(57)【要約】  電極とワークとの間に放電を発生させ、その放電エネルギーによって、ワークの被処理表面に、電極材料または電極材料が放電エネルギーにより反応した物質からなる耐摩耗性のある被膜を形成する放電表面処理に用いられる放電表面処理用電極において、ジェットミルによって作製された平均粒径３μｍ以下のステライトの粉末と、アトマイズ法、あるいは化学的方法によって製造した平均粒径３μｍ以下の金属の粉末と、の混合粉末を圧縮成形した圧粉体に加熱処理を施してなることを特徴とする放電表面処理用電極。
2010119865.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極とワークとの間に放電を発生させ、その放電エネルギーによって、ワークの被処理表面に、電極材料または電極材料が放電エネルギーにより反応した物質からなる耐摩耗性のある被膜を形成する放電表面処理に用いられる放電表面処理用電極において、
ジェットミルによって作製された平均粒径３μｍ以下のステライトの粉末と、アトマイズ法、あるいは化学的方法によって製造した平均粒径３μｍ以下の金属の粉末と、の混合粉末を圧縮成形した圧粉体に加熱処理を施してなることを特徴とする放電表面処理用電極。
【請求項２】
前記金属が合金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。
【請求項３】
前記金属が純金属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。
【請求項４】
前記金属が、鉄系合金、コバルト合金、またはニッケル合金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。
【請求項５】
前記金属が、鉄、コバルト、ニッケル、銅、クロム、またはモリブデン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。
【請求項６】
前記金属が、ステンレス鋼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。
【請求項７】
電極とワークとの間に放電を発生させ、その放電エネルギーによって、ワークの被処理表面に、電極材料または電極材料が放電エネルギーにより反応した物質からなる耐摩耗性のある被膜を形成する放電表面処理に用いられる放電表面処理用電極を製造するための製造方法において、
少なくともジェットミルによって作製された平均粒径３μｍ以下のステライトの粉末と、アトマイズ法、あるいは化学的方法によって製造した平均粒径３μｍ以下の金属の粉末と、溶剤と、を混合してなるスラリーを作製するスラリー作製工程と、
前記スラリー作製工程の後に、前記スラリー中の溶剤を乾燥させて、造粒粉末を作製する造粒粉末作製工程と、
前記造粒粉末作製工程の後に、前記造粒粉末を圧縮成形して圧粉体を作製する圧粉体作製工程と、
前記圧粉体作製工程の後に、前記圧粉体に対して加熱処理を施して、前記圧粉体を焼結させる加熱処理工程と、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。
【請求項８】
前記金属が合金であることを特徴とする請求項７に記載の放電表面処理用電極の製造方法。
【請求項９】
前記金属が純金属であることを特徴とする請求項７に記載の放電表面処理用電極の製造方法。
【請求項１０】
前記金属が、鉄系合金、コバルト合金、またはニッケル合金であることを特徴とする請求項７に記載の放電表面処理用電極の製造方法。
【請求項１１】
前記金属が、鉄、コバルト、ニッケル、銅、クロム、またはモリブデンであることを特徴とする請求項７に記載の放電表面処理用電極の製造方法。
【請求項１２】
前記金属が、ステンレス鋼であることを特徴とする請求項７に記載の放電表面処理用電極の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電表面処理用電極及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
