(57)【要約】【課題】焼結処理することなしに製造することができ、且つ高熱抵抗及び低電気抵抗である放電表面処理用電極を提供する。【解決手段】合金粉末と導電性粉末とを含む混合粉末の加圧成形体からなる放電表面処理用電極であって、前記合金粉末が、Ｃｏ−Ｃｒ系合金、Ｎｉ−Ｃｒ系合金及びＦｅ−Ｃｒ系合金からなる群から選択される１種類以上の粉末であり、前記導電性粉末が、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｗ、Ｍｏ及びＣからなる群から選択される１種類以上の粉末であり、前記合金粉末に対する前記導電性粉末の平均粒径比が、０．２以下であることを特徴とする放電表面処理用電極とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
合金粉末と導電性粉末とを含む混合粉末の加圧成形体からなる放電表面処理用電極であって、
前記合金粉末が、Ｃｏ−Ｃｒ系合金、Ｎｉ−Ｃｒ系合金及びＦｅ−Ｃｒ系合金からなる群から選択される１種類以上の粉末であり、前記導電性粉末が、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｗ、Ｍｏ及びＣからなる群から選択される１種類以上の粉末であり、前記合金粉末に対する前記導電性粉末の平均粒径比が、０．２以下であることを特徴とする放電表面処理用電極。
【請求項２】
前記合金粉末の平均粒径が、１０μｍ以下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】
前記混合粉末が、ステアリン酸、ステアリン酸亜鉛及びステアリン酸カルシウムからなる群から選択される１種類以上の潤滑材をさらに含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の放電表面処理用電極。
【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に関するものである。詳細には、本発明は、電極と被加工物との間にパルス状の放電を発生させ、その放電エネルギにより被加工物の表面に電極材料から成る被膜を形成する放電表面処理において使用される電極に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
放電表面処理では、電極と被加工物との間にパルス状の放電を発生させるため、該電極には高熱抵抗及び低電気抵抗であることが要求される。そこで、従来の放電表面処理用電極では、該電極を構成する材料に金属微粉末又は合金微粉末を用いることにより熱抵抗を確保し、また、これらの微粉末を加圧成形した後、焼結することにより低電気抵抗を確保している。
このような放電表面処理用電極としては、例えば、耐摩耗合金、耐熱合金及び耐食合金等として知られているＣｏ−Ｃｒ系、Ｎｉ−Ｃｒ系及びＦｅ−Ｃｒ系の合金粉末を材料とするものがある（例えば、特許文献１参照）。かかる放電表面処理用電極では、電気抵抗の高いＣｒ酸化膜が該合金の表面に存在するので、焼結熱処理して粉末粒子を拡散結合させることにより電気抵抗を低下させている。
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００４／０１１６９６号パンフレット（７頁２４〜３０行）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の放電表面処理用電極は、高熱抵抗であるものの、電気抵抗を低下させるのに焼結処理が必要であり、かかる放電表面処理用電極を製造する際に多大な時間及びコストを要するという問題があった。
