(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工液中または気中において圧粉体電極とワークとの間にパルス状の放電を発生させ、そのエネルギーによりワーク表面に前記電極の材料からなる被膜または前記電極の材料が前記パルス状の放電の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放電表面処理用電極において、
前記圧粉体電極は、金属粉末または金属の化合物の粉末または導電性のセラミックの粉末を凝集させた粉末塊のみが圧縮成型されてなり、
前記粉末塊の大きさが、前記電極とワークとの間の距離より小さいこと、
を特徴とする放電表面処理用電極。
【請求項２】
前記粉末塊の大きさが、０．３ｍｍ以下であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の放電表面処理用電極。
【請求項３】
加工液中または気中において圧粉体電極とワークとの間にパルス状の放電を発生させ、そのエネルギーによりワーク表面に前記電極の材料からなる被膜または前記電極の材料が前記パルス状の放電の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放電表面処理用電極の製造方法であって、
金属粉末または金属の化合物の粉末または導電性のセラミックの粉末が凝集した粉末塊を形成する粉末塊形成工程と、
前記金属粉末または金属の化合物の粉末または導電性のセラミックの粉末が凝集した粉末塊の大きさが、前記電極とワークとの間の距離より小さくなるように選別または分解する選別・分解工程と、
前記選別・分解工程で選別または分解された粉末塊のみを圧縮成形する成形工程と、
を含む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４】
前記選別・分解工程において、所定の大きさの目幅を有するふるいを用いて前記粉末塊を選別することを特徴とする請求の範囲第３項に記載の放電表面処理用電極の製造方法。
【請求項５】
前記篩の目幅が０．３ｍｍ以下であることを特徴とする請求の範囲第４項に記載の放電表面処理用電極の製造方法。
【請求項６】
前記選別・分解工程の前に、前記金属粉末または金属の化合物の粉末または導電性のセラミックの粉末を粉砕する粉砕工程を有することを特徴とする請求の範囲第３項〜第５項のいずれか１つに記載の放電表面処理用電極の製造方法。
【請求項７】
前記粉砕工程において、平均粒径３μｍ以下に粉砕することを特徴とする請求の範囲第６項に記載の放電表面処理用電極の製造方法。
【請求項８】
前記粉砕工程において、ミル装置を用いて粉末を粉砕することを特徴とする請求の範囲第６項または第７項に記載の放電表面処理用電極の製造方法。
【請求項９】
前記粉砕工程を溶液中で行い、
前記粉砕工程後に、粉砕した粉末を乾燥する乾燥工程と、
乾燥工程で乾燥した粉末をふるいにかける工程と、
を有することを特徴とする請求の範囲第６項〜第８項のいずれか１つに記載の放電表面処理用電極の製造方法。
【請求項１０】
前記選別・分解工程と前記成形工程との間に、
前記選別・分解工程で選別または分解された粉末と、ワックスとを混合する工程と、
ワックスを混合した粉末をふるいにかける工程と、
を有することを特徴とする請求の範囲第３項〜第９項のいずれか１つ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】
この発明は、放電表面処理技術に関するものであり、詳しくは、金属粉末または金属の化合物の粉末、もしくは、セラミックスの粉末を圧縮成形した圧粉体を電極として用いて、電極とワークとの間にパルス状の放電を発生させ、そのエネルギにより、ワーク表面に電極の材料からなる被膜、または電極の材料がパルス状の放電のエネルギ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技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
航空機用ガスタービンエンジンのタービンブレードなどの表面には、高温環境下での強度と潤滑性を持った材料をコーティングあるいは肉盛りする必要がある。高温環境下でＣｒ（クロム）やＭｏ（モリブデン）が酸化されて酸化物となることで潤滑性を発揮することがわかってきていることから、Ｃｏ（コバルト）をベースとし、ＣｒやＭｏを含んだ材料を溶接・溶射などの方法で被膜を厚く盛り上げている。
【０００３】
ここで、溶接とは、ワークと溶接棒との間の放電により溶接棒の材料をワークに溶融付着させる方法であり、溶射とは、金属材料を溶かした状態にし、スプレー状にワークに吹き付け皮膜を形成させる方法である。
【０００４】
しかしながら、この溶接・溶射の何れの方法も人手による作業であり、熟練を要するため、作業をライン化することが困難であり、コストが高くなるという問題がある。また、特に溶接は、熱が集中してワークに入る方法であるため、厚みの薄い材料を処理する場合や、単結晶合金・一方向凝固合金など方向制御合金のように割れやすい材料では、溶接割れが発生しやすく歩留まりが低いという問題もある。
【０００５】
一方、その他の表面処理技術としては、例えば放電加工による表面処理技術も確立している（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】国際公開第９９/５８７４４号パンフレット
【特許文献２】特許第３２２７４５４号公報
【特許文献３】特開平５−１４８６１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、放電表面処理による厚膜の形成では、電極側からの材料の供給と、その供給された材料のワーク表面での溶融およびワーク材料との結合の仕方と、が被膜性能に最も影響を与える。この電極材料の供給に影響を与えるのが電極の強度、すなわち硬さである。特許文献１に示された電極の製造方法では、電極にある程度の硬さを持たせつつ放電による電極材料の供給を抑え、供給された材料を十分溶融させることによりワーク表面に硬質セラミックス被膜を形成している。しかし、形成される被膜は、１０μｍ程度までの薄膜に限定される。
【０００８】
このため、上述したような高温環境下での強度と潤滑性とが必要とされるような用途などの、緻密で比較的厚い被膜（１００μｍのオーダー以上の厚膜）の形成を行うことはできなかった。
【０００９】
また、従来の放電表面処理では、セラミックス製粉末を圧縮形成した圧粉体電極を用いて、部品や金型の耐摩耗性を向上するためにＴｉＣ（炭化チタン）などの硬質材料の被膜を形成していた。そして、このような放電表面処理に用いられる電極は、セラミックス製粉末をプレスにより圧縮成形した後、加熱して製造していた（例えば、特許文献２参照）。
【００１０】
近年、潤滑性や耐食性を有する金属被膜を放電表面処理で形成することへの要求が高まっている。ここで、潤滑性や耐食性を有する金属被膜を放電表面処理により形成するためには、平均粒径３μｍ以下の金属粉末を用いて電極を製造する必要があることが発明者の実験によって明らかになってきた。
【００１１】
しかしながら、平均粒径３μｍ以下の金属粉末は、分子間力や静電気力の作用により、粉末と粉末の引き合う力強くなり、凝集して大きな固まりになりやすい。このような大きな固まりを有した圧粉体電極を用いて放電表面処理を行った場合、その大きな固まりがワーク表面に堆積し、短絡や放電不安定を引き起こすだけでなく、被膜の表面粗さを低下させるという問題がある。
【００１２】
ここで、特許文献２に記載の発明は、粉末と粉末の引き合う力が弱いセラミックス粉末を対象としているため、粉末にパラフィンを混合させた後も、粉末が凝集した大きな固まりにはなりにくい。すなわち、特許文献２に記載の発明では、金属粉末の凝集についての対処は施されていない。
【００１３】
また、従来の金属電極製造においても、金属粉末をプレスにより成形した後、完全に金属を溶かすまで加熱することにより、圧粉体とは異なる電極製造技術も同様に確立している。しかし、この場合も金属を溶かすことから金属粉末の凝集についての対処は施されていない。
【００１４】
また、従来の電極の製造方法では、大気中で市販のセラミックス製粉末をそのままプレスにより圧縮成形した後、加熱して電極を製造していた（例えば、特許文献２参照）。この電極に使用されるセラミックスは、酸化温度が高いため平均粒径が１μｍ程度の乾燥した粉末を大気中に放置しても酸化が進まない。このため、平均粒径が数μｍのセラミックス粉末が市販されており、成形も容易であった。
【００１５】
また、その他にも、平均粒径が１μｍ程度のＷＣ（タングステンカーバイド）とＣｏ（コバルト）とを用いて膜厚が数１０ｍｍの厚い被膜層を形成する放電表面処理方法が開示されている（例えば、特許文献３参照）。ＷＣやＣｏは、ＴｉＣと同様に酸化しにくい金属である。酸化しにくい金属としては、Ｃｏの他にはＮｉ（ニッケル）なども挙げられる。このように、セラミックス、ＷＣ等からなる電極を用いてワーク表面に硬質セラミックス被膜を形成する技術は従来技術により実現されている。
【００１６】
上述したように近年、例えば高温環境下での潤滑性や耐食性を有する金属被膜を放電表面処理で形成させる要求が高まってきている。また、金属部品の補修や寸法の補正に、放電表面処理による金属や合金の厚い被膜の適用が求められている。また、上述したように、放電表面処理で金属や合金の被膜を形成させるためには、平均粒径３μｍ以下の粉末を用いて電極を製造する必要があることが本件発明者らによって明らかになってきた。
しかしながら、市場において、粒径３μｍ以下の金属や合金粉末は酸化しにくい材質しか流通しておらず、様々な材質の放電表面処理用電極の粉末を入手できないという問題があった。
【００１７】