国際公開ＷＯ２００４／１０６５８７号は、ワークの被処理部に耐摩耗性のある被膜を形成する放電表面処理に用いられる放電表面処理用電極として、種々の電極を開示している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来技術では、電極の硬度均一性および緻密性は向上するものの、当該電極を用いて放電表面処理を行う際の付着効率および成膜速度について十分に考慮されていないため、被膜の生産性を向上させることが困難であった。ここで、付着効率とは、放電表面処理用電極の送り量に対する、ワークの被処理表面上に形成された被膜の厚さ（形成された被膜の厚さ／放電表面処理用電極の送り量）であり、成膜速度とは、単位時間当たりに形成される被膜の厚さである。【０００４】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、高い付着効率および成膜速度で被膜を形成できる、生産性に優れた放電表面処理用電極及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第一の態様は、電極とワークとの間に放電を発生させ、その放電エネルギーによって、ワークの被処理表面に、電極材料または電極材料が放電エネルギーにより反応した物質からなる耐摩耗性のある被膜を形成する放電表面処理に用いられる放電表面処理用電極において、ジェットミルによって作製された平均粒径３μｍ以下のステライトの粉末と、アトマイズ法、あるいは化学的方法によって製造した平均粒径３μｍ以下の金属の粉末と、の混合粉末を圧縮成形した圧粉体に加熱処理を施してなることを特徴とする放電表面処理用電極である。【０００６】
本発明の第二の態様は、電極とワークとの間に放電を発生させ、その放電エネルギーによって、ワークの被処理表面に、電極材料または電極材料が放電エネルギーにより反応した物質からなる耐摩耗性のある被膜を形成する放電表面処理に用いられる放電表面処理用電極を製造するための製造方法において、少なくともジェットミルによって作製された平均粒径３μｍ以下のステライトの粉末と、アトマイズ法、あるいは化学的方法によって製造した平均粒径３μｍ以下の金属の粉末と、溶剤と、を混合してなるスラリーを作製するスラリー作製工程と、前記スラリー作製工程の後に、前記スラリー中の溶剤を乾燥させて、造粒粉末を作製する造粒粉末作製工程と、前記造粒粉末作製工程の後に、前記造粒粉末を圧縮成形して圧粉体を作製する圧粉体作製工程と、前記圧粉体作製工程の後に、前記圧粉体に対して加熱処理を施して、前記圧粉体を焼結させる加熱処理工程と、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である。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る放電表面処理用電極を説明する図である。
【図２】図２は、図１の放電表面処理用電極に係る圧粉体を示す図である。
【図３】図３は、図１の放電表面処理用電極の製造方法におけるスラリー製作工程を説明する図である。
【図４】図４は、図１の放電表面処理用電極の製造方法における造粒粉末製作工程を説明する図である。
【図５】図５は、図１の放電表面処理用電極の製造方法における圧粉体製作工程を説明する図である。
【図６】図６は、図１の放電表面処理用電極の製造方法における加熱処理工程を説明する図である。
【図７】図７は、本発明の各実施例の界面強度試験結果、重量歩留まり、および電極製造コストを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を説明する。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲の記載に基づいて定められるべきであり、以下の実施形態のみに制限されない。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。
【０００９】
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１は、電機絶縁性のある油などの加工液中または気中において、電極１とワーク（母材）３との間に放電を発生させ、その放電エネルギーによって、ワークの被処理表面に、電極材料または電極材料が放電エネルギーにより反応した物質からなる耐摩耗性のある被膜５を形成する放電表面処理に用いられる。また、放電表面処理用電極１は、図２に示す金属の粉末７を圧縮成形した圧粉体（成形体）９を加熱処理してなるものである。
