(57)【要約】【課題】面内均一な硬さをもつ皮膜を形成する。【解決手段】ペースト１３を放電用電極２と被皮膜形成体１との間に供給し、ペースト１３中の金属粉末を放電用電極面の範囲に展開する。電極２と皮膜形成体１との間に展開した金属粉末で放電を面状に拡大し、該面状放電のエネルギーをペースト１３に印加することにより、ペースト１３内の金属粉末を溶融すると共に該溶融金属を被皮膜形成対１に溶射して皮膜１４を形成する。【選択図】        図１
2004300559.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
皮膜成分の金属間化合物を形成する金属粉末を、炭素含有の絶縁体液に混合してペーストを形成するペースト形成工程と、
前記ペーストを放電用電極と被皮膜形成体との間に供給することにより、少なくとも放電用電極面の範囲にペースト中の金属粉末を展開するペースト供給工程と、
前記展開した金属粉末で放電を面状に拡大し、該面状放電のエネルギーを前記ペーストに印加することにより、当該ペースト内の金属粉末を溶融すると共に該溶融金属を前記絶縁体の体膨張により前記被皮膜形成体に積層して皮膜を形成する皮膜形成工程と、
を含むことを特徴とする皮膜形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被皮膜形成体に皮膜を形成する皮膜成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉄鋼材料、非鉄材料の表面に耐摩耗性，耐熱性に優れた合金皮膜を形成させる方法の１つとして、液中放電表面処理法があり、既に公知となっている。これは、電極と被処理物との間に放電させることで溶融した金属元素と、絶縁体液中の成分元素（主に炭素）が反応し、硬質の化合物として被処理部分に移着・積層して均一な皮膜を形成させる方法である。
【０００３】
この放電表面処理法は、▲１▼絶縁体液中において硬質皮膜を形成させるために圧紛体からなる電極を用いて放電させる方法（特開平７−１９７２７５号「液中放電による金属材料の表面処理方法」）、▲２▼硬質皮膜を形成させるための粉末を分散させた絶縁体液中で、非消耗電極を用いて放電する方法（特開平９−１９２９３１号「放電加工による表面層の形成方法」）がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これらの方法では、以下のような問題がある。
▲１▼による放電表面処理法の場合には、
（１）圧紛体を作製する必要があるため、圧紛体製造工程が必要となり、作業工程が増える。
（２）放電処理により圧紛体からなる電極は、消耗または部分的に損耗する。このため、定期的に電極の交換やドレッシングが必要となる。
（３）被処理物を処理液中に浸漬するため、多量の処理液が必要となるばかりでなく、処理液が被処理物の全体に付着して持出される。このため、処理液のロスが生じる。
（４）処理液の炭素と金属元素が反応することにより、処理回数を重ねるに従って処理液が劣化し、皮膜品質が変化する可能性がある。このため、定期的に絶縁体液のメンテナンスが必要となる。
という問題がある。
【０００５】
▲２▼による放電表面処理法の場合には、上記の（３），（４）のほかに、
（５）処理液に金属粉末を攪拌・分散させているが、これらは処理液と比べて比重が大きいので、沈澱しやすい。そして、比重に異なる粉末が２種類以上になると、処理液中の粉末組成が不均一になりやすい傾向があり、皮膜品質の変動が生じる。
（６）浸漬処理のため、処理液だけでなく金属粉末が被処理物に付着して持ち出されるため、粉末の歩留まりがよくない。
という問題がある。
【０００６】
【特許文献１】
特開平７−１９７２７５号公報（特許文献１）
特開平９−１９２９３１号公報（特許文献２）
【０００７】
【発明の目的】