例えば、軽量で高強度であり、更に高温での耐酸化性を有するＴｉは、ジェットエンジンのコンプレッサーなどに使用されている。Ｔｉの固溶体（固まり）は、大気中で表面がわずかに酸化されるだけで、内部はＴｉのままである。しかし、Ｔｉが粉末では、粉末の粒径を数μｍまで小さくすると、体積に対する表面積の影響が増大し、粉末表面の酸化による熱が粒子内部まで伝播し、粉末の内部まで酸化してしまう。酸化されると粉末は導電性を失い、放電表面処理用の電極には使えなくなる。これは、電極が通電性を持たなければ、放電を発生できないためである。また、Ｔｉの粉末の酸化は爆発的に進む虞もある。このため、上述したように放電表面処理用電極の製造に適した平均粒径の粉末は、入手が困難であり、たとえ入手できたとしても従来の方法では放電表面処理用電極を製造できない。
【００１８】
本発明は上記に鑑みてなされたものであって、安定して被膜を形成可能な放電表面処理技術を確立することを目的とするものである。
【００１９】
すなわち、本発明は、緻密な厚膜を形成することができる放電表面処理用電極およびその製造方法、並びに放電表面処理用電極の保管方法を得ることを目的とする。
【００２０】
また、本発明は、金属粉末を圧粉体電極として使用する放電表面処理において、面粗さを低下させること無く安定した放電を行わせて厚膜が形成可能な放電表面処理用電極およびその製造方法を得ることを目的とする。
【００２１】
また、本発明は、放電表面処理で金属被膜を形成するために、酸化しやすい金属の粉末、或いは酸化しやすい金属を含んだ合金粉末からも容易に放電表面処理用電極が製造できる放電表面処理用電極の製造方法およびこれにより製造される放電表面処理用電極を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明にかかる放電表面処理用電極にあっては、加工液中または気中において圧粉体電極とワークとの間にパルス状の放電を発生させ、そのエネルギーによりワーク表面に電極の材料からなる被膜または電極の材料が前記パルス状の放電の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放電表面処理用電極において、圧粉体電極は、金属粉末または金属の化合物の粉末または導電性のセラミックの粉末を凝集させた粉末塊のみが圧縮成型されてなり、粉末塊の大きさが、前記電極とワークとの間の距離より小さいこと、を特徴とする。
【００２９】
また、本発明にかかる放電表面処理用電極の製造方法にあっては、加工液中または気中において圧粉体電極とワークとの間にパルス状の放電を発生させ、そのエネルギーによりワーク表面に電極の材料からなる被膜または電極の材料が前記パルス状の放電の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放電表面処理用電極の製造方法であって、金属粉末または金属の化合物の粉末または導電性のセラミックの粉末が凝集した粉末塊を形成する粉末塊形成工程と、金属粉末または金属の化合物の粉末または導電性のセラミックの粉末が凝集した粉末塊の大きさが、前記電極とワークとの間の距離より小さくなるように選別または分解する選別・分解工程と、選別・分解工程で選別または分解された粉末塊のみを圧縮成形する成形工程と、を含むことを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下に、この発明にかかる放電表面処理用電極およびその製造方法、並びにその保管方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この発明は、以下の記述に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、添付の図面においては、理解の容易のため、各部材における縮尺が異なる場合がある。
【００４０】
実施の形態１．
実施の形態１および後述する実施の形態２では、安定した放電を行うことにより、被膜の面粗さを低下させることなく膜厚の厚い被膜を堆積させることを可能とする放電表面処理用電極およびその製造方法について説明する。
【００４１】
最初に、この発明で用いられる放電表面処理方法とその装置の概要について説明する。なお、ここで説明する概要は、この明細書において共通である。第１図は、放電表面処理装置における放電表面処理の概略を示す図である。放電表面処理装置１は、被膜１４を形成したい被加工物（以下、ワークという）１１と、ワーク１１の表面に被膜１４を形成させるための放電表面処理用電極１２と、ワーク１１と放電表面処理用電極１２とに電気的に接続され両者間にアーク放電を起こさせるために両者に電圧を供給する放電表面処理用電源１３と、を備えて構成される。放電表面処理を液中で行う場合には、ワーク１１と放電表面処理用電極１２のワーク１１と対向する部分が灯油などの油系の加工液１５で満たされるように加工槽１６がさらに設置される。また、放電表面処理を気中で行う場合には、ワーク１１と放電表面処理用電極１２とは処理雰囲気中に置かれる。なお、第１図と以下の説明では、加工液中で放電表面処理を行う場合を例示する。また、以下では、放電表面処理用電極を単に電極と表記することもある。さらに、以下では、放電表面処理用電極１２とワーク１１との対向する面の間の距離のことを極間距離という。
【００４２】
つぎに、このような構成の放電表面処理装置１における放電表面処理方法について説明する。放電表面処理は、たとえば、被膜１４を形成したいワーク１１を陽極とし、被膜１４の供給元となる金属やセラミックスの平均粒径１０ｎｍ〜数μｍの粉末を成形した放電表面処理用電極１２を陰極とし、これらの電極を加工液１５中で両者が接触しないように図示しない制御機構によって極間距離を制御しながら、両者間に放電を発生させる。
【００４３】
放電表面処理用電極１２とワーク１１との間に放電が発生すると、この放電の熱によりワーク１１および電極１２の一部は溶融される。ここで、電極１２の粒子間結合力が適当な場合には、放電による爆風や静電気力によって溶融した電極１２の一部（以下、電極粒子という）２１が電極１２から引き離され、ワーク１１表面に向かって移動する。そして、電極粒子２１がワーク１１表面に到達すると、再凝固し被膜１４となる。また、引き離された電極粒子２１の一部が加工液１５中や気中の成分２２と反応したもの２３もワーク１１表面で被膜１４を形成する。このようにして、ワーク１１表面に被膜１４が形成される。
【００４４】
しかし、電極１２の粉末間の結合力が強い場合には、放電による爆風や静電気力では電極１２がはぎ取られず、電極材料をワーク１１へ供給することができない。すなわち、放電表面処理による厚い被膜の形成の可否は、電極１２側からの材料の供給とその供給された材料のワーク１１表面での溶融およびワーク１１材料との結合の仕方に影響される。そして、この電極材料の供給に影響を与えるのが、電極１２の硬度、すなわち硬さである。
【００４５】
ここで、放電表面処理に用いられる放電表面処理用電極１２の製造方法について説明する。第２図は、放電表面処理用電極の製造プロセスを示すフローチャートである。最初に、ワーク１１に形成したい被膜１４の成分を有する金属やセラミックスの粉末を粉砕する（ステップＳ１）。複数の成分から成る場合には、所望の比率となるようにそれぞれの成分の粉末を混合して粉砕する。たとえば、市場に流通している平均粒径数十μｍの金属、金属化合物またはセラミックスの球形粉末を、ボールミル装置などの粉砕機で平均粒径３μｍ以下に粉砕する。粉砕を液体中で行ってもよいが、この場合には、液体を蒸発させて粉末を乾燥させる（ステップＳ２）。乾燥後の粉末は、粉末と粉末とが凝集して大きな塊を形成しているので、この大きな塊をバラバラにするとともにつぎの工程で使用するワックスと粉末とを十分に混合させるために、ふるいにかける（ステップＳ３）。たとえば、凝集した粉末が残っているふるいの網の上にセラミックス球または金属球を乗せて網を振動させると、凝集してできた塊は振動のエネルギや球との衝突によってバラバラとなり、網の目を通過する。この網の目を通過した粉末だけが以下の工程で使用される。具体的には、凝集した塊を含んだ粉末を極間距離より小さいメッシュサイズを有する網の上に置く。
【００４６】
ここで、このステップＳ３で粉砕した粉末をふるいにかけることについて説明する。放電表面処理において、放電を発生させるために放電表面処理用電極１２とワーク１１の間に印可される電圧は、通常８０Ｖ〜３００Ｖの範囲である。この範囲の電圧を電極１２とワーク１１との間に印可すると、放電表面処理中の電極１２とワーク１１の間の距離は０．３ｍｍ程度となる。上述したように、放電表面処理においては、両極間に生じるアーク放電によって、電極１２を構成する凝集した塊はその大きさのまま電極１２から離脱する。ここで、塊の大きさが極間距離以下（０．３ｍｍ以下）であれば、極間に塊が存在しても、つぎの放電を発生させることができる。また、放電は距離の近い箇所で発生するため、塊のあるところで放電が起こり、放電の熱エネルギや爆発力で塊を細かく砕くことができる。
【００４７】
しかし、電極１２を構成する塊の大きさが極間距離以上（０．３ｍｍ以上）あると、放電によってその塊が電極１２からそのままの大きさで離脱し、ワーク１１上に堆積したり、電極１２とワーク１１の間の加工液１５に満たされた極間を漂ったりする。前者のように大きな塊が堆積すると、放電は電極１２とワーク１１の距離の近いところで発生するため、その部分で放電が集中し、その他の場所で放電を発生できなくなり、被膜１４をワーク１１表面に均一に堆積できない。また、この大きな塊は、放電の熱によっては完全に溶融することができない。そのため、被膜１４は非常に脆く、手で削れるほどのものとなる。また、後者のように大きな塊が極間を漂うと電極１２とワーク１１の間を短絡させ、放電を発生できなくなる。つまり、被膜１４を均一に形成しかつ安定した放電を得るためには、粉末が凝集することによって形成される、極間距離以上の大きさの塊が、電極１２を構成する粉末に存在してはならない。この粉末の凝集は、金属粉末や導電性セラミックスの場合に起こり易く、非導電性の粉末の場合には起こり難い。また粉末の平均粒径を小さくするほど粉末の凝集は起こり易い。したがって、このような粉末の凝集によって生成される塊による放電表面処理中の弊害を防ぐために、ステップＳ３での凝集した粉末をふるいにかける工程が必要となる。以上の趣旨によって、ふるいを行う際には極間距離よりも小さいサイズの網の目を使用する必要がある。