【００１０】
ここで、金属の粉末７とは、ジェットミルによって作製された平均粒径３μｍ以下のステライトの粉末（以下、ステライトのジェットミル粉末と称する）と、アトマイズ法、あるいは化学的方法によって製造した平均粒径３μｍ以下の金属の粉末（以下、金属のアトマイズ法、あるいは化学的方法による粉末と称する）と、の混合粉末である（以下、混合粉末７と称する）。
【００１１】
ステライト（Deloro Stellite社の登録商標）とは、クロム、ニッケル、タングステンなどを含む、コバルトを主成分とする合金であり、代表的なものとして、ステライト１、ステライト３、ステライト４、ステライト６、ステライト７、ステライト１２、ステライト２１、ステライトＦなどがある。
【００１２】
金属のアトマイズ法、あるいは化学的方法による粉末の金属としては、例えば、鉄系合金、ニッケル（Ｎｉ）合金、コバルト（Ｃｏ）合金などの合金のほか、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）などの純金属、さらにステライトが挙げられる。
【００１３】
鉄系合金としては、例えば、鉄−ニッケルを主成分とする合金、鉄−ニッケル−コバルトを主成分とする合金、鉄−ニッケル−クロムを主成分とする合金などが挙げられる。鉄−ニッケル−クロムを主成分とする合金には、例えば、ステンレス鋼が含まれ、その代表的なものとしては、日本工業規格により定められたＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６などがある。
【００１４】
ニッケル合金としては、例えば、ハステロイ（Haynes International社の登録商標）、インコネル（Special Metals社の登録商標）、インコロイ（Special Metals社の登録商標）、モネル（Special Metals社の登録商標）、ナイモニック（Special Metals社の登録商標）、ＲＥＮＥ（Teledyne Industries社の登録商標）、ＵＤＩＭＥＴ（Special Metals社の登録商標）、ＷＡＳＰＡＬＯＹ（United Technologies社の登録商標）などが挙げられる。
【００１５】
コバルト合金としては、例えば、ステライト系合金、トリバロイ系合金（ＴＲＩＢＡＬＯＹ  Ｔ４００、Ｔ８００（Deloro Stellite社の登録商標））、ＵＤＩＭＥＴ７００（Special Metals社の登録商標）などが挙げられる。
【００１６】
ジェットミルとは、対向するノズルから粉末の粒子を超音速またはそれに近い速度で噴射し、粒子同士を衝突させることによって、粉末を非球形の粉末に粉砕し、微細化するものである。粉砕された粉末は、表面に無数の角が不規則に形成された多面体形状を呈する。また、ジェットミルは、酸化雰囲気中で粉末を粉砕するため、粉砕された粉末は、６〜１４重量％の酸素を含む。
【００１７】
アトマイズ法とは、タンディッシュから流出させた金属の溶湯に、不活性ガスなどのジェットを衝突させることにより、溶湯を液滴に粉砕しつつ凝固させて粉末を得る方法である。アトマイズ法によって製造された粉末は、一般的に略球形状を呈する。
【００１８】
化学的方法としてはカルボニル法、還元法等があり、カルボニル鉄粉末、カルボニルコバルト粉末、カルボニルニッケル粉末は、カルボニル法によって、モリブデン粉末は、還元法によって製造される。なお、カルボニル法は、粒子形状のコントロールが可能であるという利点がある。
【００１９】
平均粒径とは、レーザ回折・散乱法で測定した粒子の粒度分布を用いて、粒径の小さい方から粒度分布の結果を累積し、その累積した値が５０％となる粒度（メディアン直径）である。レーザ回折・散乱法は、粒子にレーザ光を照射し、各粒径により散乱光量と散乱パターンが異なることを利用しており、液体中を動いている粒子にレーザ光を３０ｓ間に数万回照射させて、その結果をカウントし、分布を得ているため、平均化されたデータを得ることができる。
【００２０】