本発明の目的は、大気中での皮膜形成を可能にする皮膜形成方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明に係る皮膜形成方法は、皮膜成分の金属間化合物を形成する金属粉末を、炭素含有の絶縁体液に混合してペーストを形成するペースト形成工程と、前記ペーストを放電用電極と被皮膜形成体との間に供給することにより、少なくとも放電用電極面の範囲にペースト中の金属粉末を展開するペースト供給工程と、前記展開した金属粉末で放電を面状に拡大し、該面状放電のエネルギーを前記ペーストに印加することにより、当該ペースト内の金属粉末を溶融すると共に該溶融金属を前記絶縁体の体膨張により前記被皮膜形成体に積層して皮膜を形成する皮膜形成工程とを含む構成を採っている。
【０００９】
本発明よれば、電極と被皮膜形成体との間に、皮膜成分の金属間化合物を形成する金属粉末を炭素含有の絶縁体液に混合したペーストを供給することにより、電極と被皮膜形成体との間に皮膜成分の金属粉末が放電用電極面積の範囲に展開される。
【００１０】
次に、電極と被皮膜形成体との間に放電を生じさせたとき、その放電は、金属粉末によって少なくとも電極面積に相当する範囲まで拡大されて面状に拡大し、その拡大された面状放電のエネルギーを受けて金属粉末を溶融する。この溶融金属は、前記絶縁体液の体膨張により電極と被皮膜形成体との間に発生する圧力を受けて当該被皮膜形成体に積層されて皮膜を形成する。
【００１１】
したがって、拡大された面状放電のエネルギーにより、電極と皮膜形成対象部との間に展開された金属粉末を溶融するため、その溶融金属が電極面の範囲で被皮膜形成体を覆うこととなる。しかも、その溶融金属は面状放電エネルギーを受けて形成されるため、その硬さが一様となり、被皮膜形成体に、一様な硬さの皮膜を形成することができる。
【００１２】
これにより、皮膜に叩き付ける動作が繰り返し行われたとしても皮膜が局部的に偏摩耗することがなく、所期値の硬さを皮膜全面で均一に保って耐摩耗性を発揮することができる。さらに、皮膜が溶融金属で形成されることにより、耐熱性を確保することができる。また、被皮膜形成体と電極との間に金属粉末をペーストに含ませて面状に展開させ、面状の放電を生じさせて皮膜形成させるという製造方法であるため、既存の放電加工機の電極部分を上述した電極に利用して放電制御を行うことにより、別途放電発生機を用いることなく容易に製造することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１４】
【実施形態１】図１は、本発明の一実施形態に係る放電エネルギーを利用した被皮膜形成体の皮膜形成方法を説明する断面図である。図１に示す実施形態は、電極と被皮膜形成体とを相対的に直線移動させて被皮膜形成体に皮膜を形成する例を示している。
【００１５】
図１において、放電用電極２とペースト吐出ノズル５とシールドガスノズル６とからなる構造体について説明する。図１に示すように、放電用電極２と中空のシールドガスノズル６とが内外２重に設けられ、中心に位置する電極２とシールドガスノズル６との間にシールドガス１５の供給路７が形成されている。電極２には、圧紛体からなる電極のように消耗される電極ではなく、消耗されない非消耗型のものを用いる。この電極２としては、放電電力を制御して放電加工の目的に適合しない状態にすることにより既存の放電加工機の電極部分を使用することが可能である。
【００１６】
また、シールドガスノズル６の下部開口部には、中心に位置する電極２側に傾斜して電極２の周囲を取囲むテーパ状のシールドガス吹出し口６ａが設けられ、その上部開口部には、シールドガス源８がコントロールバルブ９を介して接続され、コントロールバルブ９で制御されてシールドガスノズル６の供給路７に送り込まれたシールドガス１５が、シールドガス吹出し口６ａから電極２の外周及び被皮膜形成体１の皮膜形成対象部１ａに向けて吹出し、その周りに無酸化雰囲気を形成するようになっている。このシールドガス１５には、二酸化炭素，アルゴン，ヘリウムなどの不活性ガスが用いられる。
【００１７】
さらに、図１に示すように、ペースト吐出ノズル６が電極２の移動前方向側に位置して設けられ、ペースト吐出ノズル６の下部開口部が被皮膜形成体１に接近して開口され、その上部開口部には、コントロールバルブ１０及び圧送ポンプ１１を介してペースト混合機１２が接続されており、圧送ポンプ１１で圧送されコントロールバルブ１０で流量制限されたペースト１３が電極２の移動前方向から電極２と皮膜形成対象部１ａとの間に供給されるようになっている。
