(57)【要約】  融点の低い亜鉛材料において、被覆率の高い亜鉛被膜を形成することができる放電表面処理用電極を得るものである。  純金属亜鉛粉末および表面が酸化された金属亜鉛粉末の少なくとも一方からなる亜鉛系粉末と、この亜鉛系粉末に対して５体積％以上９０体積％以下の酸化亜鉛粉末とを均一に分布させて圧縮成形し、気孔率を１０体積％以上５５体積％以下の範囲とした放電表面処理用電極を作製し、この放電表面処理用電極を用いて亜鉛被膜を形成する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
純金属の低融点金属粉末および表面が酸化された低融点金属粉末の少なくとも一方からなる低融点金属系粉末と、この低融点金属の酸化物粉末とを均一に分布させて圧縮成形されたことを特徴とする放電表面処理用電極。
【請求項２】
低融点金属は、亜鉛またはアルミニウムの少なくともいずれかであることを特徴とする請求項１記載の放電表面処理用電極。
【請求項３】
純金属亜鉛粉末および表面が酸化された金属亜鉛粉末の少なくとも一方からなる亜鉛系粉末と、
この亜鉛系粉末に対して５体積％以上９０体積％以下の酸化亜鉛粉末とを含み、
気孔率が１０体積％以上５５体積％以下の範囲で圧縮成形されたことを特徴とする放電表面処理用電極。
【請求項４】
亜鉛系粉末の平均粒径が５μｍ以下であり、酸化亜鉛粉末の平均粒径が０．２μｍ以上５μｍ以下であることを特徴とする請求項３記載の放電表面処理用電極。
【請求項５】
酸化亜鉛粉末が、アルミニウム、ガリウムおよびホウ素からなる群のすくなくとも１種類の元素を含有することを特徴とする請求項３
記載の放電表面処理用電極。
【請求項６】
純アルミニウム粉末および表面が酸化されたアルミニウム粉末の少なくとも一方からなるアルミニウム系粉末と、
このアルミニウム系粉末に対して５体積％以上７０体積％以下の酸化アルミニウム粉末とを含み、
気孔率が１０体積％以上５０体積％以下の範囲で圧縮成形されたことを特徴とする放電表面処理用電極。
【請求項７】
アルミニウム系粉末の平均粒径が３μｍ以下であり、酸化アルミニウム粉末の平均粒径が０．２μｍ以上２μｍ以下であることを特徴とする請求項６記載の放電表面処理用電極。
【請求項８】
請求項１記載の放電表面処理用電極と基材との間のパルス放電によって、前記基材の表面に成膜された金属被膜。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、導電性を有する電極と被加工物との間にパルス状の放電を発生させ、このパルス状の放電エネルギーによって被加工物表面に電極材料あるい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被膜を形成する放電表面処理に用いられる電極に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
放電表面処理によって被加工物の表面に耐磨耗性の被膜を形成することにより、耐磨耗性や摺動性を向上させることができる。例えば、亜鉛金属粉末を成形した粉末成形体を電極とし、この電極と被加工物との間にパルス状の放電を発生させて被加工物の表面に亜鉛被膜をまばらに形成させることで、クラックのない被膜を形成できる方法が開示されていた（例えば、特許文献１参照）。また、可塑性の高い絶縁性の有機バインダと可塑性の低い導電性有機材料粉末と亜鉛粉末とを混合することにより、電極強度と比抵抗を改善した放電表面処理用電極が開示されていた（例えば、特許文献２参照）。【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１２４７４２号公報（３頁、図８）
【特許文献２】特開２００７−７０７１２号公報（１１頁、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