一般に、放電表面処理用電極は、平均粒径１０ｎｍ〜数μｍの粉末を成形したものが多いが、上記放電表面処理用電極１におけるステライトのジェットミル粉末と金属のアトマイズ法、あるいは化学的方法による粉末の平均粒径は、３μｍ以下であることが好ましい。平均粒径がこの範囲にあると、後述する圧粉体製作工程にて、混合粉末７を圧縮成形して圧粉体９を得る際に、均一に圧縮された圧粉体９を作りやすくなり、その後、後述の過熱処理工程で圧粉体９を焼結させ、放電表面処理用電極１とした際にも、均一な密度の電極を得ることができるからである。
【００２１】
なお、放電表面処理用電極を用いて放電表面処理を行う場合、電極とワークとの間に発生させた放電のエネルギーで電極材料を一定の速度でかつ一様に（局所的なばらつきなく）熔融しつつワークに移行させることが、均質な被膜を効率的に形成する上で重要であるが、金属のアトマイズ法、あるいは化学的方法による粉末の平均粒径をステライトのジェットミル粉末の平均粒径に比較して極端に大きくすると、局所的にまたは全体に亘って、放電エネルギーが電極材料を局所的に溶融するのに必要な熱量のバランスが崩れ、付着効率が低下したり、成膜速度が低下したりする。この観点からも、放電表面処理用電極１におけるステライトのジェットミル粉末および金属のアトマイズ法、あるいは化学的方法による粉末の平均粒径は、ともに３μｍ以下であることが望ましい。
【００２２】
放電表面処理用電極１に放電に必要な強度を付与するためには、混合粉末７のタップ密度を３．０〜５．０ｇ／ｃｍ３とすることが好ましい。一方、放電表面処理用電極１の形状の安定性を確保するためには、タップ密度０．５〜１．０ｇ／ｃｍ３の粉砕粉を１０重量％以上添加することが好ましい。なお、タップ密度とは、振動を受けるか、または、表面を何回か叩かれた後の粉体密度であり、既存のタップ密度測定装置を用いて測定することができる。
【００２３】
ステライトのジェットミル粉末と金属のアトマイズ法、あるいは化学的方法による粉末の重量混合比は、特に限定されないが、放電表面処理用電極１に放電に必要な電気伝導度を付与するために、５：５から１：９まで（金属のアトマイズ法、あるいは化学的方法による粉末が５０〜９０重量％）の範囲であることが好ましい。より好ましくは、４：６から２：８まで（金属のアトマイズ法、あるいは化学的方法による粉末が６０〜８０重量％）、さらに好ましくは、３：７（金属のアトマイズ法、あるいは化学的方法による粉末が７０重量％程度）である。
【００２４】
圧粉体９は、図２に示すように、混合粉末７を圧縮成形した成形体であり、これを加熱処理することにより放電表面処理用電極１となるものである。圧粉体９には、図３に示すように、混合粉末７の他に、バインダ１１としてのポリプロピレン（ＰＰ）、および滑剤１５としてのステアリン酸が含まれていてもよい。
【００２５】
バインダ１１は、混合粉末７の圧縮成形性を高めて、圧粉体９の形状を保持しやすくするために添加される。本実施形態では、ポリプロピレン（ＰＰ）を主成分として用いたが、バインダ１１はこれに限らず、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）などの可塑性樹脂、あるいは、ゲルを形成する物質であれば、寒天などの多糖類物質でもよい。汎用プラスチックの中で揮発性が高く、残留成分が比較的少ないものを採用することが好ましい。
【００２６】
滑材１５は、混合粉末７の流動性を高めて、圧縮成形時にプレスの圧力の伝わりを良くするために、１〜１０重量％程度添加される。本実施形態では、ステアリン酸を用いたが、滑材１５はこれに限らず、パラフィンワックス、ステアリン酸亜鉛等のワックスでもよい。
【００２７】
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は、放電表面処理用電極１を製造する方法であって、以下に詳述される(i)スラリー製作工程、(ii)造粒粉末製作工程、(iii)圧粉体製作工程、および(iv)加熱処理工程を備えている。
【００２８】
(i)スラリー製作工程