従って、本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、焼結処理することなしに製造することができ、且つ高熱抵抗及び低電気抵抗（具体的には、電極に必要な１０Ωｃｍ以下の低電気抵抗率を有する）である放電表面処理用電極を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そこで、本発明者らは上記のような問題を解決すべく鋭意研究した結果、特定の合金粉末と特定の導電性粉末との平均粒径比を所定の範囲とすることで、上記のような問題を解決することができることに想到し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、合金粉末と導電性粉末とを含む混合粉末の加圧成形体からなる放電表面処理用電極であって、前記合金粉末が、Ｃｏ−Ｃｒ系合金、Ｎｉ−Ｃｒ系合金及びＦｅ−Ｃｒ系合金からなる群から選択される１種類以上の粉末であり、前記導電性粉末が、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｗ、Ｍｏ及びＣからなる群から選択される１種類以上の粉末であり、前記合金粉末に対する前記導電性粉末の平均粒径比が、０．２以下であることを特徴とする放電表面処理用電極である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、合金粉末の間に導電性粉末が連続的に分布し、導電性粉末同士が接触・連結してネットワークを形成するので、焼結処理することなく、高熱抵抗及び低電気抵抗（具体的には、電極に必要な１０Ωｃｍ以下の低電気抵抗率を有する）の放電表面処理用電極を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
実施の形態１．
以下に、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施の形態における放電表面処理用電極の断面図である。図１において、放電表面処理用電極は、合金粉末１と導電性粉末２とを含む混合粉末の加圧成形体であり、合金粉末１と、この合金粉末１の間に連続的に分布している導電性粉末２とから構成されている。
ここで、合金粉末１に対する導電性粉末２の平均粒径比は、０．２以下であり、０．０２〜０．１であることが好ましい。かかる範囲の平均粒径比であれば、放電表面処理用電極において、導電性粉末２同士が接触・連結してネットワークを形成することが可能となる。そうすると、導電性粉末２のネットワークを通じて電気が流れるようになり、放電表面処理用電極全体としての電気抵抗が低下する。かかる平均粒径比が０．２を超えると、図２に示すように、合金粉末１の間に導電性粉末２が連続的に分布せず、導電性粉末２同士のネットワークが形成されないため、放電表面処理用電極全体としての電気抵抗が低下しない。
【０００８】
合金粉末１は、Ｃｏ−Ｃｒ系合金、Ｎｉ−Ｃｒ系合金及びＦｅ−Ｃｒ系合金からなる群から選択される１種類以上の粉末である。かかる合金粉末１は、耐熱性、耐摩耗性及び耐食性に優れている。Ｃｏ−Ｃｒ系合金は、その他の成分として、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｗ及びＣ等を含むことができる。また、Ｎｉ−Ｃｒ系合金は、その他の成分として、Ｍｏ、Ｃｏ、Ａｌ及びＦｅ等を含むことができる。さらに、Ｆｅ−Ｃｒ系合金は、その他の成分として、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｓｉ及びＣ等を含むことができる。これら合金における各元素の割合は、特に限定されることはなく、所望の特性に応じて適宜調整すればよい。
また、合金粉末１の平均粒径は、１０μｍ以下であることが好ましく、０．５〜５μｍであることがより好ましい。このような範囲の平均粒径を有する合金粉末１であれば、粉末の凝着性が高くなり、成形体の強度を高めることができる。かかる合金粉末１の平均粒径が１０μｍを超えると、成形体の強度が低下してしまうことがあるので好ましくない。
【０００９】
導電性粉末２は、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｗ、Ｍｏ及びＣからなる群から選択される１種類以上である。かかる導電性粉末２は、導電性のみならず耐熱性にも優れている。