【００１８】
ペースト混合機１２は、皮膜成分の金属間化合物を形成する金属粉末を炭素含有の絶縁体液中に混合してペーストを形成するようになっており、汎用の２種類以上の物質を練り混ぜるミキサーを用いる。絶縁体液としては、金属粉末と反応して耐摩耗性に優れたカーバイドを生成するための炭素を含有するものを使用するものであり、その例を示すと、放電加工用灯油，潤滑用オイル，有機珪素化合物のシリコンオイル等を用いることが可能である。
【００１９】
金属粉末としては、皮膜成分の金属間化合物を形成する金属粉末を用いる。この金属粉末としては、被皮膜形成体１が鉄鋼材料であるときには、▲１▼、または▲１▼と▲２▼（特に高耐摩耗性が要求される場合）を用いる。被皮膜形成体１が非鉄鋼材料、例えば非鉄材のアルミ材料であるときには、▲１▼と▲３▼、または▲１▼と▲２▼と▲３▼の混合物を用いる。
▲１▼金属間化合物を形成する金属間化合物であって、炭素と反応しやすい金属粉末、Ｔｉ，Ｎｂ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｚｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｃｏ，Ｎｉ等の単体粉末または２種類以上の混合粉末、又は超硬合金やサーメットなどの金属粉末
▲２▼ＴｉＣやＳｉＣなどのセラミックス
▲３▼アルミニウムと反応して金属間化合物を形成すると共に成形時のバインダーとなり成形性を向上させるＡｌ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｃｕなどの金属粉末の単体粉末又は２種類以上の混合粉末
さらに、金属粉末と絶縁体液の混合割合は、
金属粉末と絶縁体液の体積割合で、
金属粉末：絶縁体液＝１０〜５０：９０〜５０の割合に設定する。
【００２０】
本発明の皮膜形成方法によれば、被皮膜形成体が鉄鋼材料であるときに、金属粉末が、Ｔｉ，Ｎｂ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｚｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｃｏ，Ｎｉ等及びその混合粉末や超硬合金，サーメットなどの金属であることにより、耐摩耗性，耐熱性を確保することができる。さらに、ＴｉＣやＳｉＣなどのセラミックスを添加することにより、高摩耗性を得ることができる。また被処理物がアルミ系材料であるときに、金属粉末が、Ｔｉ，Ｎｂ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｚｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｃｏ，Ｎｉ等及びその混合物や超硬合金，サーメットなどの金属であり、さらに、ＴｉＣやＳｉＣなどのセラミックスを添加することにより、耐摩耗性を得ることができる。また、アルミニウムと反応して金属間化合物を形成するとともに、皮膜時のバインダーとなり成膜性を向上させるＡｌ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｃｕなどの金属粉末を添加することにより、皮膜を被処理物に確実に、かつ成膜性を向上させて形成することができる。
【００２１】
また電極に非消耗電極を用いて放電を励起することにより、皮膜中に不純物が混入して劣化するのを防止することができる。
【００２２】
また金属粉末と前記絶縁体液との混合比率を、金属粉末：絶縁体液＝１０〜５０：９０〜５０の範囲に設定することにより、耐摩耗性をもつ皮膜を得ることができる。また、炭素の含有比率を適宜設定することにより、耐摩耗性を得ることができる。また、絶縁体液の粘性を適宜設定することにより、電極と皮膜形成対象部との間に金属粉末を面状に展開して配することができ、金属粉末を使って面状放電を容易に生じさせることができる。