放電表面処理における電極と被加工物との間の放電はアーク放電であり、このアーク放電のアーク柱の中心温度は、２０００Ｋ〜８０００Ｋとなる。従来の金属亜鉛の粉末で構成された放電表面処理用電極を用いて亜鉛被膜を形成しても、亜鉛の融点が低いために、被膜形成時にアーク柱の中心付近では亜鉛が溶融または気化状態となって亜鉛が付着せず、アーク柱の外周部にのみ付着してまばらな被膜になり、被覆率を高くできないという問題があった。そのため、亜鉛被膜が本来もつところの耐久性が十分に確保できていなかった。【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、被覆率の高い亜鉛などの低融点金属の被膜を形成することができる放電表面処理用電極を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る放電表面処理用電極においては、純金属の低融点金属粉末および表面が酸化された低融点金属粉末の少なくとも一方からなる低融点金属系粉末と、この低融点金属の酸化物粉末とを均一に分布させて圧縮成形したものである。【０００７】
また、この発明に係る放電表面処理用電極においては、純金属亜鉛粉末および表面が酸化された金属亜鉛粉末の少なくとも一方からなる亜鉛系粉末と、この亜鉛系粉末に対して５体積％以上９０体積％以下の酸化亜鉛粉末とを均一に分布させて、気孔率を１０体積％以上５５体積％以下の範囲で圧縮成形したものである。【０００８】
さらには、この発明に係る放電表面処理用電極においては、純アルミニウム粉末および表面が酸化されたアルミニウム粉末の少なくとも一方からなるアルミニウム系粉末と、このアルミニウム系粉末に対して５体積％以上７０体積％以下の酸化アルミニウム粉末とを均一に分布させて、気孔率を１０体積％以上５０体積％以下の範囲で圧縮成形したものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明は、純金属の低融点金属粉末にこの低融点金属より融点の高い同じ低融点金属の金属酸化物粉末を加えたことにより、アーク柱の中心付近では金属酸化物が還元されて金属被膜となるので、被覆率の高い金属被膜が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明を実施するための実施の形態１における亜鉛被膜の断面模式図である。
【図２】この発明を実施するための実施の形態２における亜鉛被膜の特性図である。
【図３】この発明を実施するための実施の形態３における亜鉛被膜の特性図である。
【図４】この発明を実施するための実施の形態４における亜鉛被膜の特性図である。
【図５】この発明を実施するための実施の形態５における亜鉛被膜の特性図である。
【図６】この発明を実施するための実施の形態６における亜鉛被膜の特性図である。
【図７】この発明を実施するための実施の形態７におけるアルミニウム被膜の特性図である。
【図８】この発明を実施するための実施の形態８におけるアルミニウム被膜の特性図である。
【図９】この発明を実施するための実施の形態９におけるアルミニウム被膜の特性図である。
【図１０】この発明を実施するための実施の形態１０におけるアルミニウム被膜の特性図である。
【符号の説明】
【００１１】
１  基材
２  放電痕
３  亜鉛粒子
４  亜鉛層
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
実施の形態１．
この発明を実施するための実施の形態１における放電表面処理用電極は、次の工程によって作製した。平均粒径が約３μｍの純金属亜鉛粉末７．０ｇと、平均粒径が約０．５μｍの酸化亜鉛粉末５．６ｇとを、例えばＶ型混合機を用いて均一に混合し、この混合粉末を所定のプレス圧でプレス成形して直径約１０ｍｍで高さ約２５ｍｍの円柱状の放電表面処理用電極を作製した。本実施の形態における放電表面処理用電極は、気孔率２０体積％で、純金属亜鉛粉末に対して酸化亜鉛粉末が５０体積％である。【００１３】
本実施の形態における円柱状の放電表面処理用電極と被加工物であるクロムモリブデン鋼の基材との間に、オープン電圧約３００Ｖ、周波数約２００ｋＨｚのパルス電圧を印加することによりパルス状の放電を発生させて、基材の表面に亜鉛被膜を形成した。基材の表面に形成された亜鉛被膜は、円柱状の電極の断面とほぼ同じ大きさの直径約１０ｍｍの丸型である。【００１４】