図３に示すように、貯留槽１７内に貯留した溶剤１９に、混合粉末７、バインダ１１、及び滑剤１５を混ぜる。バインダ１１は、２〜１０ＷＴ％添加するのがよい。溶剤１９としては、エタノール、プロパノール、ブタノールなどのアルコール類や、アセトン、トルエン、キシレン、ベンゼン、ノルマルヘキサン等の有機溶剤が挙げられる。また、バインダ１１がポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、寒天等の水溶性のものであれば、溶剤として水を使用してもかまわない。そして、貯留槽１７内に配設された攪拌器２１を垂直軸周りに回転させて、貯留槽１７内を攪拌する。これにより、混合粉末７、バインダ１１、滑剤１５、及び溶剤１９を混合してなるスラリー２３（図４参照）を製作することができる。
【００２９】
(ii)造粒粉末製作工程
(i)スラリー製作工程の終了後、図４に示すように、スプレードライヤ２５（乾燥装置の一例）を用いて造粒粉末２９を作製する。具体的には、スラリー２３を、スプレードライヤ２５のノズル２７から、スプレードライヤ２５内の高温の窒素ガス雰囲気中に噴霧する。これにより、スラリー２３中の溶剤１９を乾燥させて、混合粉末７、バインダ１１、及び滑剤１５からなる略球形状の造粒粉末２９を作製することができる。
【００３０】
(iii)圧粉体製作工程
(ii)造粒粉末製作工程の終了後、図５に示すように、成形金型３１を用いて圧粉体９を作製する。具体的には、造粒粉末２９を成形金型３１内に充填し、この成形金型３１をプレス装置の上ラム３３及び下ラム３５により上下から加圧する。これにより、成形金型３１内の造粒粉末２９、換言すれば、成形金型３１内の混合粉末７を圧縮成形して圧粉体９（図２及び図６参照）を作製することができる。
【００３１】
成形金型３１は、筒状のダイ３７と、ダイ３７のダイ孔３７ｈの上部に上下方向へ移動可能に設けられ、プレス装置の上ラム３３によって上方向から下方へ押圧される上パンチ３９と、ダイ３７のダイ孔３７ｈの下部に上下方向へ移動可能に設けられ、プレス装置の下ラム３５によって下方向から上方へ押圧される下パンチ４１と、を備えている。造粒粉末２９を圧縮するときの面圧は、１０〜３０ＭＰａであることが望ましい。また、圧粉体９の望ましい密度は、金属のアトマイズ法、あるいは化学的方法による粉末によって異なるが、例えば、鉄、Ｎｉ、Ｃｏを主成分とする合金、あるいは金属である場合は、３〜４ｇ／ｃｃであることが望ましい。
【００３２】
(iv)加熱処理工程
（iii）圧粉体製作工程の終了後、図６に示すように、真空加熱炉４３（加熱炉の一例）を用いて、圧粉体９を焼結させる。具体的には、圧粉体９を、成形金型３１から取り出して、真空加熱炉４３の所定位置にセットする。そして、真空加熱炉４３内の真空雰囲気中において、真空加熱炉４３のヒータ４５により圧粉体９に加熱処理を施し、圧粉体９を焼結させる。好ましい焼成温度、焼成時間は、金属のアトマイズ法、あるいは化学的方法による粉末によって異なるが、例えば、鉄、Ｎｉ、Ｃｏを主成分とする合金、あるいは金属である場合は、焼成温度は、５５０℃〜８５０℃、焼成時間は１１〜１３時間であることが好ましい。これにより、バインダ１１および滑剤１５を十分に抜くことができ、また、圧粉体９の粉末粒子間の結合を適度な強さにすることができる。
【００３３】
放電表面処理用電極は、放電表面処理に使用される際、パルス状の放電のエネルギーにより崩れて溶融し被膜となるので、放電による崩れ易さが重要である。焼成は、電極材料の粉末粒子がその形状を保持した状態で、粉末粒子同士接触する部分での結合が強くなる程度とすることが好ましい。具体的には、焼成後の圧粉体９の電気抵抗が、日本工業規格で定められた四短針法（ＪＩＳ−Ｋ−７１９４）で測定したとき、１．０×１０-３Ω・ｃｍ以上３．０×１０-２Ω・ｃｍ未満程度となることが好ましい。電気抵抗がこの範囲にあれば、放電処理用電極として使用したときに充電時間が過度に長くなることもなく、パルス放電の周期に十分追随でき、かつ、熱伝導性も適度に抑えられて、電極先端の温度を高温に保つことができるので、焼成後の圧粉体９は、放電表面処理用電極１として好適に機能する。
【００３４】
なお、上記加熱処理工程においては、真空雰囲気中の代わりに、不活性ガス雰囲気中において加熱処理を施しても構わない。
【００３５】
続いて、本発明の実施形態の作用及び効果について説明する。
【００３６】
