し、混合粉末を得た。
【００７８】
次に混合粉末を５０ＭＰａの圧力にて金型プレスを行い、棒状の成形体を得た。
【００７９】
耐熱容器に成形体が十分収まる凹状部の部位を設けてその中に成形体を設置し、Ｈ2雰囲気１１５０℃にて６０分間焼結を行なうことによってスケルトンを得た。
【００８０】
このスケルトン上に、溶浸には十分量の板状のＣｕを設置し、この状態でＨ2雰囲気、１１００℃にて２０分間溶浸を行い、放電加工用電極の材料を得た。
【００８１】
得られた材料から溶浸しきれなかった余分なＣｕを取り除き、フライス盤にて切削加工を行なって棒状の放電加工用電極形状に成形し、試験に用いる放電加工用電極を作製した。溶浸したＣｕの質量は、ＷとＮｉの合計質量（＝８０質量部）に対して２０質量部であった。
【００８２】
この試料を試料１とする。
【００８３】
試料１の断面をＸＲＤ（Ｘ線回折）にて組成分析すると、Ｗの一部がＮｉと合金化しており、Ｎｉは単体としては観察できなかった。また、ＥＰＭＡ（電子線マイクロアナライザ）にて観察すると、ホウ酸化物はその大部分がＣｕとＷ（またはＷとＮｉの合金）の粒界に存在していることが確認された。ホウ酸化物をＸＲＤにて測定したところ、ピーク強度比で９０％のＳｒ2Ｂ2Ｏ5と、１０％のＳｒＢ2Ｏ4がみられた。
【００８４】
この放電加工用電極を用いて放電加工試験を行った。
【００８５】
放電加工試験では、ワーク（被加工物）として、１８質量％Ｃｏを含有し９９．８％以上の相対密度を持ったＷＣ基超硬合金を用い、また、試験機として三菱電機株式会社製「型彫放電加工  ＤＩＡＸ−Ｍ３５Ｋ」を用いた。加工条件を加工機加工条件パック「９４０５番（超硬合金加工用条件）」とし、詳細条件は下の表１の条件にて加工し、その加工速度、放電加工用電極の消耗量、加工後の超硬合金の表面粗さについて評価した。
【００８６】
加工速度については、１分間にワークである超硬合金を何ｍｇ除去できるかを測定した。単位はｍｇ／ｓｅｃである。測定はワークの質量減少量と加工時間により行なった。
【００８７】
放電加工用電極の消耗量については、ワークである超硬合金の加工体積を１００％とし、それと比較して放電加工用電極の消耗率（体積％）を求めた。なお、測定は超硬合金のワークおよび放電加工用電極のそれぞれの質量を、加工の前後に測定し、その差異を元に計算により求めた。
【００８８】
加工後のワークの表面粗さは、放電加工用電極の凹凸を反映するものであるが、特にこの実験ではＷとＣｕ以外の成分による面粗度、たとえば気孔やホウ酸化物粒子の影響による凹凸を評価するために、Ｒｙ（最大高さ、ＪＩＳ１９９４年版）を評価の対象とした。
【００８９】
【表１】
2012053486.tif 000003
【００９０】
実験の結果、試料１については、加工速度８５．０（ｍｇ／ｓｅｃ）、消耗率９．０（％）、面粗さ１５．１Ｒｙ（μｍ）という評価結果が得られた。
【００９１】
次に、下記の表２、表３に示す比較材料を用いて、同様の実験を行なった。比較試料の組成を表２、３に、実験後の評価結果を表４、５に示す。
【００９２】
なお、*比較試料１はＣｕまたはＡｇとＷのみの複合材料、*比較試料２はＣｕ−Ｗ−ホウ酸化物の複合材料、*比較試料３はＣｕ（Ａｇ）−Ｗ−鉄族金属の複合材料、*比較試料４はＣｕ−Ｗ−鉄族金属−酸化物の複合材料、*比較試料５はＣｕ−Ｗ−鉄族金属−ホウ化物の複合材料、*比較試料６はＣｕ（Ａｇ）−Ｗ−鉄族金属−酸化物−ホウ化物の複合材料である。また、それぞれの比較試料について、枝番は組成違いを示している（以下同様）。
【００９３】