図１は、本実施の形態の放電表面処理用電極を用いて形成した亜鉛被膜の断面模式図である。基材１の表面には、放電によって基材の一部が溶融した放電痕２が形成されており、電極材料の純金属亜鉛が基材側に移動して付着した亜鉛粒子３は、放電痕２の外周部に堆積する。放電痕２の表面には、亜鉛層４が形成されている。この亜鉛層４が形成される理由は、次のように予想している。電極と基材間との間の放電発生の際、酸化亜鉛の融点は基材であるクロムモリブデンの融点よりも高いので、放電痕２が形成される領域では酸化亜鉛は溶融しないが基材が溶融する温度範囲になる。この温度範囲では、金属亜鉛は蒸発してしまうが、酸化亜鉛は基材に付着する。付着した直後の温度環境下でこの酸化亜鉛は、加工油の分解炭素や、基材の成分元素であるクロムで還元されて金属亜鉛となる。なぜなら、クロムは亜鉛より酸化されやすく、このときの還元反応は吸熱反応であるために、放電痕２近傍の基板に付着した部分の温度は金属亜鉛が気化しない程度まで低下するからである。このようなメカニズムで亜鉛層４が形成されると予想される。【００１５】
上述のように、本実施の形態の放電表面処理用電極を用いて亜鉛被膜を形成すると、放電痕にも亜鉛層を形成することができるので、被覆率の高い亜鉛被膜を形成することができる。【００１６】
なお、本実施の形態においては、基材としてクロムモリブデン鋼を用いたが、それ以外の基材、例えば、ＳＫＳ、ＳＫＤと呼ばれる合金工具鋼、ＳＫＨと呼ばれる高速度工具鋼、ＳＮＣＭと呼ばれるニッケルクロムモリブデン鋼、ＳＣＲと呼ばれるクロム鋼などを用いることもできる。【００１７】
また、本実施の形態においては、純金属亜鉛粉末を用いたが、純金属亜鉛粉末は表面が酸化されている場合があり、そのような粉末を用いても同様な効果がある。以後、純金属亜鉛粉末および表面が酸化された金属亜鉛粉末の少なくとも一方からなる粉末を亜鉛系粉末と記載する。【００１８】
実施の形態２．
実施の形態２における放電表面処理用電極は、亜鉛系粉末と酸化亜鉛粉末との混合比を変えたものである。放電表面処理用電極の製造方法は実施の形態１と同様であり、気孔率は２０体積％とした。亜鉛系粉末に対する酸化亜鉛粉末の構成比（体積％）を変化させた放電表面処理用電極を作製し、実施の形態１と同様にクロムモリブデン鋼の基材の表面に亜鉛被膜を形成し、この被膜の亜鉛被覆率を測定した。亜鉛被覆率（面積％）は、電子プローブマイクロアナライザを用いて、被膜の１００×１００μｍの領域の面分析により、分析領域に対する亜鉛反応が検知された領域の面積比で求めた。【００１９】
図２は、本実施の形態における電極の酸化亜鉛構成比（体積％）と被膜の亜鉛被覆率（面積％）との関係を示した特性図である。横軸が０体積％のときは亜鉛系粉末のみで放電表面処理用電極を作製した場合に相当し、１００体積％のときは酸化亜鉛粉末のみで放電表面処理用電極を作製した場合に相当する。図２からわかるように、亜鉛系粉末に対して酸化亜鉛粉末が５体積％以上であれば、従来の亜鉛系粉末のみで作製された放電表面処理用電極を用いて形成された亜鉛被膜（図２における０体積％）よりも被覆率が高くなる。とくに、酸化亜鉛構成比が５０体積％のときには、被覆率が約９０面積％と、これまでに得られなかった高い被覆率を実現できる。【００２０】
また、図２における酸化亜鉛構成比が９０体積％を越えた網掛け部分Ａでは、電極の電気抵抗が１００Ω・ｃｍ以上と極端に高くなるので、成膜時の放電が不安定になり、被覆率が著しく低下する。以上の結果から、亜鉛系粉末に対して酸化亜鉛粉末が５体積％以上９０体積％以下で従来よりも高い被覆率の亜鉛被膜が得られる。さらには、亜鉛被覆率が４０面積％以上となる１０体積％以上９０体積％以下が好ましい。【００２１】
なお、本実施の形態においては、気孔率を２０体積％と一定としているが、気孔率が１０〜５５体積％の範囲においても同様な効果が得られ、酸化亜鉛粉末の構成比が５〜９０体積％の範囲で被覆率の高い亜鉛被膜が得られる。【００２２】
実施の形態３．