【００４８】
その後、後の工程でのプレスの際に粉末内部へのプレスの圧力の伝わりを良くする場合には、必要に応じて粉末にパラフィンなどのワックスを重量比で１％〜１０％程度混合する（ステップＳ４）。粉末とワックスとを混合すると、成形性を改善することができるが、粉末の周囲が再び液体で覆われることになるので、その分子間力や静電気力の作用によって凝集し、大きな塊を形成してしまう。そこで、再び凝集した塊をバラバラにするためにふるいにかける（ステップＳ５）。ここでのふるいのかけ方は上述したステップＳ３での方法と同様である。
【００４９】
ついで、得られた粉末を圧縮プレスで成形する（ステップＳ６）。第３図は、粉末を成形する際の成形器の状態を模式的に示す断面図である。下パンチ１０４を金型（ダイ）１０５に形成されている孔の下部から挿入し、これらの下パンチ１０４と金型（ダイ）１０５で形成される空間に上記ステップＳ５でふるいにかけられた粉末（複数の成分から成る場合には粉末の混合物）１０１を充填する。その後、上パンチ１０３を金型（ダイ）１０５に形成されている孔の上部から挿入する。そして、加圧器などでこのような粉末１０１が充填された成形器の上パンチ１０３と下パンチ１０４の両側から圧力をかけて粉末１０１を圧縮成形する。以下では、圧縮成形された粉末１０１を圧粉体という。このとき、プレス圧力を高くすると電極１２は硬くなり、低くすると電極１２は柔らかくなる。また、電極材料の粉末１０１の粒径が小さい場合には電極１２は硬くなり、粉末１０１の粒径が大きい場合には電極１２は軟らかくなる。
【００５０】
その後、成形器から圧粉体が取り出され、真空炉または窒素雰囲気の炉で加熱して導電性を有する電極が得られる（ステップＳ７）。加熱の際に、加熱温度を高くすると電極１２は硬くなり、加熱温度を低くすると電極１２は軟らかくなる。また、加熱することで、電極１２の電気抵抗を下げることもできる。そのため、ステップＳ４でワックスを混合しないで圧縮成形した場合でも加熱することには意味がある。これによって、圧粉体における粉末間の結合が進行し、導電性を有する放電表面処理用電極１２が製造される。
【００５１】
なお、上述したステップＳ１の粉砕工程を省略した場合、すなわち平均粒径数十μｍの粉末をそのまま使用した場合や、ステップＳ３のふるいの工程を省略し０．３ｍｍ以上の大きな塊が混在する場合でも、放電表面処理用電極１２を成形できるが、その電極１２は、表面の硬度が高く、中心部の硬度が低いという硬さのばらつきを持つので好ましくない。また、このような電極１２では、放電により中心部は消耗されるが、表面付近は消耗されず、ワーク１１表面への堆積加工が進まなくなる点でも好ましくない。すなわち、電極１２の外周部は硬いために、電極材料が供給されず、ワーク１１表面の除去加工になるが、反対に電極１２の中心部は脆いため、処理開始後すぐに消耗される。その結果、電極１２表面は、外周部が飛び出し、中心部がくぼんだ形状となり、放電は、極間距離の小さい外周部のみで発生するのでワーク１１表面の除去加工が進行して、堆積加工ができなくなる。
【００５２】
また、酸化され難いＣｏやＮｉ（ニッケル）、これらの合金、または酸化物やセラミックスの平均粒径３μｍ以下の粉末は市場に流通していることが多いので、このような粉末を用いる場合には、上述したステップＳ１の粉砕工程とステップＳ２の乾燥工程を省略することができる。
【００５３】
以下、具体的な実施例に基づいてこの発明をより詳細に説明する。
【００５４】
まず、８００℃以下の温度では酸化し難い材料であるステライト粉末（Ｃｏ合金、平均粒径５０μｍの）を、振動ミルで平均粒径が１．５μｍになるまで粉砕し、その後乾燥させた。なお、ここで使用したステライトは、Ｃｒ（クロム）２５ｗｔ％、Ｎｉ（ニッケル）１０ｗｔ％、Ｗ（タングステン）７ｗｔ％、Ｃ（炭素）０．５ｗｔ％、残りＣｏ、の組成で構成されている。
【００５５】
また、上記の構成のステライトに代えて、Ｍｏ（モリブデン）２８ｗｔ％、Ｃｒ１７ｗｔ％、Ｓｉ（珪素）３ｗｔ％、残りＣｏ，または，Ｃｒ２８ｗｔ％，Ｎｉ５ｗｔ％，Ｗ１９ｗｔ％，残りＣｏ、の構成を有するステライトを用いても良い。
【００５６】
ふるいをかけない粉末とかけた粉末それぞれで電極を製造した。プレス時に用いた金型の寸法は、直径：１８．２ｍｍ、長さ：３０．５ｍｍである。このような金型を使用して所定のプレス圧力でステライト粉末を圧縮成形した後、加熱を行った。
【００５７】
上述した放電表面処理用電極の製造プロセスのうち、乾燥後のふるいの工程（ステップＳ３）及びパラフィン混合後のふるいの工程（ステップＳ５）を省略して製造した場合の電極の断面写真（拡大倍率：３５倍）を第４図に示す。
【００５８】
また、乾燥過程で凝集した粉末を分解するため、メッシュサイズ０．１５ｍｍのふるいで微細化し、パラフィン混合後、さらにメッシュサイズ０．３ｍｍのふるいで再び微細化して製造した場合の電極の断面写真を第５図に示す。
【００５９】
まず、第４図に示した電極に関して考察すると、白く見える箇所が大きな塊で、それらが多数混在している。そして、この白い箇所をピンで引っ掻くと白く見えていた箇所が塊として離脱する。
【００６０】
一方、第５図の電極に関して考察すると、第４図のような塊は存在しないことがわかる。
【００６１】
これらの電極を用いて、ピーク電流値ｉｅ＝５Ａ〜２０Ａ、放電持続時間（放電パルス幅）ｔｅ＝４μｓ〜１００μｓ程度の様々な放電のパルス条件で、放電表面処理を行った。極性は、電極側がマイナスの極性、ワーク側がプラスの極性として使用した。
【００６２】
その結果、ふるいをかけたステライト粉末を使用して作製した電極を用いた放電表面処理では、５分程度の処理時間で、いずれの放電のパルス条件でも０．１ｍｍ程度の膜厚の被膜を形成することができた。それに対して、ふるいをかけていないステライト粉末を使用して作製した電極を用いた放電表面処理では、短絡が発生して放電が不安定になり、加工が進まず、堆積加工を行うことができなかった。
【００６３】
これにより、上述したように、放電によってステライト粉末の大きな塊が電極からそのままの大きさで離脱し、その大きな塊がワーク上に堆積、または、電極とワークの間の加工液に満たされた極間を漂うことに起因する不具合が発生していることが確認できた。
【００６４】
第６図に放電表面処理時の極間の電流波形と電圧波形の一例を示す。第６図に上の波形Ｖが電圧で、下の波形Ｉが電流である。また、縦軸において右端に記載されている１の下線が０Ａ、３の下線が０Ｖを示している。横軸は１００ｍｓ／ｄｉｖ、縦軸は上が５０Ｖ／ｄｉｖ、下が５Ａ／ｄｉｖである。図の略中央から左側に示された波形Ｗ１は、電圧が印加されて電流を発生できたときの波形である。また、図の略中央から右側に示された波形Ｗ２では、電流波形は変化があるが、電圧波形に変化がない。電圧が印加できない状態で電流が流れた場合には極間は短絡しているため、図の略中央から右側の波形を示す状態は、短絡状態であると判断できる。
【００６５】
なお、乾燥後にふるいにかけ、凝集した塊を分解し、パラフィン混合後のふるい工程を省略して作製した電極を用いて放電表面処理を行った場合も、上記と略同様の結果となった。
【００６６】
また、ふるいをかけてステライト粉末の大きな塊をなくして作製した電極を用いて、他の加工条件（放電のパルス条件）で加工（放電表面処理）を行った場合においても安定して放電でき、５分間の加工（放電表面処理）で０．１ｍｍ程度の膜厚の被膜を形成することができた。
【００６７】
ふるいをかけたステライト粉末を用いて作製した電極を使用して放電表面処理を行って形成した被膜の様子を第７図に示す。ここで、使用した加工条件（放電のパルス条件）は、ピーク電流ｉｅ＝１２Ａ、放電持続時間ｔｅ＝６４μｓである。極間が短絡した場合には大きな塊がワーク上に堆積したり、被膜に穴があいたりする。しかしながら、第７図においては被膜に凹凸が観察されず、該被膜が安定した放電で形成されたことがわかる。
【００６８】
この実施の形態１によれば、金属やセラミックスなどの粉末を用いて電極を圧縮成形する際に、粉末が凝集して形成される大きな塊、具体的には放電表面処理時における電極とワーク間の距離以上の大きさを有する塊を含まない放電表面処理用電極が製造される。これによって、その大きな塊が放電表面処理中にワーク上に堆積したり、極間をただよったりすることが無くなるので、安定した放電を得ることができる。その結果、表面のなめらかな厚い被膜を得ることができる。
【００６９】
なお、平均粒径が３μｍ以下の粉末を市場から直接入手し、電極を製造する場合には、上述した乾燥工程（ステップＳ２）とその後のふるい工程（ステップＳ３）が不要である。また、水アトマイズ法などで作られた粉末は球形をしており、パラフィンを混合せずとも圧縮整形時の成形性が高い。したがって、このような粉末を用いて電極を作製する場合には、パラフィン混合工程（ステップＳ４）とその後のふるい工程（ステップＳ５）は不要である。
【００７０】
実施の形態２．
実施の形態２では、平均粒径が１ｍｍのＣｏ粉末を用いて、ふるいのメッシュサイズと被膜厚さの関係を調査した。
【００７１】