また、*比較試料３〜６の鉄族金属は、添加時は鉄族金属として添加されるが、溶浸後には一部または全部がＷとの合金を形成した状態となっていた。表２の比較試料については、溶浸後の鉄族金属およびＷと鉄族金属の合金についてはこれを区別せずに、混合量にて表した。混合した原材料であるＭ１（ＣｕまたはＡｇ）、Ｍ２（Ｗ、Ｍｏ）、鉄族金属の合計を１００質量部とし、ホウ酸化物、酸化物、ホウ化物は「添加物」として、上記１００質量部に対する質量部（外部質量部と称する場合がある）として表記した。
【００９４】
【表２】
2012053486.tif 000004
【００９５】
表中の*のついた試料は、本発明の範囲外の比較試料である。
【００９６】
【表３】
2012053486.tif 000005
【００９７】
表中の*のついた試料は、本発明の範囲外の比較試料である。
【００９８】
【表４】
2012053486.tif 000006
【００９９】
表中の*のついた試料は、本発明の範囲外の比較試料である。
【０１００】
【表５】
2012053486.tif 000007
【０１０１】
表中の*のついた試料は、本発明の範囲外の比較試料である。
【０１０２】
試料１と*比較試料１〜６の実験結果の対比により、以下のことが分かった。
【０１０３】
まず、*比較試料１のようにＣｕ−Ｗのみの複合材では、加工速度、消耗率ともに試料１よりも明らかに劣る結果となった。これは、放電特性を向上させる添加物が加えられていないことによるものである。面粗さについては、試料１と比較して若干劣る程度であった。これは、ＣｕとＷ以外の成分、特に絶縁性の成分が入っていないために、加工がワークの面を均一に加工でき、結果として良好な平面度が得られたと考えられる。
【０１０４】
*比較試料２は、試料１と比較すると加工速度、消耗率、面粗さともに劣る結果となった。特に面粗さは大きく劣っていた。これは、ホウ酸化物という放電特性のよい添加物を加えているが、溶浸が添加物の影響により進行しにくく、内部に気孔がある程度の大きさで残っているためであると考えられる。
【０１０５】
*比較試料３は、面粗さは試料１と比較して若干劣る程度であったが、加工速度と消耗率については試料１より大きく劣っていた。試料１に添加したような放電特性の高い添加物を含んでいないことにより、加工速度と消耗率は大きく劣ったものと考えられる。面粗さについては、試料１より若干劣る程度であり、*比較試料１よりも若干優れていた。
【０１０６】
*比較試料４および*比較試料５は、試料１と比較すると加工速度、消耗率、面粗さともに劣る結果となった。このうち、加工速度が大きく劣っていた。これは、本願に使用しているホウ酸化物と比較して、ホウ化物、酸化物がそれぞれ添加された放電加工用電極はホウ酸化物を添加するほどには放電特性が向上しないことが確認できた。面粗さについては試料１より若干劣る程度であった。
【０１０７】
*比較試料６は、*比較試料４および*比較試料５と同様の傾向を示した。このことから、酸化物粒子とホウ化物粒子が別々に存在しているものよりも、ホウ酸化物の形で存在するほうが明らかに放電特性に優れていることが確認できた。面粗度についても焼結が鉄族金属により進行しやすいために、試料１よりも若干劣る程度であった。
【０１０８】
（実施例２）
次に、Ｍ１とＭ２金属との質量比を変化させた試料や、また、鉄族金属、Ｍ２と鉄族金属の合金、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、希土類金属の1つ以上のホウ酸化物において、異なる種類が選択された試料を用いて、試料１と同様の試験を行った。