また、導電性粉末２の平均粒径は、２μｍ以下であることが好ましく、０．０２〜０．５μｍであることがより好ましい。このような範囲の平均粒径を有する導電性粉末２であれば、粉末の凝着性が高くなり、成形体の強度を高めることができる。かかる導電性粉末２の平均粒径が２μｍを超えると、成形体の強度が低下してしまうことがあるので好ましくない。
【００１０】
合金粉末１と導電性粉末２との重量比は、６０：４０〜９２：８が好ましく、７５：２５〜９０：１０がより好ましい。合金粉末１と導電性粉末２との混合粉末において導電性粉末２が８重量％以上であれば導電性粉末２同士のネットワークが確実に形成され、また、かかる混合粉末において合金粉末１が６０重量％以上であれば成形体中の合金粉末１同士の間隔が一定の範囲内となり、放電表面処理の際に形成される被膜の組成が均一となる。
【００１１】
本発明の放電表面処理用電極では、加圧成型時における金型と混合粉末との摩擦抵抗を低減する観点から、ステアリン酸系の潤滑材を混合粉末に含有させることができる。
かかるステアリン酸系の潤滑材の例としては、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛等を挙げることができる。
かかるステアリン酸系の潤滑材を用いる場合、その配合量は、合金粉末１と導電性粉末２との混合粉末１００重量部あたり、０．１〜２重量部が好ましく、０．２〜０．７重量部がより好ましい。かかる潤滑材の配合量が０．１重量部以上であれば、加圧成形時における金型と混合粉末との摩擦抵抗を低減する効果が確実に得られ、また、潤滑材の配合量が２重量部以下であれば、成形体に必要な強度が得られる。
【００１２】
本発明の放電表面処理用電極は、合金粉末１及び導電性粉末２を混合して混合粉末を調製し、該混合粉末を加圧成形することによって製造することができる。また、ステアリン酸系の潤滑材を用いる場合は、合金粉末１と、導電性粉末２と、ステアリン酸系の潤滑材とを混合して混合粉末を調製すればよい。かかる混合の順序は、特に限定されることはなく、例えば、合金粉末１と導電性粉末２とを混合して混合粉末を調製した後、該混合粉末にステアリン酸系の潤滑材を加えてさらに混合すればよい。
【００１３】
各材料の混合方法としては、特に限定されることはなく、従来公知の方法に従い、撹拌混合させればよい。
また、混合粉末の加圧成形の方法としては、特に制限されることはなく、従来公知の押出成形、圧縮成形等を行うことができる。ここで、加圧成形における負荷圧力としては、５０〜５００ＭＰａが好ましい。負荷圧力が５０ＭＰａ未満であると、所望の成形体の強度が得られないことがある。一方、負荷圧力が５００ＭＰａを超えると、成形体の密度が高くなりすぎて熱抵抗が大きく低下し、放電表面処理の際に電極がうまく溶けずに被膜が形成できないことがある。
【００１４】
このような本発明の放電表面処理用電極の製造方法によれば、合金粉末１及び導電性粉末２を含む混合粉末を加圧成形するだけで、合金粉末１の間に導電性粉末２が連続的に分布し、導電性粉末２同士が接触・連結してネットワークが形成され、放電表面処理用電極の低電気抵抗を確保することができる。よって、本発明の放電表面処理用電極の製造では、焼結処理が要求されない。
【実施例】
【００１５】
以下、実施例により本発明の詳細を説明するが、これらによって本発明が限定されるものではない。
［実施例１］
実施例１では、合金粉末に対する導電性粉末の平均粒径比を０．０２〜１の間で変化させた際の放電表面処理用電極の電気抵抗率の変化を調べた。
平均粒径が５μｍのＣｏ−Ｃｒ系合金粉末（組成：３０重量％Ｃｒ−８重量％Ｗ−６２重量％Ｃｏ）と、０．１〜５μｍの種々の平均粒径を有するＮｉ粉末とを９２：８の重量比で撹拌混合して混合粉末を調製した。次いで、得られた混合粉末を金型内に入れ、１００ＭＰａの圧力で加圧することによって、２０ｍｍ×１０ｍｍ×板厚１〜２ｍｍの放電表面処理用電極を作製した。
このようにして得られた放電表面処理用電極の電気抵抗率を四探針法により測定した。その結果を図３に示す。なお、かかる実施例で用いたＣｏ−Ｃｒ系合金粉末の電気抵抗率は６×１０３Ωｃｍ、及びＮｉ粉末の電気抵抗率は２×１０−５Ωｃｍであった。