実施の形態３における放電表面処理用電極は、亜鉛系粉末の平均粒径を変えたものである。亜鉛系粉末の平均粒径を、１．５〜８μｍの範囲で変化させた。亜鉛系粉末としては、表面が酸化された純金属亜鉛粉末を用いた。放電表面処理用電極の製造方法は実施の形態１と同様であり、酸化亜鉛粉末の平均粒径は０．５μｍであり、気孔率は２０体積％とし、亜鉛系粉末に対する酸化亜鉛粉末の構成比（体積％）は５０体積％と一定として放電表面処理用電極を作製した。さらに、実施の形態１と同様にクロムモリブデン鋼の基材の表面に亜鉛被膜を形成し、この被膜の亜鉛被覆率を測定した。【００２３】
図３は、本実施の形態における電極の亜鉛系粉末の平均粒径と被膜の亜鉛被覆率（面積％）との関係を示した特性図である。亜鉛系粉末の平均粒径が５．０μｍ以下の範囲で被膜の亜鉛被覆率が５０面積％以上となる。亜鉛系粉末の平均粒径が５．０μｍを超えると、放電の際に放電表面処理用電極の先端と基材の表面との間隔が一定にならず放電が不安定になって被膜にムラができやすくなり亜鉛被覆率は低下するが、従来の亜鉛系粉末のみで作製された放電表面処理用電極を用いて形成された亜鉛被膜（実施の形態２における図２の酸化亜鉛構成比０体積％）の亜鉛被覆率よりも高い３０面積％以上となる。なお、亜鉛系粉末の平均粒径が小さくなるほど酸化されやすくなるので、亜鉛系粉末の平均粒径が３．０μｍ以下の領域では、その影響により電極の電気抵抗が高くなり、放電が不安定になる傾向が若干ではあるが強くなるため、亜鉛被覆率は低下傾向となる。【００２４】
なお、本実施の形態においては、平均粒径が０．５μｍの酸化亜鉛粉末を用いたが、平均粒径が０．２〜５μｍの酸化亜鉛粉末を用いた場合でも同様な結果となり、亜鉛系粉末の平均粒径が５．０μｍ以下で亜鉛被覆率が５０面積％以上の亜鉛被膜が得られた。【００２５】
実施の形態４．
実施の形態４における放電表面処理用電極は、亜鉛系粉末に対して酸化亜鉛粉末の構成比を５０体積％としたときに、気孔率を変化させたものである。放電表面処理用電極の製造方法は実施の形態１と同様であり、プレス成形時のプレス圧力を調整して気孔率を変化させた放電表面処理用電極を作製した。本実施の形態において作製した放電表面処理用電極の気孔率は、５〜５５体積％の範囲である。さらに、気孔率を変化させて作製した放電表面処理用電極を用いて、実施の形態１と同様にクロムモリブデン鋼の基材の表面に亜鉛被膜を形成し、亜鉛被覆率を測定した。【００２６】
図４は、本実施の形態における電極の気孔率（体積％）と被膜の亜鉛被覆率（面積％）との関係を示した特性図である。気孔率が１０体積％より小さい網掛け部分Ｂでは、成膜時の放電が不安定になり、被覆率が著しく低下する。また、気孔率が５５体積％を超えた網掛け部分Ｃでは、気孔率が高すぎて、放電表面処理用電極の形状を維持することが困難となり、使用が困難になる。図４からわかるように、気孔率が１０体積％以上５５体積％以下であれば、従来の亜鉛系粉末のみで作製された放電表面処理用電極を用いて形成された亜鉛被膜よりも被覆率が高くなる。【００２７】
なお、本実施の形態においては、酸化亜鉛粉末の構成比を５０体積％と一定にしているが、構成比が５〜９０体積％の範囲でも同様な効果が得られ、気孔率が１０〜５５体積％の範囲で被覆率の高い亜鉛被膜が得られる。【００２８】
実施の形態５．
実施の形態５における放電表面処理用電極は、平均粒径３μｍ亜鉛系粉末に対して酸化亜鉛粉末の平均粒径を変化させたものである。酸化亜鉛粉末の平均粒径は０．０５〜２０μｍの範囲で変化させた。なお、亜鉛系粉末に対する酸化亜鉛粉末の構成比は５０体積％と一定とした。放電表面処理用電極の製造方法は実施の形態１と同様であり、気孔率が２０体積％で一定となるようにプレス成形時のプレス圧力を調整して放電表面処理用電極を作製した。さらに、これらの酸化亜鉛粉末の平均粒径を変化させて作製した放電表面処理用電極を用いて、実施の形態１と同様にクロムモリブデン鋼の基材の表面に亜鉛被膜を形成し、亜鉛被覆率を測定した。【００２９】