【０１０９】
それぞれの試料の組成を表６、表７に、評価を表８、表９に示す。
【０１１０】
なお、Ｗ、鉄族金属、鉄族金属の合金については、焼結後の材料についてＸ線回折を行い、そのピークの比によって量を同定した。
【０１１１】
【表６】
2012053486.tif 000008
【０１１２】
表中の*のついた試料は、本発明の範囲外の比較試料である。
表中の**のついた試料は、*CとしてＣｒを５外部質量％含む組成である。
【０１１３】
【表７】
2012053486.tif 000009
【０１１４】
表中の*のついた試料は、本発明の範囲外の比較試料である。
【０１１５】
【表８】
2012053486.tif 000010
【０１１６】
表中の*のついた試料は、本発明の範囲外の比較試料である。
【０１１７】
【表９】
2012053486.tif 000011
【０１１８】
表中の*のついた試料は、本発明の範囲外の比較試料である。
【０１１９】
表８および表９の結果より、以下のことが考察できる。
【０１２０】
まず、試料１および試料１０１〜１１０の結果から、（Ａ）＋（Ｂ）＝１００質量部としたときに、（Ａ）の質量が５〜４０質量部で、（Ｂ）が６０〜９５質量部である試料（実施例）は、いずれも加工速度が７５（ｍｇ／ｓｅｃ）以上、消耗率が１５（％）以下、面粗さが２０Ｒｙ（μｍ）と、いずれの特性も優れていることが分かった。
【０１２１】
一方、*比較試料１０１のように、（Ａ）が５質量部よりも少ないと、消耗率は確保できるものの、加工速度においては大きく劣る結果となった。相対的にＣｕやＡｇの量が不足し、全体の導電性が劣るためであると考えられる。また、（Ａ）が*比較試料１０７のように４０質量部を超えると、今度は加工速度はある程度確保できるものの、消耗率においては大きく劣る結果となった。これは低融点であるＣｕやＡｇの絶対量が多すぎるために、放電加工用電極の消耗が激しくなるためであると考えられる。この結果より、（Ａ）＋（Ｂ）＝１００質量部に対して、（Ａ）の質量が５〜４０質量部で、（Ｂ）が６０〜９５質量部であることが好適であることが分かった。
【０１２２】
また、試料１０４−１〜１０４−４の結果より、鉄族金属の単体の質量と、Ｍ２と鉄族金属の合金（Ｍ２−鉄族合金）の質量との合計が、（Ａ）＋（Ｂ）＝１００質量部に対する０．０５〜２．５質量部の範囲内であれば、比較的良好な特性を得られることがわかった。０．０５質量部未満の試料では、放電加工特性を向上させる効果に乏しい。また、２．５質量部を超える試料では、放電加工特性を向上させる効果は見られたが、０．０５〜２．５質量部の試料に比べ特性は劣った。これらのことから、鉄族金属の質量とＭ２−鉄族合金の質量との合計が、（Ａ）と（Ｂ）との合計を１００質量部としたときに、０．０５〜２．５質量部になるように設定されることが好適であった。
【０１２３】
また、試料１０４−５〜１０４−９の結果より、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、希土類元素の１種類または２種類以上のホウ酸化物に関しては、０．０５〜８質量部の範囲の試料が優れた特性を得られた。*比較試料１０４−５のように０．０５質量部未満の試料では、*比較試料４や*比較試料５とほぼ同等の消耗率および加工速度しか得られなかった。これは、放電特性に優れるホウ酸化物の量が全体に不足し、消耗率が大きく、加工速度が遅くなるためであると考えられる。また、８質量部を超えるホウ酸化物を添加した場合には、焼結性が著しく悪化して、*比較試料１０４−２０ではハンドリングに耐えられる焼結体が得られなかった。これらのことから、ホウ酸化物の適正量は（Ａ）と（Ｂ）の１００質量部に対して０．０５〜８外部質量部であった。