ここでは、ふるい後の粉末を用い、金型の寸法は直径：１８．２ｍｍ、長さ：３０．５ｍｍとし、所定のプレス圧力で圧縮成形した後、加熱して製造した電極を用いた。なお、加工条件は実施の形態１と同様であり、加工時間は１０分とした。
【００７２】
ふるいのメッシュサイズと被膜厚さとの関係を第８図に示す。第８図における被膜厚さは、被膜上の５点で測定した被膜厚さの平均値である。第８図より、メッシュサイズが０．３ｍｍを超えると加工時間に対する被膜厚さが減少し、メッシュサイズが０．５ｍｍ以上の場合には被膜を堆積できなかったことがわかる。
【００７３】
これは、メッシュサイズが０．３ｍｍを超えると、放電で溶かせない程度の大きな塊が極間に現れ始め、短絡や放電の不安定を引き起こしたために、放電回数が減少し、被膜厚さが減少したと考えられる。これは、実施の形態１で上述したように、電極とワークの極間距離から推察される。
【００７４】
メッシュサイズが０．５ｍｍのふるいを用いて製造した電極による被膜の表面写真を第９図に示す。第９図より、ステライト粉末の大きな塊により極間が短絡し、大きな電流が流れたことにより被膜に小さな突起状の粒Ａが付着しているように見えることがわかる。
【００７５】
そして、放電は電極とワークとの距離の近い部分で発生するため、その突起状の部分以外の部分では放電が発生せず、被膜を形成できないと考えられる。
【００７６】
この実施の形態２によれば、ふるいのメッシュサイズを電極とワークとの間の距離である０．３ｍｍ以下とすることで、安定した放電を得、厚い被膜を堆積できる。
【００７７】
実施の形態３．
実施の形態３および後述する実施の形態４，５では、放電表面処理で金属被膜を形成するために用いられる、酸化し易い金属の粉末または酸化し易い金属を含んだ合金の粉末からなる放電表面処理用電極およびその製造方法について説明する。
【００７８】
放電表面処理の原理については実施の形態１において詳細に説明したのでここでは省略する。
【００７９】
つぎに、放電表面処理用電極の製造方法について説明する。まず、酸化し難い金属粉末やセラミックス粉末を電極材料として用いた放電表面処理用電極の製造方法について説明する。第１０図は、放電表面処理用電極の製造プロセスを示すフローチャートである。
【００８０】
最初に、ワークに形成したい被膜の成分を有する金属、金属化合物またはセラミックスの粉末を購入する（ステップＳ１１）。ここで、これらの粉末は市場に流通している平均粒径が数μｍ程度の酸化し難い金属やセラミックスの球形粉末である。
【００８１】
そして、後の工程でのプレスの際に粉末内部へのプレスの圧力の伝わりを良くするために、必要に応じて金属粉末や金属化合物の粉末、セラミックスの粉末にパラフィンなどのワックスを重量比で１％〜１０％程度混合する（ステップＳ１２）。
【００８２】
粉末とワックスとを混合すると、成形性を改善することができるが、粉末の周囲が再び液体で覆われることになるので、その分子間力や静電気力の作用によって凝集し、大きな塊を形成してしまう。そこで、再び凝集した塊をバラバラにするためにふるいにかける（ステップＳ１３）。
【００８３】
ついで、得られた粉末を圧縮プレスで圧縮成形する（ステップＳ１４）。粉末の圧縮成形は、上述した実施の形態１において説明した要領で成形器を用いて行う。以下では、圧縮成形された粉末の固まりを圧粉体という。
【００８４】
その後、成形器から圧粉体が取り出され、真空炉または窒素雰囲気の炉で加熱して導電性を有する電極を製造する（ステップＳ１５）。加熱の際に、加熱温度を高くすると電極は硬くなり、加熱温度を低くすると電極は軟らかくなる。また、加熱することで、電極の電気抵抗を下げることもできる。そのため、ステップＳ１２でワックスを混合しないで圧縮成形した場合でも加熱することには意味がある。これによって、圧粉体における粉末間の結合が進行し、導電性を有する放電表面処理用電極が製造される。
【００８５】
酸化し難い金属粉末やセラミックス粉末を電極材料として用いた放電表面処理用電極は、以上のような方法で製造することができる。
【００８６】
しかし、酸化し難い金属粉末やセラミックス粉末のすべてについて、平均粒径が数μｍの粉末として市場に流通しているわけではない。また、酸化し易い金属粉末は、平均粒径が１０μｍ以上のものしか市場に流通していない。一般的に、粉末の粒子径が小さくなると、粒子の体積に対する表面積比が増加し、すなわち熱容量が小さくなり、粉末はエネルギに対してとても敏感になる。このため、たとえば酸化し易い金属粉末の周囲に酸素がある場合には粉末は内部まで一気に酸化されてしまい、導電性や延性などの金属としての性質を失ってしまう。さらに、粉末の酸化が爆発的に進む虞もある。そのため、市場に流通している酸化し易い金属粉末の平均粒径は１０μｍ以上の大きなものとなっている。ここで、酸化し易い金属としては、Ｃｒ（クロム）やＡｌ（アルミニウム）やＴｉ（チタン）などが挙げられる。しかし、このような酸化し易い金属の粉末を電極材料として用いた場合でも、圧縮成形により固めて電極とすれば、電極の表面は酸化されるが内部はそれほど酸化されない。また、粉末の酸化が爆発的に進むことがなくなる。
【００８７】
そこで、市販されている平均粒径数十μｍの酸化され難い金属粉末を電極材料として用いた放電表面処理用電極の製造方法について、第１１図のフローチャートを参照しながら説明する。まず、市販されている平均粒径数十μｍの酸化され難い金属粉末をボールミル装置などの粉砕機を用いて、揮発性の高いアセトンなどの溶剤中で平均粒径が３μｍ以下になるまで粉砕する（ステップＳ２１）。その後、溶剤を蒸発させて粉末を乾燥させる（ステップＳ２２）。乾燥後の粉末は、粉末と粉末とが凝集して大きな塊を形成しているので、この大きな塊をバラバラにするとともにつぎの工程で使用するワックスと粉末とを十分に混合させるために、ふるいにかける（ステップＳ２３）。
【００８８】
その後、後の工程でのプレスの際に粉末内部へのプレスの圧力の伝わりを良くするために、必要に応じて粉末にパラフィンなどのワックスを重量比で１％〜１０％程度混合する（ステップＳ２４）。粉末とワックスとを混合すると、成形性を改善することができるが、粉末の周囲が再び液体で覆われることになるので、その分子間力や静電気力の作用によって凝集し、大きな塊を形成してしまう。そこで、再び凝集した塊をバラバラにするためにふるいにかける（ステップＳ２５）。
【００８９】
ついで、得られた粉末を圧縮プレスで圧縮成形する（ステップＳ２６）。粉末の圧縮成形は、上述した実施の形態１において説明した要領で成形器を用いて行う。以下では、圧縮成形された粉末の固まりを圧粉体という。
【００９０】
その後、成形器から圧粉体が取り出され、真空炉または窒素雰囲気の炉で加熱して導電性を有する電極を製造する（ステップＳ２７）。加熱の際に、加熱温度を高くすると電極は硬くなり、加熱温度を低くすると電極は軟らかくなる。また、加熱することで、電極の電気抵抗を下げることもできる。そのため、ステップ１４でワックスを混合しないで圧縮成形した場合でも加熱することには意味がある。これによって、圧粉体における粉末間の結合が進行し、導電性を有する放電表面処理用電極が製造される。
【００９１】
市販されている平均粒径数十μｍの酸化され難い金属粉末を電極材料として用いた放電表面処理用電極は、以上のような方法で製造することができる。
【００９２】
しかしながら、酸化し易い金属粉末を用いてこの製造方法で電極を製造した場合には、上述した乾燥工程において金属粉末が酸化してしまうので、この製造方法をそのまま酸化し易い金属粉末を用いた電極の製造に適用することはできない。
【００９３】
第１２図は、この発明にかかる放電表面処理用電極の製造プロセスを示すフローチャートである。市販されている酸化し易い金属粉末の平均粒径は、数十μｍである。
【００９４】
まず、市販されている平均粒径数十μｍの酸化し易い金属粉末をボールミル装置などの粉砕機を用いて、揮発性を有するアルコール中や溶剤中（以下、溶媒と呼ぶ）で平均粒径が３μｍ以下になるまで粉砕する（ステップＳ３１）。
【００９５】
粉砕後、金属粉末および溶媒を容器に移して固液分離を行う。具体的には、電極粉末、すなわち金属粉末を溶媒中で沈降させて分離し、上澄みの溶媒を除去して、金属粉末のみを得る。（ステップＳ３２）。この時点の金属粉末は、溶媒を十分に含んでいるため、酸化されない。
【００９６】
ついで、得られた金属粉末を乾燥させることなくそのままの状態で圧縮プレスで圧縮成形する（ステップＳ３３）。以下では、圧縮成形された粉末の固まりを圧粉体という。粉末の圧縮成形は、上述した実施の形態１において説明した要領で成形器を用いて行う。なお、この発明においては、プレスで圧力を加えた状態で、金属粉末が電極の形をなすまでしばらく放置し、溶媒を揮発させる。アセトンなどの沸点の低いものを溶媒に用いた場合は、数分もあれば溶媒はすべて揮発する。
【００９７】
また、この工程では圧粉体が形状を保てる程度に溶媒が乾燥すればよいため、溶媒をすべて揮発させる必要はない。したがって、圧粉体がある程度まで乾燥して形状を保てるようになれば、溶媒が全て乾燥する前に圧粉体を成形器から抜き取ることも可能である。
【００９８】
金属粉末は表面に酸化膜がないと粉末と粉末とが金属結合するため、金属粉末を電極材料として用いた場合は、ある程度強度を有する電極を成形することができる。また、酸化し易い金属粉末でも、固めると粉末の内部までは酸化されない。これは、金属粉末が周囲の多数の金属粉末と結合し、表面積に対する体積比が大きくなり（見かけ上、粒径が大きくなったことと同じである）、金属粉末が酸化するときの熱に対して鈍感になっているためである。
【００９９】
また、電極（圧粉体）を乾燥させると、溶媒が占めていた部分、すなわち電極における金属粉末と金属粉末との間にわずかな空間が形成される。この空間体積は非常に小さく、ここに存在する酸素もわずかであるため、金属粉末の酸化は表面のみの酸化でとどまる。