【００１６】
図３に示されているように、合金粉末に対する導電性粉末の平均粒径比が０．２以下になると、放電表面処理用電極の電気抵抗率が著しく低下した。これは、図１に示すように、導電性粉末が連続的に繋がったネットワークが合金粉末の間に形成され、該ネットワークを通じて電気が流れることにより、放電表面処理用電極全体としての電気抵抗率が低下することに起因していると考えられる。
一方、合金粉末に対する導電性粉末の平均粒径比が０．２を超えると、平均粒径比が０．２以下のものと比べて放電表面処理用電極の電気抵抗率が２桁以上高かった。これは、図２に示すように導電性粉末が合金粉末に対して非連続的に分布することに起因していると考えられる。
【００１７】
［実施例２］
表１に示す組成及び平均粒径のＣｏ−Ｃｒ系合金粉末と、表１に示す平均粒径のＣｏ粉末とを、９：１の重量比で撹拌混合して混合粉末を調製した。次いで、得られた混合粉末を金型内に入れ、１００ＭＰａの圧力で加圧することによって、２０ｍｍ×１０ｍｍ×板厚１〜２ｍｍの放電表面処理用電極（本発明品１〜１０）を作製した。
［比較例１］
比較例１では、従来の焼結法により放電表面処理用電極を作製した。
表１に示す組成及び粒径のＣｏ−Ｃｒ系合金粉末を金型内に入れ、１００ＭＰａの圧力で加圧した後、６００℃で２時間焼結させることによって、２０ｍｍ×１０ｍｍ×板厚１〜２ｍｍの放電表面処理用電極（比較品１）を作製した。
実施例２及び比較例１で得られた放電表面処理用電極の電気抵抗率を四探針法により測定した。その結果を表１に示す。なお、かかる実施例及び比較例で用いたＣｏ−Ｃｒ系合金粉末の電気抵抗率は５〜１０×１０３Ωｃｍ、及びＣｏ粉末の電気抵抗率は１×１０−４Ωｃｍであった。
【００１８】
【表１】
2008088497.tif 000002
【００１９】
表１に示されているように、本発明品１〜１０の放電表面処理用電極の電気抵抗率はいずれも１０Ωcm以下であり、放電表面処理用電極として良好な電気抵抗率を有していた。また、本発明品１〜５の放電表面処理用電極は、焼結法により作製した比較品１の放電表面処理用電極と同程度に電気抵抗率が低かった。
【００２０】
［実施例３］
表２に示す組成及び平均粒径のＮｉ−Ｃｒ系合金粉末と、表２に示す平均粒径のＮｉ粉末とを、９：１の重量比で撹拌混合して混合粉末を調製した。次いで、得られた混合粉末を金型内に入れ、１００ＭＰａの圧力で加圧することによって、２０ｍｍ×１０ｍｍ×板厚１〜２ｍｍの放電表面処理用電極（本発明品１１〜１８）を作製した。
このようにして得られた放電表面処理用電極の電気抵抗率を四探針法により測定した。その結果を表２に示す。なお、かかる実施例で用いたＮｉ−Ｃｒ系合金粉末の電気抵抗率は３〜８×１０３Ωｃｍ、及びＮｉ粉末の電気抵抗率は２×１０−５Ωｃｍであった。
【００２１】
【表２】
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【００２２】
表２に示されているように、本発明品１１〜１８の放電表面処理用電極の電気抵抗率はいずれも１Ωcm以下であり、放電表面処理用電極として優れた電気抵抗率を有していた。
【００２３】
［実施例４］
表３に示す組成及び平均粒径のＦｅ−Ｃｒ系合金粉末と、表３に示す平均粒径のＦｅ粉末とを、９：１の重量比で撹拌混合して混合粉末を調製した。次いで、得られた混合粉末を金型内に入れ、１００ＭＰａの圧力で加圧することによって、２０ｍｍ×１０ｍｍ×板厚１〜２ｍｍの放電表面処理用電極（本発明品１９〜２４）を作製した。
このようにして得られた放電表面処理用電極の電気抵抗率を四探針法により測定した。その結果を表３に示す。なお、かかる実施例で用いたＦｅ−Ｃｒ系合金粉末の電気抵抗率は５〜１０×１０３Ωｃｍ、及びＦｅ粉末の電気抵抗率は５×１０−４Ωｃｍであった。
【００２４】
【表３】
2008088497.tif 000004
【００２５】
表３に示されているように、本発明品１９〜２４の放電表面処理用電極の電気抵抗率はいずれも１０Ωcm以下であり、放電表面処理用電極として良好な電気抵抗率を有していた。
【００２６】