【０１２４】
鉄族金属は試料の殆どが単体では観察されずに、Ｍ２金属（Ｗ、Ｍｏ）と反応して合金を作っていた。添加鉄族金属の量を調整して、焼結体で鉄族金属が見られたのは試料１０４−９と試料１０４−２１であったが、いずれも鉄族金属が単体で存在しない他の実施例と比較しても同等の性能であった。
【０１２５】
鉄族金属単体の質量と、Ｍ２と鉄族金属の合金の質量との合計が、（Ａ）＋（Ｂ）の質量（１００質量部）に対して０．０５〜２．５質量部となる試料では、いずれも十分な性能が示された。この範囲の試料は加工速度、消耗率、面粗さともに優れた特性を示した。また、鉄族金属単体の質量と、Ｍ２−鉄族金合金の質量との合計が、（Ａ）＋（Ｂ）の質量の合計１００質量部に対して２．５質量部を超え５質量部である試料１０４−２２は、消耗率の点で前記範囲内の試料より若干劣る結果となった。これは、融点の低い鉄族金属や、Ｍ２と比較すると低融点であるＭ２と鉄族金属の合金の質量が比較的大きいために、放電による消耗が進みやすかったからであると考えられる。
【０１２６】
また、試料１６０は、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に含まれない組成として５外部質量％のＣｒを含む例である。電極材料全体を１００質量％とした場合には、Ｃｒが４．７質量％で残部の９５．３質量％が（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の合計となる。この試料も比較試料に対して優れた性能を示した。この試料から分かるように放電加工用電極の５質量％までは、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）以外の組成も許容することが出来る。
【０１２７】
（実施例３）
出発原料として、（Ａ）：２０質量部のＣｕと、（Ｂ）：７９．５質量部のＷおよび０．５質量部のＮｉと、（Ｃ）：０．５外部質量部のＳｒＢ2Ｏ4とを用い、溶浸の雰囲気をＨ2雰囲気からＨ2とＡｒの混合雰囲気へと変更すること以外の他の条件は試料１と同様にして試料の作製を行った。この試料に対して、試料１と同様の試験および評価を行ったところ、下に示すように、放電加工用電極として好適に利用できることが確認された。
加工速度９０．０ｍｍ／ｓｅｃ、消耗率８．９％、面粗さ１５．０Ｒｙ（μｍ）
【０１２８】
この試料を試料２００とする。試料２００をＥＰＭＡマッピングおよびＸ線回折にて観察したところ、Ｃｕ、Ｗ、Ｗ−Ｎｉ合金、Ｓｒ2Ｂ2Ｏ5と並んでＳｒ、Ｎｉ、Ｗ、Ｏが同じ部分に観察される箇所があった。そこでＸ線回折により調査したところ、Ｓｒ（Ｎｉ・Ｗ）0.5Ｏ3およびＢ2Ｏあることが確認された。Ｘ線回折にてピーク比を求め、質量比に換算し、（Ａ）と（Ｂ）の質量を１００質量部と換算したところ、各成分は以下のとおりであった。
（Ａ）Ｃｕ＝２０．０質量部
（Ｂ）Ｗ＝７９．２質量部、Ｎｉ＝０質量部、Ｗ−Ｎｉ合金＝０．８質量部
（Ｃ）ＳｒＢ2Ｏ4とＳｒ2Ｂ2Ｏ5の合計＝０．３外部質量部
（Ｄ）Ｓｒ（Ｎｉ・Ｗ）0.5Ｏ3＝０．1外部質量部
（Ｅ）Ｂ2Ｏ＝０．１外部質量部
【０１２９】
この結果より、Ｓｒとホウ酸化物を形成していたＢおよびＯの一部がスケルトンの焼結時に分解し、その一部はＳｒ、ＮｉとＷとの複合酸化物を形成し、残ったＢとＯがＢ2Ｏを形成したと考えられる。この（Ｄ）：Ｓｒ（Ｎｉ・Ｗ）0.5Ｏ3は、アルカリ金属のホウ酸化物（Ｃ）：（ＳｒＢ2Ｏ5）の融点が１０００〜１３００℃と比較的低いために生成する。そのため、この混合の雰囲気であれば、焼結温度が高くなるほど、（Ｄ）と、（Ｅ）であるＢ2Ｏとの生成が多くなると考えられる。