図５は、本実施の形態における電極の酸化亜鉛粉末の平均粒径（μｍ）と被膜の亜鉛被覆率（面積％）との関係を示した特性図である。図５からわかるように、酸化亜鉛粉末の平均粒径を５μｍ以下にすることで、放電時の酸化亜鉛の溶融が十分行われ、放電痕の領域の亜鉛層が十分に成長することで高い亜鉛被覆率が得られる。また、酸化亜鉛粉末の平均粒径を０．２μｍ以上にすることで、亜鉛系粉末および酸化亜鉛粉末の接触抵抗が減少して放電表面処理用電極の電気的導通が良好となるため放電が安定するので、高い亜鉛被覆率を確保することができる。【００３０】
なお、本実施の形態においては、放電表面処理用電極の気孔率を２０体積％と一定にしているが、気孔率が１０〜５５体積％の範囲でも同様な効果が得られる。さらには、亜鉛系粉末の平均粒径を３μｍとしたが、平均粒径が５μｍ以下の亜鉛系粉末を用いても同様な効果が得られる。【００３１】
実施の形態６．
実施の形態６における放電表面処理用電極は、実施の形態５の放電表面処理用電極において、原料となる酸化亜鉛粉末として、０．５ｗｔ％のアルミニウムが添加された酸化亜鉛粉末を用いたものである。平均粒径３μｍの亜鉛系粉末に対して、アルミニウムが添加された酸化亜鉛粉末の平均粒径０．０５〜２０μｍの範囲で変化させた。放電表面処理用電極の製造方法は実施の形態５と同様であり、気孔率が２０体積％で一定となるようにした。【００３２】
図６は、本実施の形態におけるアルミニウムが添加された酸化亜鉛の平均粒径（μｍ）と亜鉛被覆率（面積％）との関係を示した特性図である。図６からわかるように、酸化亜鉛粉末にアルミニウムが添加されているので、放電表面処理電極の電気的導通が良好となって放電が安定し、酸化亜鉛粉末の平均粒径が０．０５〜５μｍの範囲でより高い亜鉛被覆率を確保することができる。酸化亜鉛の平均粒径が５μｍ以上の場合には、放電の際に放電表面処理用電極の先端と基材の表面との間隔が一定にならず、放電が不安定となって亜鉛被膜が形成されにくくなってしまう。【００３３】
なお、本実施の形態においては、酸化亜鉛粉末として０．５ｗｔ％のアルミニウムが添加された酸化亜鉛粉末を用いたが、これに限るものではなく、添加量が０．１〜５ｗｔ％の範囲であれば、亜鉛被膜に混入するアルミニウムは亜鉛被膜としての特性を落とさない程度となる。【００３４】
さらには、本実施の形態においては、アルミニウムを添加した酸化亜鉛を用いたが、添加する金属としては、ホウ素やゲルマニウムなど、放電表面処理電極の電気的導通を向上させるものを用いることができる。【００３５】
実施の形態７．
実施の形態７における放電表面処理用電極は、低融点金属としてアルミニウムを選択し、亜鉛を用いた実施の形態２と同様に、アルミニウム粉末と酸化アルミニウム粉末との混合比を変えたものである。放電表面処理用電極の製造方法は実施の形態１と同様であり、気孔率は２０体積％とした。アルミニウム粉末に対する酸化アルミニウム粉末の構成比（体積％）を変化させた放電表面処理用電極を作製し、機械構造用炭素鋼（例えばＳＣ材）の基材の表面にアルミニウム被膜を形成し、この被膜のアルミニウム被覆率を測定した。アルミニウム被覆率（面積％）の測定方法は実施の形態２と同様である。【００３６】
図７は、本実施の形態における電極の酸化アルミニウム構成比（体積％）と被膜のアルミニウム被覆率（面積％）との関係を示した特性図である。横軸が０体積％のときはアルミニウム粉末のみで放電表面処理用電極を作製した場合に相当し、１００体積％のときは酸化アルミニウム粉末のみで放電表面処理用電極を作製した場合に相当する。図７からわかるように、アルミニウム粉末に対して酸化アルミニウム粉末が５体積％以上であれば、従来のアルミニウム粉末のみで作製された放電表面処理用電極を用いて形成されたアルミニウム被膜（図７における０体積％）よりも被覆率が高くなる。とくに、酸化アルミニウム構成比が４０体積％のときには、被覆率が約９０面積％と、これまでに得られなかった高い被覆率を実現できる。【００３７】
また、図７における酸化アルミニウム構成比が７０体積％を越えた網掛け部分Ｄでは、電極の電気抵抗が１００Ω・ｃｍ以上と極端に高くなるので、成膜時の放電が不安定になり、被覆率が著しく低下する。以上の結果から、アルミニウム粉末に対して酸化アルミニウム粉末が５体積％以上７０体積％以下で従来よりも高い被覆率のアルミニウム被膜が得られる。さらには、アルミニウム被覆率が４０面積％以上となる１０体積％以上６０体積％以下が好ましい。【００３８】