一般に、放電表面処理用電極を用いて放電表面処理を行う場合、電気絶縁性のある液中または気中にて電極とワークとの間にパルス状の放電を発生させ、その放電エネルギーでワークの被処理表面と電極材料を熔融しつつ電極材料をワークに移行させることで、ワークの被処理表面上に被膜を形成する。電極材料の移行についてより詳細にみれば、放電表面処理用電極とワークとの間に放電が発生すると、電極材料の一部は、放電による爆風や静電気力によって電極から切り離されるとともに、放電プラズマの熱により溶融または半熔融の状態となる。切り離された電極材料の一部は、溶融または半熔融の状態でワークに向かって移動し、ワークの被処理表面に到達すると、そこで再凝固する。電極をワーク側に送りつつパルス状の放電を継続して発生させれば、電極先端の電極材料が次々にワークの被処理表面上に移動し、そこで再凝固しつつ堆積して、被膜を形成する。なお、電極から切り離された電極材料が液中または気中の成分と反応したものが、ワークの被処理表面に到達し、堆積して被膜となる場合もある。
【００３７】
ここで、電極から切り離された電極材料の全てが、ワーク被処理表面上の電極直下の領域で、被膜となるわけではない。電極から切り離された電極材料のなかには、放電の衝撃で遠くに飛ばされ、ワーク被処理表面上の電極直下の領域の周辺領域に飛散してしまうものもある。特に、ボールミル、ビーズミル、ジェットミルなど、機械的プロセスによる粉砕法によって粉砕された粉砕粉は、放電に必要な電気伝導度を電極に付与するための必須の電極材料であるが、その粒子形状は、平面を有する鱗片状や表面に無数の角を有する多面体形状となっているため、放電によるプラズマのエネルギーによって遠くへ飛ばされやすい。そのため、当該粉砕粉のみを電極材料とした電極を用いた放電表面処理では、付着効率または成膜速度を上げていくことが困難であった。
【００３８】
本発明の実施形態に係る放電表面処理用電極１は、平均粒径３μｍ以下のステライトのジェットミル粉末と平均粒径３μｍ以下の金属のアトマイズ法、あるいは化学的方法による粉末との混合粉末７を電極材料としている。アトマイズ法によって製造した粉末（アトマイズ粉末）は、比表面積が比較的小さいため、放電によるプラズマのエネルギーによって飛ばされにくく、プラズマ内に留まりやすい。また、ステライトのジェットミル粉末および金属のアトマイズ法、あるいは化学的方法による粉末の平均粒径は、ともに３μｍ以下であり、一発の放電が電極材料を局所的に溶融するのに必要な熱量の分布が、電極全体にわたって略均一である。そのため、電極１から切り離された電極材料の大部分が、電極１からワーク３の被処理表面に向かう一様な流れに乗って、ワーク３の被処理表面に到達し、電極１直下の領域で効率的に堆積し被膜となるので、電極１を用いた放電表面処理では、高い付着効率または成膜速度を実現することができる。特に、アトマイズ粉末を７０重量％程度含む電極１は、粉砕粉のみを電極材料とした電極と比較すると、付着効率または成膜速度が５０％以上向上する。
【００３９】
また、一般に、ジェットミルによって作製された金属の粉末の価格は、アトマイズ法など他の方法によって作製された金属の粉末よりも価格が高い。本発明の実施形態に係る放電表面処理用電極１は、ステライトのジェットミル粉末と金属のアトマイズ法、あるいは化学的方法による粉末との混合粉末７を電極材料としているため、混合粉末７全体におけるジェットミル粉末の割合を小さくすることができ、従って、放電表面処理用電極１の電極製造コストの低下を図ることができる。  
なお、本発明の実施形態に係る放電表面処理用電極１を用いて放電表面処理を行った場合と、ステライトのジェットミル粉末のみを電極材料とした放電表面処理用電極を用いて放電表面処理を行った場合とで、被膜とワークとの界面の強度（被膜の引張密着強さ）および重量歩留まりについて比較すると、両者とも略同程度であることが確認されている。なお、重量歩留まりとは、放電表面処理用電極の消費重量に対する、ワークの被処理表面上に形成された被膜の重量（形成された被膜の重量／消費された放電表面処理用電極の重量）である。
【００４０】
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載された単なる例示に過ぎず、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲内において種々改変することができる。
【実施例】
【００４１】