【００２３】
次に、本発明の皮膜形成方法について説明する。先ず、皮膜成分の金属間化合物を形成する金属粉末と炭素含有の絶縁体液とをペースト混合機１２に投入し、このペースト混合機１２により炭素含有の絶縁体液中に皮膜成分の金属粉末を均一に混合してペーストを形成する（ペースト形成工程）。
【００２４】
次に、ペースト混合機１２から供給されるペースト１３の供給量をコントロールバルブ１０により制御すると共に所定量のペースト１３をペースト吐出ノズル６に圧送ポンプ１１により圧送し、放電用電極２の移動前方向からペースト吐出ノズル６で被皮膜形成体１の皮膜形成対象部１ａに盛付けて、電極２と皮膜形成対象部１ａとの間に供給する。
【００２５】
この場合、ペースト１３が電極２と皮膜形成対象部１ａとの間の隙間に供給されたときには、ペースト１３が少なくとも電極２の電極面２ａの縦横２辺で囲まれた範囲に渡って塗布される。金属粉末は、ペースト１３中に均一に混合されているため、ペースト１３が電極２の電極面２ａに相当する範囲に渡って塗布されることにより、電極２の電極面内にペースト１３中の金属粉末が展開した状態で塗布されていると見做すことができる（ペースト供給工程）。
【００２６】
次に、シールドガス１５をシールドガスノズル６から電極２と皮膜形成対象部１ａの周りに供給しつつ、放電用電極２と被皮膜形成体１との間に放電を生じさせる。電極２と被皮膜形成体１との間に金属粉末含有のペースト１３が存在しない場合には、電極２と被皮膜形成体１との間では、点放電が発生するが、本発明では、ペースト１３中で面状に展開した金属粉末が存在するため、電極２と被皮膜形成体１の間に発生する放電は、面状に展開した金属粉末により電極２の電極面２ａの範囲まで拡大される。
【００２７】
電極２の電極面２ａの範囲に拡大した放電のエネルギーを、電極２の電極面２ａの範囲に塗布されたペースト１３に作用させ、ペースト１３中の金属粉末を無酸化雰囲気中で溶融させる。これと同時に、ペースト１３の絶縁体液の体膨張により電極２と皮膜形成対象部１ａとの間に発生する圧力を加え、溶融金属を皮膜形成対象部１ａに積層して皮膜１４を形成する（皮膜形成工程）。
【００２８】
電極２の電極面２ａに相当する面積分の皮膜形成が終了したときに、シールドガスを供給させたままで電極２を図中の左方向に移動させつつ、上述したペースト供給工程，皮膜形成工程を繰返して行い、被皮膜形成体１の皮膜形成対象部１ａに連続した皮膜１４を形成する。
【００２９】
図１に示す実施形態では、拡大された面状放電のエネルギーにより、電極２と皮膜形成対象部１ａとの間に面状に展開された金属粉末を溶融し、当該溶融金属を前記絶縁体の体膨張力により積層するため、溶融金属が電極面積の範囲で皮膜形成対象部１ａを覆うこととなる。しかも、その溶融金属は面状放電エネルギーを受けて形成されるため、その硬さが一様となり、皮膜形成対象部１ａの全面に、前記溶融金属で一様な硬さに皮膜１４を形成することができる。
【００３０】
これにより、皮膜に叩き付ける動作が繰り返し行われたとしても皮膜が局部的に偏摩耗することがなく、所期値の硬さを皮膜全面で均一に保って耐摩耗性を発揮することができる。さらに、皮膜が溶融金属で形成されることにより、耐熱性を発揮することができる。また、上述した皮膜１４は、皮膜形成対象部と電極との間に金属粉末をペースト１３に含ませて面状に展開させ面状の放電を生じさせて積層させるという製造方法であるため、既存の放電加工機の電極部分を上述した電極に利用して放電制御を行うことにより、別途放電発生機を用いることなく容易に製造することができる。
【００３１】
【実施形態２】図２は、本発明の他の実施形態に係る放電エネルギーを利用した被皮膜形成体の皮膜形成方法を説明する断面図である。図２に示す実施形態は、電極を被皮膜形成体に対して周回移動させて被皮膜形成体に皮膜を形成する例を示している。
【００３２】