【０１００】
そして、一旦、金属粉末の表面に酸化膜が形成されると、金属粉末は、化学的に極めて安定な状態（エントロピーの高い状態）になる。このため、酸化膜が形成された金属粉末が大気中に曝されても、その内部は酸化されない。したがって、上記のステップＳ３１〜ステップＳ３３を実行することにより、金属粉末の酸化を表面のみの酸化でとどめることができる。
【０１０１】
その後、真空炉または窒素雰囲気の炉で加熱して導電性を有する電極を製造する（ステップＳ３４）。圧粉体をプレス中に完全に乾燥させなかった場合でも、この加熱工程で溶媒がすべて揮発する。
【０１０２】
以上のような方法で、市販されている平均粒径数十μｍの酸化し易い金属粉末を電極材料として用いた放電表面処理用電極を製造することができる。
【０１０３】
上述した製造方法において、プレス時に金型を適度（溶媒の沸点程度）に加熱することにより、溶媒の揮発時間を短縮できる。例えば、アセトンを溶媒として用いた場合には、金型を６０℃程度に加熱すればよい。金型を３００℃〜１０００℃などの高い温度に加熱した場合には、金属粉末を溶融させたり、金属粉末の結合を進めすぎてしまったりするが、この程度の温度であれば、問題は生じない。
【０１０４】
また、金属粉末をプレスする段階で溶媒をすべて揮発させた場合でも、酸化し易い金属粉末からなる圧粉体は固まった状態にある。このため、圧粉体を構成している金属粉末は前述したように周囲の多数の金属粉末と結合し、表面積に対する体積比が大きくなり（見かけ上、粒径が大きくなったことと同じ）、金属粉末が酸化するときの熱に対して鈍感になっており、粉末の内部まで酸化されない。
【０１０５】
もし成形性の悪い金属粉末を用いる場合には、プレスによる圧縮成形を行う前のアセトンやエタノールを含んだ金属粉末にワックスを混ぜる。プレスの際に粉末内部へのプレスの圧力の伝わりを良くするために粉末にパラフィンなどのワックスを重量比で１％から１０％程度混合すると成形性を改善することができる。ただし、ワックスを用いる場合には、アセトンなどはワックスを溶かす場合があるため、エタノールなどのアルコールを粉砕時に用いた方がよい。
【０１０６】
アセトンやエタノールを含んだ金属粉末にワックスを混ぜた後、ふるいにかける。得られた粉末を上記と同様に圧縮プレスで圧縮成形し、真空炉または窒素雰囲気の炉で加熱して導電性を有する電極を製造する。電極中のワックスは加熱の際に除去される。
【０１０７】
また、ワックス中で金属粉末を粉砕すればアルコールなどを使用しなくてもよい。しかし、ボールミルなどによる粉砕にワックスを用いた場合、ワックスは一般的に高粘度であるためボール速度を低下させ、粉砕能力を低下させてしまう。したがって、ボールミルなどによる粉砕にワックスを用いた場合の粉砕能力をアセトンやエタノールを用いたときの粉砕能力と同程度にするために、ビーズミルの場合は回転速度を上げる必要がある。また、振動ミルの場合は振幅と振動速度を上げる必要がある。
【０１０８】
次に、揮発する溶媒の例を表１に示す。
【０１０９】
【表１】
0004641260.tif 000002
【０１１０】
表１に示した溶媒はこの発明に使用できる溶媒の一例である。したがって、この発明においては、沸点が１００℃前後のものであり、粉砕時に使用する容器やプレスを腐食しないものであればいずれの溶媒も使用することができる。ただし、環境に配慮すると、エタノールなどのアルコール類が好ましい。
【０１１１】
また、沸点が６０℃付近のものは、揮発が早いため、プレス時の揮発時間を短くできる。ただし、工程と工程の間の作業を迅速にやる必要がある。作業に時間を要する場合は、なるべく沸点の高いものがよいが、揮発時間も長くなる。
【０１１２】
次に、酸化し易い金属としてＣｒ（クロム）を用いて放電表面処理用電極を製造した例について説明する。一般的に市販されているＣｒ粉末の平均粒径は１０μｍ程度である。その粉末をまず振動式ボールミル装置で粉砕した。粉砕条件を表２と表３に示す。
【０１１３】
【表２】
0004641260.tif 000003
【０１１４】
【表３】
0004641260.tif 000004
【０１１５】
振動式ボールミル装置におけるボールと容器の材質はＺｒＯ2とし、ボールサイズは1／２インチとした。３．６Ｌの容器にＣｒ粉末を１ｋｇ入れ、エタノールで容器内を満たし、容易器を振動させ、Ｃｒ粉末の粉砕を行った。その結果、Ｃｒ粉末の平均粒径を２．０μｍまで小さくすることができた。
【０１１６】
ついで、粉砕後のＣｒ粉末をエタノールと一緒に取り出し、Ｃｒ粉末をエタノール中で沈殿させた。１時間程度でＣｒ粉末が沈殿し、Ｃｒ粉末とエタノールとを分離することができた。その後、上澄みのエタノールを除去し、エタノールを多量に含んだＣｒ粉末を得た。
【０１１７】
つぎに、得られたＣｒ粉末を約３２ｇ取り、圧縮成形した。金型は、直径：１８．２ｍｍ、長さ：３０．５ｍｍの寸法のものを使用した。このような金型を用いてＣｒ粉末に所定のプレス圧力をかけた状態で約５分間保持すると、エタノールが蒸発し、Ｃｒ粉末の圧粉体は形状を保つ程度に硬くなった。
【０１１８】
そして、この圧粉体を真空炉で所定の加熱温度で約４時間加熱して導電性を有する電極を製造した。エタノールは加熱中に完全に蒸発して、電極から除去された。
【０１１９】
以上の工程により、Ｃｒ粉末の内部まで酸化させることなく、Ｃｒ粉末の酸化を表面のみの酸化でとどめた状態で、導電性を有するＣｒ電極を製造することができた。
【０１２０】
つぎに、このＣｒ粉末を電極材料に用いて製造した放電表面処理用電極を使用して堆積加工（放電表面処理）を行った。加工条件は、ピーク電流値ｉｅ=１２Ａ、放電持続時間（放電パルス幅）ｔｅ=８μｓ程度とした。３分間加工（放電表面処理）を行った結果、厚さ約１ｍｍの被膜を形成することができた。この放電表面処理で形成された被膜の写真を第１３図に示す。第１３図に示す写真においては膜厚が１ｍｍ程度の厚膜が形成されている。また、被膜表面は、放電の集中や短絡が起こった様子は観察されず、安定した放電を発生していたと考えられる。
【０１２１】
なお、酸化し易い金属であるＴｉやＡｌなどでも上述したＣｒの場合と同様の結果が得られた。
【０１２２】
この実施の形態３によれば、粒径３μｍ以下の酸化し易い金属粉末を用いた場合であっても、金属粉末の内部まで酸化させることなく、金属粉末の酸化を表面のみの酸化でとどめた状態で放電表面処理用電極を製造することができるようになった。これにより、放電表面処理用電極の電極材料として、酸化し易い金属を選定することが可能となり、酸化し易い金属であるＴｉやＡｌやＣｒなどの厚い被膜を、酸化されていない状態で放電表面処理で形成することが可能となった。
【０１２３】
なお、酸化されていない被膜は、高温環境下で酸化することにより、耐摩耗性、耐熱性を有し、その被膜特性から、転用される技術分野が広がる。
【０１２４】
実施の形態４．
実施の形態４では、この発明にかかる他の放電表面処理用電極の製造方法について説明する。第１４図は、この発明にかかる他の放電表面処理用電極の製造プロセスを示すフローチャートである。市販されている酸化し易い金属粉末の平均粒径は、約１０μｍである。
【０１２５】
まず、市販されている平均粒径約１０μｍの酸化し易い金属粉末をボールミル装置などの粉砕機を用いて、揮発し易いアセトン中で平均粒径が３μｍ以下になるまで粉砕する（ステップＳ４１）。
【０１２６】
そして、粉砕後の金属粉末を窒素雰囲気または不活性ガス雰囲気で乾燥させる。ついで、わずかに大気を取り入れながら、粉末表面だけを酸化させる（ステップＳ４２）。酸化し易い金属粉末が酸素に曝されると、該金属粉末は当然酸化する。しかし、金属粉末の内部まで酸化できるほど酸素が周囲にない場合には、金属粉末の酸化は粉末の表面で留まる。一旦、金属粉末の表面に酸化膜が形成されると、金属粉末は、化学的に極めて安定な状態（エントロピーの高い状態）になる。このため、酸化膜が形成された金属粉末が大気中に曝されても、その内部は酸化されない。このように、金属粉末に酸化膜を形成する処理を徐酸化処理という。
【０１２７】
金属粉末を一気に大気に触れさせると、酸化が金属粉末中心まで進んでしまう。金属粉末の内部が酸化されると、該金属粉末は導電性を失い、プレスや加熱を施しても放電可能な電極にはならない。しかしながら、金属粉末の酸化が粉末表面のみであれば、プレスにより粒子と粒子が押しつけられて酸化膜が破られ、金属粉末と金属粉末とが金属結合することができる。したがって、金属粉末の酸化が粉末表面のみであれば、導電性を有する電極を製造することができる。なお、後述する加熱工程でも、金属粉末と金属粉末との金属結合を進めることができる。
【０１２８】
乾燥後の金属粉末は、粉末と粉末とが凝集し、大きな塊を形成していることがある。プレスの際に粉末内部へのプレスの圧力の伝わりを良くするために、プレスを行う前の粉末にパラフィンなどのワックスを重量比で１％〜１０％程度混入すると金属粉末の成形性を改善することができる。そこで、パラフィンなどのワックスと金属粉末とが良く混合するように乾燥後の金属粉末をふるいにかけ、該金属粉末の凝集状態を解除する（ステップＳ４３）。
【０１２９】
その後、プレスの際に粉末内部へのプレスの圧力の伝わりを良くするために、必要に応じて金属粉末にパラフィンなどのワックスを重量比で１％〜１０％程度混合する（ステップＳ４４）。粉末とワックスとを混合すると、成形性を改善することができるが、粉末の周囲が再び液体で覆われることになるので、その分子間力や静電気力の作用によって凝集し、大きな塊を形成してしまう。そこで、再び凝集した塊をバラバラにするためにふるいにかける（ステップＳ４５）。
【０１３０】
ついで、得られた金属粉末を圧縮プレスで圧縮成形する（ステップＳ４６）。粉末の圧縮成形は、上述した実施の形態１において説明した要領で成形器を用いて行う。以下では、圧縮成形された粉末の固まりを圧粉体という。