実施例１に係る放電表表面処理用電極は、ステライトのジェットミル粉末とステンレス鋼（ＳＵＳ３１６）のアトマイズ粉末とを重量混合比３：７（ステンレス鋼のアトマイズ粉末が７０重量％）で混合し、その混合粉末を圧縮成形して圧粉体とし、これに加熱処理を施してなるものである。ステライトのジェットミル粉末の平均粒径は、１μｍ、タップ密度は、０．５ｇ／ｃｍ３ である。ステンレス鋼のアトマイズ粉末の平均粒径は、２．５μｍ、タップ密度は、３．５ｇ／ｃｍ３ である。【００４２】
実施例２に係る放電表表面処理用電極は、ステライトのジェットミル粉末と化学的方法で製造されたコバルト粉末とを重量混合比３：７（化学的方法で製造されたコバルト粉末が７０重量％）で混合し、その混合粉末を圧縮成形して圧粉体とし、これに加熱処理を施してなるものである。ステライトのジェットミル粉末の平均粒径は、１μｍ、タップ密度は、０．５ｇ／ｃｍ３ である。化学的方法で製造されたコバルト粉末の平均粒径は、２．５μｍ、タップ密度は、２．４ｇ／ｃｍ３ である。【００４３】
比較例に係る放電表面処理用電極は、ステライトのジェットミル粉末を圧縮成形した圧粉体に加熱処理を施してなるものである。ステライトのジェットミル粉末の平均粒径は、１μｍ、タップ密度は、０．５ｇ／ｃｍ３ である。【００４４】
実施例１、実施例２、比較例を用いて、所定の放電条件のもと、ワークの被処理表面に被膜を形成した。比較例では、所定の電極送り量１ｍｍに対する、ワークの被処理表面上に形成された被膜の厚さは０．３ｍｍ以下、すなわち、付着効率は３０％以下であった。これに対し、実施例１および２では、付着効率が５０％以上向上することが確認された。【００４５】
次に、実施例１、実施例２、比較例を用いて形成した各被膜について界面強度を評価すべく、日本工業規格（ＪＩＳ−Ｈ−８４０２）に定められた方法（溶射被膜の引張密着強さ試験方法）に従って、各被膜の界面強度試験を行い、比較例で形成した被膜の引張密着強さを基準（１００％）にしたときの、各実施例で形成した被膜の引張密着強さを求めた。得られた結果を図７に破線で示す。【００４６】
また、実施例１、実施例２、比較例を用いて、所定の放電条件のもと、ワークの被処理表面に被膜を形成した場合における重量歩留まりを評価すべく、比較例の重量歩留まりを基準（１００％）にしたときの、各実施例の重量歩留まりを求めた。得られた結果を図７に一点鎖線で示す。【００４７】
更に、実施例１、実施例２、比較例の電極製造コストについて、比較例の製造コストを基準（１００％）にしたときの、各実施例の電極製造コストを求めた。得られた結果を図７に実線で示す。【００４８】
図７より、実施例１および２は、界面強度および重量歩留まりについては、比較例と同程度である一方、電極製造コストについては、著しく改善されていることが確認された。なお、実施例１は、実施例２よりも界面強度および重量歩留まりが高く、効率的に高強度の被膜を形成できることが確認された。また、実施例１は、実施例２よりも電極製造コストが低くなっており、より経済性に優れた電極であることが確認された。【００４９】
更に、実施例１は、コバルトに比べ融点の高いステンレス鋼を電極材料としているため、実施例２よりも圧粉体９の焼結性を抑制し、圧粉体９の焼結温度を７００〜８００℃まで上げることができた。これにより、実施例１は、実施例２よりも放電表面処理用電極１から添加物（バインダ１１及び滑剤１５）の残渣を確実に取り除くことができ、放電表面処理用電極１の密度をより均一にして、被膜５の均一性をより向上させることが確認された。【００５０】
また、実施例１、実施例２、比較例を用いて形成された被膜について耐摩耗試験を行うと、実施例１および２による被膜の耐摩耗性は、比較例の場合と同程度になることも確認された。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明に係る放電表面処理用電極は、被膜の界面強度、重量歩留まりを維持しつつ、高い付着効率および成膜速度で被膜を形成でき、生産性に優れる。また、電極製造コストも低く、経済性にも優れることから、航空機用ガスタービンエンジンや車両用ターボチャージャーまたはスーパーチャージャーのタービンブレードの耐摩耗性被膜などを放電表面処理により形成する場合など、多くの用途において好適に利用できる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】平成23年11月11日(2011.11.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