【０１３０】
そこで、同様の出発原料、製造方法にて焼結温度のみを１０５０〜１２００℃の範囲で変えた実験を行なったところ、（Ａ）と（Ｂ）の合計質量１００質量部に対して最小で０．１、最大で５外部質量部のＳｒ（Ｎｉ・Ｗ）0.5Ｏ3と、最小で０．１、最大で３外部質量部のＢ2Ｏが測定された。
【０１３１】
（Ｄ）：Ｓｒ（Ｎｉ・Ｗ）0.5Ｏ3と、（Ｅ）：Ｂ2Ｏとを前記範囲で含有する放電加工用電極の特性は、試料１とほぼ同等であった。なお、（Ｄ）および（Ｅ）が０．１外部質量部未満の試料に関しては、その製造および観察が難しく、（Ｄ）および（Ｅ）の存在を試料中に確認することができなかった。
【０１３２】
（実施例４）
実施例２中の試料１０５と同様の出発原料を用いたが、Ｓｒのホウ酸化物の製造工程における焼成雰囲気の酸素濃度および焼成時間を調整することにより、形態の異なるＳｒのホウ酸化物を得た。焼成時の酸素濃度と焼成時間を表１０に示す。
【０１３３】
これらの得られたＳｒホウ酸化物を原料として用い、その他は実施例２の試料１０５と同様の工程、評価を行なった。このときの評価結果および放電加工用電極材料のＳｒホウ酸化物の形態を表１１に示す。なお、Ｓｒホウ酸化物の形態はＸ線回折にて調査した。
【０１３４】
【表１０】
2012053486.tif 000012
【０１３５】
【表１１】
2012053486.tif 000013
【０１３６】
表中の*Aはストロンチウムホウ酸化物をＳｒaＢbＯcと表した際に、ａ＝１、ｂ＝１、ｃ＝３；ａ＝１、ｂ＝４、ｃ＝７；ａ＝２、ｂ＝３、ｃ＝１１の混合物を示す。
【０１３７】
表１１に示す結果より、Ｓｒのホウ酸化物の製造工程における酸素濃度は高いほど、焼成時間は長いほど酸化の度合いが進み、ホウ酸化物中の酸素の占める割合が高くなっていたことがわかった。ホウ酸化物の中でも、特に製造しやすく放電特性も優れているものは、第一にＳｒ2Ｂ2Ｏ5であり、次にＳｒＢ2Ｏ4であった。Ｓｒ2Ｂ2Ｏ5の含有量がホウ酸化物の体積１に対して０．５体積部以上の試料が特に好適であった。ただし、Ｓｒ2Ｂ2Ｏ5は０．１体積部以上であれば好適である。なお、Ｓｒ2Ｂ2Ｏ5体積部の上限を０．９９体積部としたのは、これ以上に純粋なＳｒ2Ｂ2Ｏ5を得るのが難しいためである。
【０１３８】
また、試料１５１〜１５４は、Ｓｒ2Ｂ2Ｏ5をｘ体積部含み、ＳｒＢ2Ｏ4をｙ体積部含み、これらのいずれとも異なるホウ酸化物をｚ体積部含むと仮定した場合に、（１）ｘ≧０．１、ｙ≧０．１、（２）ｘ＋ｙ≧０．５、および、（３）ｘ＋ｙ＋ｚ＝１のいずれの関係をも満たす試料である。これらの試料の特性は、加工速度、消耗率ともに秀でており、試料１０５に対して特性が優れていた。
【０１３９】
また、Ｓｒ2Ｂ2Ｏ5とＳｒＢ2Ｏ4以外のホウ酸化物は安定して得るのが難しい上に放電特性が２者に対して劣るため、０．５質量部未満に設定することが好ましい。試料１５５は、Ｓｒ2Ｂ2Ｏ5が０．４体積部と割合が低く、その他のホウ酸化物を多く含む。この場合、特性としては試料５とほぼ同等であり、試料１５１〜１５４には及ばなかった。
【０１４０】
（実施例５）