【０１３１】
その後、成形器から圧粉体が取り出され、真空炉または窒素雰囲気の炉で加熱して導電性を有する電極を製造する（ステップＳ４７）。
【０１３２】
以上のような方法で、市販されている平均粒径約１０μｍの酸化し易い金属粉末を電極材料として用いた放電表面処理用電極を製造することができる。
【０１３３】
次に、酸化し易い金属としてＣｒ（クロム）を用いて、上述した製造方法により放電表面処理用電極を製造した例について説明する。一般的に市販されているＣｒ粉末の平均粒径は１０μｍ程度である。その粉末をまず振動式ボールミル装置で粉砕した。粉砕条件は上述した実施の形態３の場合と同様であり、表１と表２とに示した条件と同様の条件で行った。すなわち、ボールと容器の材質はＺｒＯ2とし、ボールサイズは１／２インチとした。３．６Ｌの容器にＣｒ粉末を１ｋｇ入れ、溶媒としてアセトンで容器内を満たし、容器を振動させ、Ｃｒ粉末の粉砕を行った。その結果、Ｃｒ粉末の平均粒径を２．０μｍまで小さくすることができた。
【０１３４】
ついで、粉砕後のＣｒ粉末を容器に入れて乾燥装置内に置き、その容器の周囲を温度約１０℃のチラー水で冷却しながら乾燥させた。乾燥させたＣｒ粉末は約１ｋｇである。さらに乾燥させたＣｒ粉末を約１００Ｌの容器内の底面に均一に広げた。容器内は最初に窒素で充満させ、その後、大気を０．２Ｌ／ｍｉｎずつ容器内に入れ、窒素と大気との体積割合を９：１とした。そして、この状態で容器内温度を６０℃に保ち、約５時間放置した。このようにして、粉砕したＣｒ粉末の表面をわずかに酸化させた。すなわち、粉砕したＣｒ粉末の表面を徐酸化した。
【０１３５】
Ｃｒ粉末の圧縮成形時に、プレス圧を低くすると、製造された放電表面処理用電極の電気抵抗は１０ｋΩ程度となり、該放電表面処理用電極を用いて放電表面処理を行っても放電ができない。しかし、圧縮成形時のプレス圧をある程度のプレス圧にするとＣｒ粉末の酸化膜が破れ、製造された電極の電気抵抗は１Ω程度まで低下する。
【０１３６】
金属粉末の表面に酸化膜を形成させると、その金属粉末は化学的に安定であるため、通常のセラミックスと同じように取り扱いが容易になる。化学的に安定した金属粉末であれば、従来と同様の製造方法により放電表面処理用電極を成形することができる。
【０１３７】
しかし、酸化物は一般的に非導電性であるため、加熱やプレスで金属粉末の酸化膜を破らなければ、導電性を有する放電表面処理用電極は製造することができない。金属粉末の酸化膜を破らずに製造した放電表面処理用電極、すなわち導電性を有さない放電表面処理用電極は、当然ながら放電を発生できない。そこで、圧縮成形時に所定の圧力で金属粉末の酸化膜を破ることにより、金属粉末と金属粉末とが金属結合することできる。その結果、製造された電極は導電性を有し、放電を発生することができるため、放電表面処理が可能となる。
【０１３８】
その後、乾燥過程で凝集したＣｒ粉末を分解するため、メッシュサイズが０.１５ｍｍのふるいでＣｒ粉末を微細化した。そして、微細化したＣｒ粉末にパラフィンを重量比で８％混合し、メッシュサイズが０.０５ｍｍのふるいで再び微細化した。
【０１３９】
つぎに、得られたＣｒ粉末を約３２ｇ取り、圧縮成形した。金型は、直径：１８．２ｍｍ、長さ：３０．５ｍｍの寸法のものを使用した。そして、この圧粉体を真空炉で所定の加熱温度で所定の時間加熱して導電性を有する電極を製造した。
【０１４０】
以上の工程により、Ｃｒ粉末の内部まで酸化させることなく、Ｃｒ粉末の酸化を表面のみの酸化でとどめた状態で、導電性を有するＣｒ電極を製造することができた。
【０１４１】
つぎに、このＣｒ粉末を電極材料に用いて製造した放電表面処理用電極を使用して堆積加工（放電表面処理）を行った。加工条件は、ピーク電流値ｉｅ=１２Ａ、放電持続時間（放電パルス幅）ｔｅ=８μｓ程度とした。３分間加工（放電表面処理）を行った結果、厚さ約１ｍｍの被膜を形成することができた。被膜表面は、放電の集中や短絡が起こった様子は観察されず、安定した放電を発生していたと考えられる。
【０１４２】
以上においては、酸化され易い金属の粉末を用いて放電表面処理用電極を製造する場合について説明したが、高温環境下で潤滑性や耐食性を持つＣｏ合金の粉末も、平均粒径が１μｍ以下の場合には、酸化され易い金属を含んでいると酸化される。そこで、酸化され易い金属を含んだ平均粒径が１μｍ以下の合金粉末を用いて放電表面処理用電極を製造する場合も、この発明を適用することにより、合金粉末の内部まで酸化させることなく、合金粉末の酸化を表面のみの酸化でとどめた状態で、導電性を有する放電表面処理用の合金電極を製造することができる。
【０１４３】
以上において説明したように、この実施の形態４によれば、粒径３μｍ以下の酸化し易い金属粉末を用いた場合であっても、金属粉末の内部まで酸化させることなく、金属粉末の酸化を表面のみの酸化でとどめた状態で放電表面処理用電極を製造することができるようになった。これにより、放電表面処理用電極の電極材料として、酸化し易い金属を選定することが可能となり、酸化し易い金属であるＴｉやＡｌやＣｒなどの厚い被膜を、酸化されていない状態で放電表面処理で形成することが可能となった。
【０１４４】
また、この実施の形態４によれば、粉末の粉砕後に徐酸化処理を行っているため、酸化し易い金属粉末の表面に酸化膜が形成され、化学的に安定した金属粉末を得られる。その結果、セラミックスと同じように取り扱いが容易になる。そして、化学的に安定した金属粉末であれば、酸化し易い金属粉末であっても、従来と同様の方法で放電表面処理用電極を製造することができるという効果を奏する。
【０１４５】
実施の形態５．
実施の形態５では、ワックス中で微細化した粉末を用いて放電表面処理用電極を製造する方法について説明する。
【０１４６】
ボールミル装置などの粉砕容器の側面に電熱線を巻き、容器の内壁の温度が６０℃〜８０℃となるように電熱線への入力を調節する。沸点が１００℃以上のアルコール（プロパノールまたはブタノール）を容器に入れる。次に粉砕する粉末に対し、重量比で５ｗｔ％〜１０ｗｔ％のワックスを容器に入れる。ワックスには、融点が５０℃程度のものを用いる。容器内を攪拌しながら、ワックスを十分に溶かした後、粉砕用のジルコニア製ボールと粉砕する粉末を容器内に投入する。それぞれの投入量は実施の形態３と同じにする。溶融したワックスの動粘度は、アルコールの動粘度の約３倍で、溶媒のボールに及ぼす抵抗力が大きくなる。アルコールと同じ時間で粉砕するためには、振動数を多少大きくする必要がある。
【０１４７】
所望の粒径まで粉砕した後に、振動を停止する。次にアルコールの沸点程度になるように電熱線への入力を上げ、アルコールを揮発させる。この際、ワックスの引火点２３０℃以下になるように注意する必要がある。アルコールを完全に揮発させ（投入した粉末とワックスの重量は既知）加熱を終了する。加熱を終了すると、温度の低下によりワックスが凝固を始める。この際、粉末とワックスをかき混ぜながら凝固させる。温度を室温程度まで低下させた後は、実施の形態４の第１４図のステップＳ４５のふるい工程以降と同じ工程を経て、電極を完成させる。
【０１４８】
この実施の形態５によれば、ワックス中で粉砕することでアルコールを乾燥させてもワックスが粉末を覆い、粉末が大気と触れないので、酸化しない粉末を得ることができる。また、実施の形態４の製造方法と比較してふるい工程を省略することができる。
【０１４９】
実施の形態６．
まず、この実施の形態において、緻密な厚膜を放電表面処理により形成するための概念について説明する。
【０１５０】
従来の放電表面処理においては、Ｔｉ等の電極材料を油中での放電により化学反応させ、ＴｉＣ（炭化チタン）といった硬質の炭化物被膜を形成していた。このため、放電表面処理に用いる電極には、炭化物を成形し易い材料が多く含まれていた。
【０１５１】
そして、放電表面処理が進むにつれて、工作物（ワーク）表面の材質が変化し、それにともない、熱伝導や融点などの特性が変化していた。例えば鋼材に放電表面処理を施す場合では、放電表面処理が進むにつれて工作物（ワーク）表面の材質は鋼材からセラミックスであるＴｉＣに変わる。そして、これにともない、熱伝導や融点などの特性が変化していた。
【０１５２】
このような被膜形成の過程において、電極材質の成分に炭化し難い材料を添加することにより、被膜を厚く形成できることが発明者の実験により見出された。これは、炭化し難い材料を電極に加えることで、炭化物にならずに金属の状態のままで被膜に残る材料が増えることによる。これが、被膜を厚く盛り上げるのに重要な意味を持つ。
【０１５３】
以下に、上記のような厚膜形成が可能な放電表面処理用電極の一例を挙げる。なお、以下に示す加熱処理の温度は、発明者の実験により得られたものである。
【０１５４】
（１）Ｃｏ粉末を圧縮成形し、さらに加熱処理を行って製造した放電表面処理用電極
Ｃｏ粉末の粒径が４μｍ〜５μｍ程度である場合は、圧縮成形後の加熱処理の温度は４００℃〜６００℃程度がよい。Ｃｏ粉末の粒径が１μｍ程度である場合は、圧縮成形後の加熱処理の温度は１００℃〜３００℃程度がよい。Ｃｏ粉末の粒径が１μｍよりもさらに小さい場合は、圧縮成形後の加熱処理の温度は２００℃以下でよい、または、場合によっては不要である。
【０１５５】
（２）Ｃｏ等の炭化物を作り難い材料の合金粉末を圧縮成形し、さらに加熱処理を行って製造した放電表面処理用電極
Ｃｒ（クロム）２５重量％、Ｎｉ（ニッケル）１０重量％、Ｗ（タングステン）７重量％などを含んだＣｏベースの合金粉末（粒径１μｍ〜３μｍ）を圧縮成形し、さらに加熱処理を行って製造した放電表面処理用電極も緻密な厚膜が可能である。圧縮成形後の加熱処理の温度は、材料の違いからＣｏ粉末の場合よりは高い温度が好ましく、７００℃〜９００℃程度がよい。
【０１５６】