図３に示すように、内燃機関のシリンダヘッド４には、円形のバルブ２（被皮膜形成体）が着座する円環状のバルブシート３が燃焼室に対応させて設けられ、図示しないロッカーアームとバルブスプリング１６の作用により、バルブ２がバルブシート３に着座し、また、バルブ２がバルブシート３から離座する動作が交互に行われて弁の開閉が行われ、燃焼室に対する吸排気動作が制御されるようになっている。バルブシート３は、燃焼室での燃焼により高温に晒されるために耐熱性が必要であり、かつバルブ２が繰り返し叩き付けられるために耐摩耗性が必要となる。
【００３３】
図２に示す実施形態は、図３に示す被皮膜形成体１としてのバルブシート３に皮膜１４を形成する実施形態を示すものである。
【００３４】
この実施形態に用いる電極２とペースト吐出ノズル５とシールドガスノズル６の構造体について説明する。
【００３５】
図２に示すように、上述した構造体は、図示しないアームに支持されてシリンダヘッド１のバルブシート３に添って周回移動するようになっている。具体的には、電極２と中空のシールドガスノズル６とが内外２重に設けられ、中心に位置する電極２とシールドガスノズル６との間にシールドガスの供給路７が形成されている。放電用電極２には、圧紛体からなる電極のように消耗される電極ではなく、消耗されない非消耗型のものを用いる。この電極２としては、放電電力を制御して放電加工の目的に適合しない状態にすることにより、既存の放電加工機の電極の部分を使用することが可能である。
【００３６】
また、シールドガスノズル６の下部開口部には、中心に位置する電極２側に傾斜して電極２の周囲を取囲むテーパ状のシールドガス吹出し口６ａが設けられ、その上部開口部には、シールドガス源８から伸びる可撓パイプが図示しない回転継ぎ手を介して接続される共にコントロールバルブ９が設けられ、コントロールバルブ９で制御されてシールドガスノズル６の供給路７に送り込まれたシールドガス１５が、シールドガス吹出し口６ａから電極２の外周及びシリンダヘッド４のバルブシート３に向けて吹出し、その周りに無酸化雰囲気を形成するようになっている。このシールドガスには、二酸化炭素，アルゴン，ヘリウムなどの不活性ガスが用いられる。
【００３７】
さらに、図２に示すように、ペースト吐出ノズル６が電極２の移動前方向側に位置して放電用電極２に添わせて設けられ、ペースト吐出ノズル６の下部開口部がシリンダヘッド１のバルブシート３に接近して開口され、その上部開口部には、ペースト加工機１２から伸びる図示しない可撓パイプが図示しない回転継ぎ手を介して接続される共にコントロールバルブ１０及び圧送ポンプ１１が設けられ、圧送ポンプ１１で圧送されコントロールバルブ１０で流量制限されたペースト１３が電極２の移動前方向から電極２とバルブシート３との間に供給されるようになっている。ペースト混合機１２は、図１に示す構成と同じものを用いている。また、ペースト１３は、図１に用いたものと同じものを用いている。
【００３８】
さらに、シールドガスノズル６の吹出し側が電極２側に傾斜したテーパ状のシールドガスの吹出し口６ａが設けられ、シールドガス吹出し口６ａから電極２の外周にシールドガス供給路７からのシールドガスを吹出すようになっている。
【００３９】
先ず、皮膜成分の金属間化合物を形成する金属粉末と炭素含有の絶縁体液とをペースト混合機１２に投入し、ペースト混合機１２により炭素含有の絶縁体液中に皮膜成分の金属粉末を均一に混合してペーストを形成する（ペースト形成工程）。
【００４０】
次に、ペースト加工機１２から供給されるペースト１３の供給量をコントロールバルブ１０により制御すると共に所定量のペースト１３をペースト吐出ノズル６に圧送ポンプ１１により圧送し、電極２の移動前方向からペースト吐出ノズル６でシリンダヘッド１のバルブシート３に盛付けて、電極２とバルブシート３との間に供給する。
【００４１】
この場合、ペースト１３が電極２とバルブシート３との間の隙間に供給されたときには、ペースト１３が電極２の電極面２ａの縦横２辺で囲まれた範囲に渡って塗布される。金属粉末は、ペースト１３中に均一に混合されているため、ペースト１３が少なくとも電極２の電極面２ａに相当する範囲に渡って塗布されることにより、電極２の電極面内にペースト１３中の金属粉末が面状に展開した状態で塗布されていると見做すことができる（ペースト供給工程）。