なお、本実施の形態においては、気孔率を２０体積％と一定としているが、気孔率が１０〜５０体積％の範囲においても同様な効果が得られ、酸化アルミニウム粉末の構成比が５〜７０体積％の範囲で被覆率の高いアルミニウム被膜が得られる。【００３９】
実施の形態８．
実施の形態８における放電表面処理用電極は、アルミニウム粉末の平均粒径を変えたものである。アルミニウム粉末の平均粒径を、０．５〜５μｍの範囲で変化させた。アルミニウム粉末としては、表面が酸化された純金属アルミニウム粉末を用いた。放電表面処理用電極の製造方法は実施の形態１と同様であり、酸化アルミニウム粉末の平均粒径は０．５μｍであり、気孔率は２０体積％とし、アルミニウム系粉末に対する酸化アルミニウム粉末の構成比（体積％）は４０体積％と一定として放電表面処理用電極を作製した。さらに、実施の形態７と同様に機械構造用炭素鋼（例えばＳＣ材）の基材の表面にアルミニウム被膜を形成し、この被膜のアルミニウム被覆率を測定した。【００４０】
図８は、本実施の形態における電極のアルミニウム粉末の平均粒径と被膜のアルミニウム被覆率（面積％）との関係を示した特性図である。アルミニウム粉末の平均粒径が３．０μｍ以下の範囲で被膜のアルミニウム被覆率が５０面積％以上となる。アルミニウム粉末の平均粒径が３．０μｍを超えると、放電の際に放電表面処理用電極の先端と基材の表面との間隔が一定にならず放電が不安定になって被膜にムラができやすくなりアルミニウム被覆率は低下するが、従来のアルミニウム粉末のみで作製された放電表面処理用電極を用いて形成されたアルミニウム被膜（実施の形態７における図７の酸化アルミニウム構成比０体積％）のアルミニウム被覆率よりも高い３０面積％以上となる。なお、アルミニウム粉末の平均粒径が小さくなるほど酸化されやすくなるので、アルミニウム粉末の平均粒径が１．０μｍ以下の領域では、その影響により電極の電気抵抗が高くなり、放電が不安定になる傾向が若干ではあるが強くなるため、アルミニウム被覆率は低下傾向となる。【００４１】
なお、本実施の形態においては、平均粒径が０．５μｍの酸化アルミニウム粉末を用いたが、平均粒径が０．２〜２μｍの酸化アルミニウム粉末を用いた場合でも同様な結果となり、アルミニウム粉末の平均粒径が３．０μｍ以下でアルミニウム被覆率が５０面積％以上のアルミニウム被膜が得られた。【００４２】
実施の形態９．
実施の形態９における放電表面処理用電極は、アルミニウム粉末に対して酸化アルミニウム粉末の構成比を４０体積％としたときに、気孔率を変化させたものである。放電表面処理用電極の製造方法は実施の形態１と同様であり、プレス成形時のプレス圧力を調整して気孔率を変化させた放電表面処理用電極を作製した。本実施の形態において作製した放電表面処理用電極の気孔率は、５〜５０体積％の範囲である。さらに、気孔率を変化させて作製した放電表面処理用電極を用いて、実施の形態７と同様にＳＣ材の基材の表面にアルミニウム被膜を形成し、アルミニウム被覆率を測定した。【００４３】
図９は、本実施の形態における電極の気孔率（体積％）と被膜のアルミニウム被覆率（面積％）との関係を示した特性図である。気孔率が１０体積％より小さい網掛け部分Ｅでは、成膜時の放電が不安定になり、被覆率が著しく低下する。また、気孔率が５０体積％を超えた網掛け部分Ｆでは、気孔率が高すぎて、放電表面処理用電極の形状を維持することが困難となり、使用が困難になる。図９からわかるように、気孔率が１０体積％以上５０体積％以下であれば、従来のアルミニウム粉末のみで作製された放電表面処理用電極を用いて形成されたアルミニウム被膜よりも被覆率が高くなる。【００４４】
なお、本実施の形態においては、酸化アルミニウム粉末の構成比を４０体積％と一定にしているが、構成比が５〜７０体積％の範囲でも同様な効果が得られ、気孔率が１０〜５０体積％の範囲で被覆率の高いアルミニウム被膜が得られる。【００４５】
実施の形態１０．