以上２つの放電表面処理用電極の例を挙げたが、放電表面処理により厚膜を形成するための電極は、炭化し難い材料を所定量（たとえば、４０体積％以上）含むなど一定の条件を満たせばよいことがわかっており、他にも多くのものがある。
【０１５７】
その他、電極材料として例えばＦｅ（鉄）を使用し、Ｆｅ（鉄）１００％の材料から形成された放電表面処理用電極、または、鋼の材料から形成された放電表面処理用電極は放電表面処理において厚膜形成が可能である。また、その他にもＮｉ（ニッケル）から形成された放電表面処理用電極なども、放電表面処理において厚膜形成が可能である。
【０１５８】
また、炭化物を形成する材料でも、粉末の粒形を１μｍ以下の微粉末にして放電表面処理用電極を製造すると、放電表面処理の際の電極材料の炭化が抑制され、厚膜が形成できる場合があることが発明者の研究によりわかった。このような材料には、たとえば、Ｃｒ（クロム）、Ｍｏ（モリブデン）などがある。
【０１５９】
さて、以上のような放電表面処理により厚膜を形成する技術においては、形成された被膜の膜厚にばらつきが生じる場合があることが発明者の研究によりわかった。以下にその例を挙げて説明する。
【０１６０】
Ｃｒ（クロム）２５重量％、Ｎｉ（ニッケル）１０重量％、Ｗ（タングステン）７重量％などを含んだＣｏベースの合金粉末（粒径１μｍ〜３μｍ）を圧縮成形し、さらに８００℃の温度で加熱処理を行って放電表面処理用電極を製造した。そして、この放電表面処理用電極を用いて、放電表面処理を行い、Ｎｉ合金のワークに被膜の形成を行った。以下において具体的に説明する。
【０１６１】
まず、放電表面処理用電極を作製した。第１５図は、粉末を成形する際の成形器の状態を模式的に示す断面図である。下パンチ２０３を金型（ダイ）２０４に形成されている孔の下部から挿入し、これらの下パンチ２０３と金型（ダイ）２０４で形成される空間にＣｒ（クロム）２５重量％、Ｎｉ（ニッケル）１０重量％、Ｗ（タングステン）７重量％などを含んだＣｏベースの合金粉末２０１を充填した。
【０１６２】
その後、上パンチ２０２を金型（ダイ）２０４に形成されている孔の上部から挿入した。そして、加圧器などでこのような合金粉末２０１が充填された成形器の上パンチ２０２と下パンチ２０３の両側から圧力をかけて合金粉末２０１を圧縮成形した。以下では、圧縮成形された合金粉末２０１を圧粉体という。このとき、プレス圧力を高くすると電極の硬さは硬くなり、低くすると電極は柔らかくなる。また、電極材料の合金粉末２０１の粒径が小さい場合には電極の硬さは硬くなり、合金粉末２０１の粒径が大きい場合には電極の硬さは軟らかくなる。
【０１６３】
その後、成形器から圧粉体を取り出し、真空炉で８００℃の温度で加熱して導電性を有する圧粉体電極、すなわち放電表面処理用電極を製造した。
【０１６４】
圧縮成形の際に合金粉末２０１の内部への圧力の伝わりを良くするために、合金粉末２０１にパラフィンなどのワックスを混入すると合金粉末２０１の成形性を向上させることができる。しかし、ワックスは絶縁性物質であるため、電極中に大量に残ると、電極の電気抵抗が大きくなるため放電性が悪化する。
【０１６５】
そこで、合金粉末２０１にワックスを混入した場合にはワックスを除去することが好ましい。ワックスの除去は、圧粉体を真空炉に入れて加熱することにより行うことができる。また、圧粉体を加熱することにより、圧粉体の電気抵抗を下げる、圧粉体の強度を増加させる、などの他の効果も得られるため、ワックスを混入しない場合でも圧縮成形後に加熱することは意味がある。
【０１６６】
つぎに、このように製造された圧粉体電極を用いて放電表面処理を行い、Ｎｉ合金のワークに被膜の形成を行った。上記の工程で製作された厚膜形成用の放電表面処理用電極を用いた放電表面処理装置により放電表面処理を行なう様子の概念図を第１６図に示す。第１６図では、パルス状の放電が発生している様子を示している。
【０１６７】
第１６図に示す放電表面処理装置は、上述した放電表面処理用電極３０１（以下、単に電極３０１と称する場合がある。）と、電極３０１とＮｉ合金のワーク３０２とを覆う加工液３０３と、電極３０１とワーク３０２との間に電圧を印加してパルス状の放電（アーク柱３０５）を発生させる放電表面処理用電源３０４とを備えて構成される。なお、第１６図では、極間距離、すなわち電極３０１とワーク３０２との距離を制御するためのサーボ機構、加工液３０３を貯留する貯留槽などはこの発明とは直接関係しないので省略している。
【０１６８】
この放電表面処理装置によりワーク表面に被膜を形成するには、電極３０１とワーク３０２とを加工液３０３中で対向配置する。そして、加工液３０３中において、放電表面処理用電源３０４を用いて電極３０１とワーク３０２との間にパルス状の放電を発生させる。具体的には、電極３０１とワーク３０２との間に電圧を印加し、放電を発生させる。放電のアーク柱３０５は第１６図に示すように電極３０１とワーク３０２との間に発生する。
【０１６９】
そして、電極３０１とワーク３０２との間に発生させた放電の放電エネルギにより電極材料の被膜をワーク表面に形成し、あるいは放電エネルギにより電極材料が反応した物質の被膜をワーク表面に形成する。極性は、電極３０１側がマイナスの極性、ワーク３０２側がプラスの極性として使用する。
【０１７０】
このような構成を有する放電表面処理装置において、放電表面処理を行う場合の放電のパルス条件の一例を第１７Ａ図と第１７Ｂ図とに示す。第１７Ａ図と第１７Ｂ図は、放電表面処理時における放電のパルス条件の一例を示す図であり、第１７Ａ図は、放電時の電極３０１とワーク３０２の間にかかる電圧波形（極間電圧波形）を示し、第１７Ｂ図は、放電時に放電表面処理装置に流れる電流の電流波形を示している。電圧値と電流値は第１７Ａ図、第１７Ｂ図の矢印の向き、すなわち縦軸の上方向を正としている。また、電圧値は、電極３０１側がマイナスの極性、ワーク３０２側がプラスの極性電極とした場合を正としている。
【０１７１】
第１７Ａ図に示されるように時刻ｔ０で両極間に無負荷電圧ｕｉがかけられるが、放電遅れ時間ｔｄ経過後の時刻ｔ１に両極間に電流Ｉが流れ始め、放電が始まる。このときの電圧が放電電圧ｕｅであり、このとき流れる電流がピーク電流値ｉｅである。そして時刻ｔ２で両極間への電圧の供給が停止されると、電流は流れなくなる。
【０１７２】
時刻ｔ２−ｔ１を放電パルス幅ｔｅという。この時刻ｔ０〜ｔ２における電圧波形を、休止時間ｔｏをおいて繰り返して両極間に印加する。つまり、この第１７Ａ図に示されるように、電極３０１とワーク３０２との間に、パルス状の電圧を印加させる。
【０１７３】
この実施の形態で使用した放電のパルス条件は、ピーク電流値ｉｅ＝１０Ａ、放電持続時間（放電パルス幅）ｔｅ＝８μｓ、休止時間ｔｏ＝１６μｓ、処理時間１０分である。また、電極面積（すなわち処理の面積）は直径１８ｍｍの円（電極の断面積）の面積に相当する。
【０１７４】
上記の構成および条件において放電表面処理を行うことにより緻密な厚膜を形成することができた。しかしながら、同一条件で同一時間処理を行っても、処理を行なう毎に形成される被膜の膜厚が異なるという問題が発生した。具体的には、新品の電極３０１を使用した場合の被膜の盛りあがり量（膜厚）は約１５０μｍであったのに対して、一度使用した同一の電極３０１で数日後に放電表面処理を行なった場合には、形成された被膜の膜厚は約１００μｍであった。
【０１７５】
これは、同一部品に連続して被膜を形成する場合など、同一条件で加工を行ったとしても、形成される被膜の膜厚が場合により異なると処理の自動化の上で都合が悪い。すなわち、被膜の膜厚が管理できないため、被膜を予め厚めに形成しておき、その後に余分な被膜を除去するという工程が必要になる。これは、処理時間・コストの面で不利になる。
【０１７６】
以上のような被膜の膜厚のばらつきの原因を調査したところ、被膜の膜厚のばらつきの原因は、放電表面処理に使用する加工液である油が電極内の空間に侵入することであると判明した。放電表面処理用電極は粉末材料を圧縮成形して作られているため、その内部に空間が多い状態になっている。そして、電極体積の数１０％が空間であり、この空間が放電表面処理により被膜を形成する上で重要な役割を果たす。
【０１７７】
たとえば、電極内部の空間が多すぎる場合には電極の強度が弱くなるため放電のパルスにより電極材料の供給が正常に行なわれなくなり、放電の衝撃により電極が広い範囲で崩れるなどの現象が生じる。一方、空間が少なすぎ場合には電極材料が強固に密着しすぎるため放電のパルスによる電極材料の供給が少なくなる現象が生じ、厚膜の形成ができなくなる。
【０１７８】
このように放電表面処理用電極内の空間は被膜形成の上で重要な役割を果たすが、一方で、放電表面処理用電極内に空間があるために被膜の膜厚にばらつきが生じることが発明者の実験により見出された。すなわち放電表面処理用電極が新品の時には該電極内の空間が空隙のままの状態であるのに対して、放電表面処理に使用する時間が長くなるに従い、電極内の空間に加工液である油が侵入して該空間が油で満たされた状態になる。
【０１７９】
ここで、放電表面処理用電極内の空間が加工液で満たされると以下のような効果が現れてくる。
（１）電極内の空間にある加工液の粘りで電極の強度が増す
（２）電極内の空間に加工液があることにより放電表面処理の際に電極を冷却する作用が増す
（３）電極内の空間に加工液が侵入した後に加工液が蒸発すると加工液中の粘性の強い、すなわち、気化し難い材料のみが電極内に残り、電極の強度が増す
【０１８０】
以上の３つの効果により、放電表面処理の際の放電により電極が過度に消耗することが防止され、緻密な被膜を形成し易くする。しかし、一方で上述した（３）の効果は時間とともに変化し、被膜の膜厚のばらつきの原因にもなる。このため、電極を使用するたびに、すなわち、電極を加工液に浸す時間が長くなるたびに、同一条件で同一時間の放電表面処理を行っても被膜がより緻密になり、被膜厚さが減少していく。