［実施例５］
表４に示す組成及び平均粒径のＣｏ−Ｃｒ系合金粉末と、表４に示す平均粒径のＷ粉末とを、９：１の重量比で撹拌混合して混合粉末を調製した。次いで、得られた混合粉末を金型内に入れ、１００ＭＰａの圧力で加圧することによって、２０ｍｍ×１０ｍｍ×板厚１〜２ｍｍの放電表面処理用電極（本発明品２５）を作製した。
【００２７】
［実施例６］
表４に示す組成及び平均粒径のＣｏ−Ｃｒ系合金粉末と、表４に示す平均粒径のＭｏ粉末とを、９：１の重量比で撹拌混合して混合粉末を調製した。次いで、得られた混合粉末を金型内に入れ、１００ＭＰａの圧力で加圧することによって、２０ｍｍ×１０ｍｍ×板厚１〜２ｍｍの放電表面処理用電極（本発明品２６）を作製した。
【００２８】
［実施例７］
表４に示す組成及び平均粒径のＣｏ−Ｃｒ系合金粉末と、表４に示す平均粒径のＣ粉末とを、９７：３の重量比で撹拌混合して混合粉末を調製した。次いで、得られた混合粉末を金型内に入れ、１００ＭＰａの圧力で加圧することによって、２０ｍｍ×１０ｍｍ×板厚１〜２ｍｍの放電表面処理用電極（本発明品２７）を作製した。
実施例５〜７で得られた放電表面処理用電極の電気抵抗率を四探針法により測定した。その結果を表４に示す。なお、かかる実施例５〜７で用いたＣｏ−Ｃｒ系合金粉末の電気抵抗率は７×１０３Ωｃｍ、Ｗ粉末の電気抵抗率は４×１０−４Ωｃｍ、Ｍｏ粉末の電気抵抗率は３×１０−４Ωｃｍ、及びＣ粉末の電気抵抗率は４×１０−５Ωｃｍであった。
【００２９】
【表４】
2008088497.tif 000005
【００３０】
表４に示されているように、本発明品２５〜２７の放電表面処理用電極の電気抵抗率はいずれも１０Ωcm以下であり、放電表面処理用電極として良好な電気抵抗率を有していた。
【００３１】
［実施例８］
表５に示す組成及び平均粒径の各合金粉末と、表５に示す平均粒径のＮｉ粉末とを、９：１の重量比で撹拌混合して合金粉末及びＮｉ粉末を含む混合粉末を調製した。次いで、該混合粉末１００重量部あたり０．５重量部の、表５に示すステアリン酸系の潤滑材を加えてさらに撹拌混合し、合金粉末、Ｎｉ粉末及びステアリン酸系の潤滑材を含む混合粉末を調製した。次いで、得られた混合粉末を押出機に導入し、１００ＭＰａの圧力で押出すことによって、１０ｍｍ×１０ｍｍ×長さ１００ｍｍの放電表面処理用電極（本発明品２８〜３１）を作製した。
このようにして得られた放電表面処理用電極の電気抵抗率を四探針法により測定した。その結果を表５に示す。なお、本発明品２８で用いた合金粉末の電気抵抗率は５×１０３Ωｃｍ、本発明品２９で用いた合金粉末の電気抵抗率は６×１０３Ωｃｍ、本発明品３０で用いた合金粉末の電気抵抗率は７×１０３Ωｃｍ、本発明品３１で用いた合金粉末の電気抵抗率は６×１０３Ωｃｍ、及び本発明品２８〜３１で用いたＮｉ粉末の電気抵抗率は１×１０−４Ωｃｍであった。
【００３２】
【表５】
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【００３３】
表５に示されているように、本発明品２８〜３１の放電表面処理用電極の電気抵抗率はいずれも１Ωcm以下であり、放電表面処理用電極として優れた電気抵抗率を有していた。
以上のことからわかるように、本発明の放電表面処理用電極は、焼結処理することなしに製造することができ、且つ高熱抵抗及び低電気抵抗である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施の形態における放電表面処理用電極の断面図である。
【図２】従来の放電表面処理用電極の断面図である。
【図３】合金粉末に対する導電性粉末の平均粒径比と放電表面処理用電極の電気抵抗率との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３５】
１  合金粉末、２  導電性粉末。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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