実施の形態１０における放電表面処理用電極は、平均粒径１μｍのアルミニウム粉末に対して酸化アルミニウム粉末の平均粒径を変化させたものである。酸化アルミニウム粉末の平均粒径は０．０５〜５μｍの範囲で変化させた。なお、アルミニウム粉末に対する酸化アルミニウム粉末の構成比は４０体積％と一定とした。放電表面処理用電極の製造方法は実施の形態１と同様であり、気孔率が２０体積％で一定となるようにプレス成形時のプレス圧力を調整して放電表面処理用電極を作製した。さらに、これらの酸化アルミニウム粉末の平均粒径を変化させて作製した放電表面処理用電極を用いて、実施の形態７と同様にＳＣ材の基材の表面にアルミニウム被膜を形成し、アルミニウム被覆率を測定した。【００４６】
図１０は、本実施の形態における電極の酸化アルミニウム粉末の平均粒径（μｍ）と被膜のアルミニウム被覆率（面積％）との関係を示した特性図である。図１０からわかるように、酸化アルミニウム粉末の平均粒径を２μｍ以下にすることで、放電時の酸化アルミニウムの溶融が十分行われ、放電痕の領域のアルミニウム層が十分に成長することで高いアルミニウム被覆率が得られる。また、酸化アルミニウム粉末の平均粒径を０．２μｍ以上にすることで、アルミニウム粉末および酸化アルミニウム粉末の接触抵抗が減少して放電表面処理用電極の電気的導通が良好となるため放電が安定するので、高いアルミニウム被覆率を確保することができる。【００４７】
なお、本実施の形態においては、放電表面処理用電極の気孔率を２０体積％と一定にしているが、気孔率が１０〜５０体積％の範囲でも同様な効果が得られる。さらには、アルミニウム粉末の平均粒径を１μｍとしたが、平均粒径が３μｍ以下のアルミニウム粉末を用いても同様な効果が得られる。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年11月30日(2009.11.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低融点金属の純金属粉末および前記純金属粉末の表面が酸化された表面酸化金属粉末の少なくとも一方からなる金属系粉末と、前記低融点金属の酸化物粉末とを均一に分布させて圧縮成形されたことを特徴とする放電表面処理用電極。
【請求項２】
低融点金属は、亜鉛またはアルミニウムの少なくともいずれかであることを特徴とする請求項１記載の放電表面処理用電極。
【請求項３】
純金属亜鉛粉末および表面が酸化された金属亜鉛粉末の少なくとも一方からなる亜鉛系粉末と、
この亜鉛系粉末に対して５体積％以上９０体積％以下の酸化亜鉛粉末とを含み、
気孔率が１０体積％以上５５体積％以下の範囲で圧縮成形されたことを特徴とする放電表面処理用電極。
【請求項４】
亜鉛系粉末の平均粒径が５μｍ以下であり、酸化亜鉛粉末の平均粒径が０．２μｍ以上５μｍ以下であることを特徴とする請求項３記載の放電表面処理用電極。
【請求項５】
酸化亜鉛粉末が、アルミニウム、ガリウムおよびホウ素からなる群のすくなくとも１種類の元素を含有することを特徴とする請求項３
記載の放電表面処理用電極。
【請求項６】
純アルミニウム粉末および表面が酸化されたアルミニウム粉末の少なくとも一方からなるアルミニウム系粉末と、
このアルミニウム系粉末に対して５体積％以上７０体積％以下の酸化アルミニウム粉末とを含み、
気孔率が１０体積％以上５０体積％以下の範囲で圧縮成形されたことを特徴とする放電表面処理用電極。
【請求項７】
アルミニウム系粉末の平均粒径が３μｍ以下であり、酸化アルミニウム粉末の平均粒径が０．２μｍ以上２μｍ以下であることを特徴とする請求項６記載の放電表面処理用電極。
【請求項８】
請求項１記載の放電表面処理用電極と基材との間のパルス放電によって、前記基材の表面に成膜された金属被膜。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
この発明に係る放電表面処理用電極においては、低融点金属の純金属粉末および前記純金属粉末の表面が酸化された表面酸化金属粉末の少なくとも一方からなる金属系粉末と、前記低融点金属の酸化物粉末とを均一に分布させて圧縮成形したものである。
【国際調査報告】
2009066418.tif 000013
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