【０１８１】
そこで、この実施の形態は、成形した放電表面処理用電極を加工液に浸して該電極内の空間を予め加工液で満たすことで放電表面処理時の被膜の膜厚のばらつきを抑えることを特徴とするものである。
【０１８２】
すなわち、この発明にかかる放電表面処理用電極の製造方法は、粉末材料、すなわち金属粉末、金属の化合物の粉末またはセラミックスの粉末を圧縮成形して圧粉体を形成した後に、該圧粉体内の空間に、油または放電表面処理に用いる加工液を侵入させることにより放電表面処理用電極とするものである。圧粉体を形成するまでの工程は、上述した放電表面処理用電極の製造工程と同様とすることができる。
【０１８３】
そして、この発明にかかる放電表面処理用電極は、上記の方法により作製されたものであり、放電表面処理に用いる前に予め放電表面処理用電極内の空間に油または放電表面処理に用いる加工液が侵入しているものである。
【０１８４】
このような圧粉体電極すなわち放電表面処理用電極を用いて放電表面処理により被膜を形成する場合、放電表面処理用電極の空隙に油または加工液を満たした状態で放電表面処理を行うこととなるため、新品の電極、所定時間経過後の電極においても、加工のバラツキを最小限に抑えることができる。
【０１８５】
第１８図は電極を加工液に浸す時間により電極の重量が増加していく様子を示している。ここで、電極の重量の増加量は、該電極内に侵入した加工液の量である。第１８図より概略、２時間から３時間で電極内の空間に加工液が侵入すると考えられる。
【０１８６】
以下、具体的な実施例に基づいてこの発明をより詳細に説明する。
【０１８７】
Ｃｒ（クロム）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｗ（タングステン）などを含んだＣｏベースの合金粉末（粒径１μｍ〜３μｍ）を圧縮成形して８００℃で加熱処理を行った後、３０時間加工液に浸した電極を用いて放電表面処理をＮｉ合金のワークに行なった。なお、電極面積（すなわち処理の面積）が１８ｍｍの電極を用いて、ピーク電流値を１０Ａとし、パルス幅を８μｓとし、休止時間を１６μｓとする放電パルス条件で１０分間処理を行った。
【０１８８】
この結果、新品の電極を使用した場合の盛り上がり量（膜厚）は約１００μｍ、７日後に同一条件で処理を行なった場合も約１００μｍであり、被膜の厚さのばらつきをほとんど解消することができた。
【０１８９】
なお、ＭｏやＭｏ含む合金の粉末、ＦｅやＦｅを含む合金の粉末またはＮｉの粉末を用いて製造した放電表面処理用電極でも上記と同様の結果を得ることができた。
【０１９０】
この実施の形態６によれば、製造した圧粉体電極すなわち放電表面処理用電極を放電表面処理に使用する加工液に予め浸漬しておき、圧粉体電極の空隙に該加工液を満たした状態で放電表面処理を行うので、新品の電極、所定時間経過後の電極においても、加工のバラツキを最小限に抑えることができる。
【０１９１】
実施の形態７．
実施の形態６では、電極の製造の段階について説明したが、この実施の形態では、電極の保管方法について説明する。
【０１９２】
放電表面処理用電極（圧粉体電極）を保管する際に、該電極を空気中で保管すると電極の空間に侵入した加工液が蒸発してしまう。このため、放電表面処理による被膜のばらつきを無くすためには、電極の保管も加工液と同様の油中で行なうことが好ましい。電極への加工液の侵入は数時間で完了する。しかし、その後、電極を空気中で保管すると、加工液中の蒸発し易い成分は蒸発し、蒸発し難い成分は電極中に残る。これが電極材料の粉末の結合強度に影響を与え、さらには該電極で放電表面処理を行った際に形成される被膜の状態に影響を与える。このため、電極の保管も加工液中で行うことが好ましい。
【０１９３】
すなわち、電極の保管を加工液と同様の油中で行なうことにより、電極中に侵入した加工液の蒸発に起因して放電表面処理における被膜のばらつきを無くすことができるという効果を奏する。
【０１９４】
しかしながら、電極中に侵入した加工液が蒸発するには、数日の時間がかかるので、実際に加工（放電表面処理用）を行う度に電極を空気中に配置するような場合には特に問題がなかった。例えば、自動化のため、ツールチェンジャーに電極を設置するような場合には、電極中に侵入した加工液が蒸発する時間内に電極を設置するのであれば、特に油に浸しておく必要はなく、空気中に放置しておいてもよい。
【０１９５】
この実施の形態７によれば、放電表面処理用電極を油中に保管することで、電極の硬さの経時変化を防ぐことができるだけでなく、電極材料の酸化を防止することが可能である。また、酸化し易い電極材料が電極中に含まれている場合には、長期間空気中で保管すると電極材料の酸化が進み、電極品質さらには形成された被膜の品質に影響を及ぼす。したがって、電極を油中で保管することは、電極材料の酸化を防止し、電極品質および該電極を用いた放電表面処理により形成された被膜の品質を安定させる効果がある。
【０１９６】
実施の形態８．
上述した実施の形態７では、電極に加工液が侵入することによる被膜形成に与える影響について言及したが、前述のように電極を加工液に浸すことは電極材料の酸化を防止する上でも効果がある。
【０１９７】
電極材料の酸化が進むと電極の粉末材質がセラミックス化して緻密な被膜の形成が難しくなる場合がある。電極材料の酸化を防ぐためには、電極を加工液に浸す方法以外に、電極を真空パック中や、ヘリウムやアルゴンなどの不活性ガス（希ガス）または窒素のような不活性なガス中に保管することも効果がある。ただし、これらの場合には、材料の酸化を防止する効果はあるが、電極中に加工液が十分侵入することで得られる効果が得られないのはもちろんである。
【０１９８】
この実施の形態８によれば、放電表面処理用電極を真空中または不活性なガス中に保管することで、電極の粉末材質の酸化を防止することができる。その結果、長時間経過後の電極でも、緻密な被膜を形成することができる。
【０１９９】
以上説明したように、この発明によれば、面粗さを低下させること無く安定した放電を行わせ、厚い被膜を堆積させることが可能な表面処理を実現できる放電表面処理用電極を製造することができるという効果を有する。
【０２００】
また、この発明によれば、酸化し易い金属粉末を用いて製造過程で酸化することなく電極を製造でき、放電表面処理により厚い金属の被膜を形成することができるという効果を有する。
【０２０１】
さらに、この発明によれば、放電表面処理用電極を使用することで、放電表面処理により被膜をばらつきなく形成することができるという効果を有する。
【産業上の利用可能性】
【０２０２】
以上のように、本発明にかかる放電表面処理用電極は、被加工物表面に被膜を形成する表面処理関連産業に用いられるのに適しており、特に被加工物表面に厚膜を形成する表面処理関連産業に用いられるのに適している。
【図面の簡単な説明】
【０２０３】
【図１】第１図は、放電表面処理装置における放電表面処理の概略を示す図である。
【図２】第２図は、放電表面処理用電極の製造プロセスを示すフローチャートである。
【図３】第３図は、粉末を成形する際の成形器の状態を模式的に示す断面図である。
【図４】第４図は、ふるいの工程を省略して製造した場合の電極の断面写真である。
【図５】第５図は、ふるいをかけて製造した場合の電極の断面写真である。
【図６】第６図は、放電表面処理時の極間の電流波形と電圧波形の一例を示すグラフである。
【図７】第７図は、ふるいをかけたステライト粉末を用いて作製した電極を使用して放電表面処理を行って形成した被膜の様子を示す写真である。
【図８】第８図は、ふるいのメッシュサイズと被膜厚さとの関係を示す図である。
【図９】第９図は、メッシュサイズが０．５ｍｍのふるいを用いて製造した電極による被膜の表面写真である。
【図１０】第１０図は、平均粒径が数μｍの酸化し難い金属粉末やセラミックス粉末から放電表面処理用電極を製造する場合のフローチャートである。
【図１１】第１１図は、平均粒径が数十μｍの酸化され難い金属粉末から放電表面処理用電極を製造する場合のフローチャートである。
【図１２】第１２図は、平均粒径が数十μｍの酸化し易い金属粉末から放電表面処理用電極を製造する場合のフローチャートである。
【図１３】第１３図は、放電表面処理で形成された被膜の状態を示す写真である。
【図１４】第１４図は、この発明にかかる他の放電表面処理用電極の製造プロセスを示すフローチャートである。
【図１５】第１５図は、粉末を成形する際の成形器の状態を模式的に示す断面図である。
【図１６】第１６図は、放電表面処理装置により放電表面処理を行なう様子の概念図である。
【図１７Ａ】第１７Ａ図は、放電時の電極３０１とワーク３０２の間にかかる電圧波形（極間電圧波形）を示す図である。
【図１７Ｂ】第１７Ｂ図は、放電時に放電表面処理装置に流れる電流の電流波形を示す図である。
【図１８】第１８図は電極を加工液に浸す時間により電極の重量が増加していく様子を示す図である。
【符号の説明】
【０２０４】
１  放電表面処理装置
１１  ワーク
１２  放電表面処理用電極
１３  放電表面処理用電源
１４  被膜
１５  加工液
１６  加工槽
２１  電極粒子
２２  加工液中や気中の成分
１０１  粉末
１０３  上パンチ
１０４  下パンチ
１０５  金型（ダイ）
２０１  合金粉末
２０２  上パンチ
２０３  下パンチ
２０４  金型（ダイ）
３０１  放電表面処理用電極
３０２  ワーク
３０３  加工液
３０４  放電表面処理用電源
３０５  アーク柱
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１８】
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