表１２に示すように、Ｍ２粉末、鉄族金属粉末、ホウ酸化物粉末の、ヘンシェルミキサーでの混合時間を変えて、試料１０４と同様の試料を複数作製した。その結果、Ｍ１（Ｃｕ）およびＭ２（Ｗ）などの粒界に存在するホウ酸化物の割合が互いに異なる、５種類の試料Ｎｏ．３０１〜３０５が得られた。得られた試料の模式図を図１に示す。図１からわかるように、これらの試料は、タングステン（およびタングステンと鉄族金属の合金）同士がネッキングし、その粒子同士の間にＣｕが充填された基本組織を有していた。また、ホウ酸化物はそれらの粒界に粒状で多く存在したが、一部はＷやＣｕの粒子中にも存在した。このホウ酸化物の存在する率は、それぞれの試料をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）観察し、前記結晶粒界に存在するホウ酸化物と、粒子（結晶）内に存在するホウ酸化物との面積比から求めた。これら試料の放電特性は、粒界に存在するホウ酸化物の割合が０．５体積部以上であるほうが有利であった。試料３０５は、比較例に比べて、加工速度、消耗率ともに優れているが、試料３０１〜３０４よりは劣る結果となった。
【０１４１】
【表１２】
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【０１４２】
（実施例６）
スケルトン用の原料であるホウ酸化物の粒子を、アトライターにて混合前に粉砕した。粉砕時間を変えることによって５種類の粒子径を得た。それぞれの粒子径を表１３に示す。
【０１４３】
これらの粒子径の異なる５種のホウ酸化物粉末を用いて、試料４０１〜４０５を作製した。いずれの試料も２０質量部のＣｕ、７９質量部のＷ、１質量部のＮｉ、１．４外部質量部のＳｒＢ2Ｏ4からなる。異なるのはホウ酸化物の粒子径のみである。これらを実施例２と同様にして試験および評価を行なったところ表１４に記載の結果が得られた。
【０１４４】
原料のホウ酸化物の粉末粒子径が大きいほど、面粗度が粗くなるので放電特性の低下につながる。望ましい範囲は、試料４０１〜４０４のホウ酸化物に見られるように、平均粒子径が２０μｍ以下であり、最大粒子径が１５０μｍ以下であった。試料４０５は、比較例より明らかに加工速度、消耗率ともに優れているが、試料４０１〜４０２よりは劣る結果となった。
【０１４５】
【表１３】
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【０１４６】
【表１４】
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【０１４７】
以上、説明したように、本発明の実施形態によれば、Ｃｕ（Ａｇ）−Ｗ（Ｍｏ）系材料に、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｓｃ、Ｙ、ランタニドのホウ酸化物と、鉄族金属とを適切な量だけ添加することによって放電加工用電極が作製される。このようにして得られた放電加工用電極を用いれば、酸化物やホウ化物を添加した放電加工用電極を用いる場合に比べ、加工速度、電極消耗率を向上することができる。また、好ましい実施形態において、ホウ酸化物として、「Ｍ３2Ｂ2Ｏ5」「Ｍ３Ｂ2Ｏ4」で表わされるホウ酸化物を主として用いることにより、放電特性を特に向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１４８】
本発明の放電加工用電極は、例えば、型彫り放電加工に用いられる電極として好適に利用される。
【図１】
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【国際調査報告】
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