一般に、放電表面処理用電極は、平均粒径１０ｎｍ〜数μｍの粉末を成形したものが多いが、上記放電表面処理用電極１におけるステライトのジェットミル粉末と金属のアトマイズ法、あるいは化学的方法による粉末の平均粒径は、３μｍ以下であることが好ましい。平均粒径がこの範囲にあると、後述する圧粉体製作工程にて、混合粉末７を圧縮成形して圧粉体９を得る際に、均一に圧縮された圧粉体９を作りやすくなり、その後、後述の加熱処理工程で圧粉体９を焼結させ、放電表面処理用電極１とした際にも、均一な密度の電極を得ることができるからである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
放電表面処理用電極は、放電表面処理に使用される際、パルス状の放電のエネルギーにより崩れて溶融し被膜となるので、放電による崩れ易さが重要である。焼成は、電極材料の粉末粒子がその形状を保持した状態で、粉末粒子同士接触する部分での結合が強くなる程度とすることが好ましい。具体的には、焼成後の圧粉体９の電気抵抗が、日本工業規格で定められた四短針法（ＪＩＳ−Ｋ−７１９４）で測定したとき、１．０×１０-３Ω・ｃｍ以上３．０×１０-２Ω・ｃｍ未満程度となることが好ましい。電気抵抗がこの範囲にあれば、放電表面処理用電極として使用したときに充電時間が過度に長くなることもなく、パルス放電の周期に十分追随でき、かつ、熱伝導性も適度に抑えられて、電極先端の温度を高温に保つことができるので、焼成後の圧粉体９は、放電表面処理用電極１として好適に機能する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
実施例１に係る放電表面処理用電極は、ステライトのジェットミル粉末とステンレス鋼（ＳＵＳ３１６）のアトマイズ粉末とを重量混合比３：７（ステンレス鋼のアトマイズ粉末が７０重量％）で混合し、その混合粉末を圧縮成形して圧粉体とし、これに加熱処理を施してなるものである。ステライトのジェットミル粉末の平均粒径は、１μｍ、タップ密度は、０．５ｇ／ｃｍ３ である。ステンレス鋼のアトマイズ粉末の平均粒径は、２．５μｍ、タップ密度は、３．５ｇ／ｃｍ３ である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
実施例２に係る放電表面処理用電極は、ステライトのジェットミル粉末と化学的方法で製造されたコバルト粉末とを重量混合比３：７（化学的方法で製造されたコバルト粉末が７０重量％）で混合し、その混合粉末を圧縮成形して圧粉体とし、これに加熱処理を施してなるものである。ステライトのジェットミル粉末の平均粒径は、１μｍ、タップ密度は、０．５ｇ／ｃｍ３ である。化学的方法で製造されたコバルト粉末の平均粒径は、２．５μｍ、タップ密度は、２．４ｇ／ｃｍ３ である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
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【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
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【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
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【手続補正８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
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【国際調査報告】
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