【００４２】
次に、シールドガス１５を電極２とバルブシート３との周りに供給しつつ電極２とバルブシート３との間に放電を生じさせる。電極２とバルブシート３との間に金属粉末含有のペースト１３が存在しない場合には、電極２とバルブシート３との間では、点放電が発生するが、本発明では、絶縁体液中で面状に展開した金属粉末が存在するため、電極２とバルブシート３の間に発生する放電は、面状に展開した金属粉末により電極２の電極面２ａの範囲まで拡大されることとなる。
【００４３】
電極２の電極面２ａの範囲に拡大した放電のエネルギーが、電極２の電極面２ａの範囲に塗布されたペースト１３に作用し、ペースト１３中の金属粉末が溶融される。この溶融金属は、ペースト１３の絶縁体液の体膨張により電極２とバルブシート３との間に発生する圧力を受けてバルブシート３に積層されて皮膜１４を形成する（皮膜形成工程）。
【００４４】
電極２の電極面２ａに相当する面積分の皮膜形成が終了したときに、シールドガスを供給したままで電極２をバルブシート３の内周面に添って周回移動させつつ、上述したペースト供給工程，皮膜形成工程を連続して繰返して行い、バルブシート３に連続した皮膜１４を形成する（図３参照）。
【００４５】
図２に示す実施形態では、拡大された面状放電のエネルギーにより、電極２とバルブシート３との間に面状に展開された金属粉末を溶融するため、その溶融金属が電極面積の範囲でバルブシート３を覆うこととなる。しかも、その溶融金属が絶縁体液の体膨張により積層されるため、その硬さが一様となり、電極面２ａの範囲に含まれるバルブシート３に一様な硬さに皮膜１４を形成することができる。
【００４６】
これにより、皮膜に叩き付ける動作が繰り返し行われたとしても皮膜が局部的に偏摩耗することがなく、所期値の硬さを皮膜全面で均一に保って耐摩耗性を確保することができる。さらに、皮膜が放電エネルギーを受けて形成されることにより、耐熱性を確保することができる。また、上述した皮膜は、バルブシートと電極との間に金属粉末をペースト１３に含ませて面状に展開させ面状の放電を生じさせて積層させるという製造方法であるため、既存の放電加工機の電極部分を上述した電極に利用して放電制御を行うことにより、別途放電発生機を用いることなく容易に製造することができる。
【００４７】
更に、バルブシート３の円錐面部の幅方向の面が放電用電極面で完全に覆われるため、放電用電極２をバルブシート３の周方向に１周分だけ周回移動させることにより、円錐面部の全面に皮膜１４を形成することができる。
以上の実施例では、バルブシート用皮膜形成に、電極を含む構造体を周回移動させているが、構造体を移動させず、シリンダヘッドを移動させてもよい。そのようにすれば、回転継ぎ手が不要になる。
【００４８】
【実施例１】
本発明を図３に示すシリンダヘッドに適用して、そのバルブシートに皮膜を形成した例を実施例１として説明する。
【００４９】
二輪車や四輪車などの内燃機関のシリンダヘッド１には、一般にアルミニウム合金が用いられている。このシリンダヘッド１は、図示しないシリンダブロックの上部に取り付けられ、燃焼室への吸排気動作を制御するバルブ２が取付けられる（図２参照）。
【００５０】
このシリンダヘッド１は、バルブ２が当接する部分に耐摩耗性や耐焼付け性が要求されるために、一般に鉄系焼結材のバルブガイドやバルブシートリングがシリンダヘッド４の軸孔やシート凹陥部にそれぞれ圧入される。しかし、この圧入構造では、アルミニウム合金のシリンダヘッド４と、鉄系焼結材のバルブガイドやバルブシートリングとの実接触面積が見掛けの面積より小さいために、バルブガイドやバルブシートリングを通して放熱作用を行うシリンダヘッド１に伝わる熱量が少なくなる。このため、シリンダ内の燃焼室に発生する熱をバルブガイドやバルブシートリングを通してシリンダヘッドに有効に伝えることができず、燃焼室やバルブ２が高温になる傾向を示し、極端な場合にはノッキングの発生原因となるときがある。
【００５１】
これに対して、本発明では図２に示すように、バルブシート３をシリンダヘッド４に一体に成形して設け、かつ、バルブシート３に皮膜１４を形成することにより冷却効率を向上させて、上述した問題を解決することができる。以下に、ＪＩＳ  ＡＣ４Ｃ製シリンダヘッドのバルブシートに皮膜を形成する方法を示す。
【００５２】
金属粉末には、Ａｌ：Ｔｉ：Ｎｂ：Ｍｎ：Ｖ＝４７：４３：５：３：２（ａｔ％）、絶縁体液には、放電加工用灯油（動粘度：２．０×１０−６ｍ２／ｓ）を用い、これを金属粉末：絶縁体液＝３０：７０ｖｏｌ％で混合しペースト１３を作製した。このペースト１３をペースト吐出ノズル５からバルブシート３に供給しつつ、電極２を移動させて放電させた。このとき、シールドガス１５としてアルゴンガスを使用し、電極２に通電するパルスの通電時間を２５６μｓｅｃ、パルスの通電時間と非通電時間との比であるデューテイー比を０．１、放電電流０．７Ａ／ｍｍ２とする放電条件で放電を行った。また、電極２の移動速度は、３００ｍｍ／分とした。
【００５３】
この製造方法によりシリンダヘッドのバルブシートに硬質皮膜１４を形成することができた。この硬質皮膜１４を通してバルブ３の熱がシリンダヘッド４に有効に伝達され、シリンダヘッド４から放熱されていることが確認できた。
【００５４】
【実施例２】実施例２は、実施例１で用いた放電加工用灯油（絶縁体液）に代えて、動粘度１．５×１０−６ｍ２／ｓのシリコンオイルを用いて放電を行った。絶縁体液にシリコンオイルを用いた以外は、実施例１と同じ条件で放電エネルギーを利用してバルブシート３に皮膜１４を形成した。
【００５５】
この実施例２の場合にも、バルブシート３に硬質皮膜１４を形成させることができた。
【００５６】
なお、被皮膜形成体としてシリンダヘッドを用いたが、これに限定されるものではない。更に、放電用電極２を皮膜形成対象部に添って連続的に移動させて皮膜を形成したが、これに限られるものではなく、皮膜形成対象部の面積が放電用電極面の広さである場合には、電極を固定して皮膜形成を行えばよい。また、シールドガスを供給しつつ皮膜形成を行ったが、ペーストに含まれる絶縁体液により電極と皮膜形成対象部との周りに無酸化雰囲気を形成することが可能な場合には、シールドガスを必ずしも供給する必要はない。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、皮膜成分の金属間化合物を形成する金属粉末を、炭素含有の絶縁体液に混合してペーストを形成し、当該ペーストを放電用電極と被皮膜形成体の皮膜形成対象部との間に供給し、当該ペースト中の金属粉末を放電用電極面の範囲に展開する。さらに、電極と皮膜形成体勝負との間に展開した金属粉末で放電を面状に拡大し、該面状放電のエネルギーをペーストに印加することにより、該ペースト内の金属粉末を溶融すると共に該溶融金属を被皮膜形成体の表層に積層して皮膜を形成する。
【００５８】
したがって、電極と皮膜形成対象部との間に発生する放電を金属粉末で拡大して、その拡大された面状放電エネルギーにより、電極と皮膜形成対象部との間に面状に展開された金属粉末を溶融するため、その溶融金属が電極面積の範囲で皮膜形成対象部を覆うこととなり、しかも、その溶融金属は面状放電エネルギーを受けるため、その硬さが一様となり、皮膜形成対象部の全面に、一様な硬さで皮膜を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る放電エネルギーを利用した皮膜形成方法を説明する図であって、直線移動して皮膜を連続形成する場合を示す断面図である。
【図２】本発明に係る放電エネルギーを利用した皮膜形成方法を説明する図であって、周回移動させてバルブシートに皮膜を連続形成する場合を示す断面図である。
【図３】本発明の皮膜形成方法により皮膜を形成したバルブシートの使用状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１  被皮膜形成体
１ａ  被皮膜形成体の皮膜形成対象部
２  バルブ
３  バルブシート
４  シリンダヘッド
【図１】
2004300559.tif 000003
【図２】
2004300559.tif 000004
【図３】
2004300559.tif 000005