放电表面处理方法及放电表面处理装置制造方法及图纸

本发明专利技术是在使用将金属粉末、金属化合物粉末或陶瓷粉末压缩成型的粉末压缩体电极，在气体气氛中进行放电表面处理时，向电极与工件之间施加大于或等于５００Ｖ的电压，产生脉冲状放电，利用其能量，在工件表面上形成由电极的材料构成的覆盖膜，或者由电极的材料利用脉冲状放电的能量反应后的物质构成的覆盖膜。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及放电表面处理技术，详细地说，涉及以下的放电表面处理方法及放电表面处理装置，即，以将金属粉末、金属化合物粉末或陶瓷粉末压缩成型的粉末压缩体作为电极，使电极与工件之间产生脉冲状放电，利用其能量，在工件表面形成由电极材料构成的覆盖膜、或者由电极材料利用放电能量反应的物质构成的覆盖膜。
技术介绍
现有的放电表面处理主要着眼于常温下的耐磨损，形成TiC(碳化钛)等的硬质材料的覆盖膜。但是，近年来对在工件表面上致密且较厚地堆积金属材料的技术的要求提高。其背景是，对具有高温环境下的耐磨损性能或润滑性能的覆盖膜的要求提高。作为其一例，对图10所示的航空器用燃气涡轮发动机的涡轮叶片的情况进行说明。如图10所示，涡轮叶片101的构成方式为，多个叶片接触并固定，绕轴(未图示)旋转。这些涡轮叶片相互接触的部分在涡轮叶片旋转时，在高温环境下激烈摩擦或撞击。在使用这样的涡轮叶片的高温环境下(大于或等于700℃)，在常温中被使用的一般的耐磨损覆盖膜或具有润滑作用的覆盖膜在高温环境下被氧化而几乎不能发挥作用。因此，在高温环境下使用的部件上，利用焊接和喷镀等方法，形成合金材料的覆盖膜(厚膜)，该合金材料含有生成在高温下发挥润滑性的氧化物的金属。这些方法都要用人工进行熟练操作，由于是热量集中进入工件(焊接的情况)，所以容易产生变形或裂纹等很多的问题。因此，需要取代这些方法的覆盖膜形成技术。另一方面，作为覆盖膜形成技术，提出了利用脉冲状放电在工件表面形成覆盖膜的方法(下面称为放电表面处理)(例如参照专利文献1)。现在，放电表面处理主要着眼于在常温下的耐磨损，形成TiC(碳化钛)等的硬质材料的覆盖膜。可是，近年来不仅仅是要求以常温下的耐磨损为目的的硬质陶瓷覆盖膜，对使用放电表面处理，形成膜厚大于或等于100μm左右的厚膜的要求日益强烈。但是，如果在加工液中，特别是在油中进行放电表面处理，则油中的碳与金属反应后形成碳化物。因此，Ti(钛)等容易形成碳化物的材料的覆盖膜，由放电表面处理堆积非常困难。此外，提出了利用在气体气氛中的放电的覆盖膜形成技术(例如参照专利文献2和专利文献3)。但是，这些方法是用人工在旋转的电极和工件之间施加80～200V的电压，通过反复放电和接触形成覆盖膜的方法，难以形成稳定的覆盖膜。专利文献1 专利第3227454号公报专利文献2 特开平6-269936号公报专利文献3 特开平11-264080号公报在这样的背景下，近年来，热切地希望使用不需要由人工的熟练操作，而是可以流水线化的放电表面处理，形成不仅是以常温下的耐磨损为目的的硬质陶瓷覆盖膜，而且膜厚大于或等于100μm左右的厚膜的技术。但是，在上述的专利文献1所示的电极制造方法中，由于以形成薄膜为主要对象，所以不能形成具有高温环境下的耐磨损性能或润滑性能的覆盖膜。此外，没有考虑粉末压缩成型时使电极的硬度均匀地成型的问题，有时电极本身的硬度产生波动。在由放电表面处理形成厚膜时，来自于电极侧的电极材料的供给和其供给的材料在工件表面的熔融方式对覆盖膜性能有最大影响。对该电极材料的供给有影响是电极的强度，即硬度。在使用专利文献1所示的技术形成薄膜的情况下，由于形成的覆盖膜的膜厚薄，所以即使电极的硬度有一些不均匀，对覆盖膜性能也几乎没有影响。但是，在使用这种电极强度不均匀的电极进行厚膜的放电表面处理的情况下，不能形成具有均匀厚度的覆盖膜。在利用放电表面处理的厚膜形成中，通过将大量的电极材料均匀提供给工件侧的处理范围，才能形成厚度恒定的覆盖膜。因此，如果电极的硬度有一些不均匀，则此部分的覆盖膜的形成方式改变，不能形成厚度均匀的覆盖膜。此外，还产生以下问题，即，根据放电表面处理时使用的电极的场所不同，覆盖膜的形成速度、覆盖膜的性质产生波动等、不能进行恒定质量的表面处理。本专利技术是鉴于上述问题而进行的专利技术，其目的在于，提供一种在利用脉冲放电在工件表面上形成覆盖膜的放电表面处理中，稳定地形成优质的覆盖膜的放电表面处理方法和放电表面处理装置。此外，其目的在于，提供一种利用在油中进行脉冲放电的放电表面处理中，使容易变成碳化物的材料不变成碳化物，来形成优质的覆盖膜的放电表面处理方法和放电表面处理装置。
技术实现思路
本专利技术涉及的放电表面处理方法，其特征在于，使用将金属粉末、金属化合物粉末或陶瓷粉末压缩成型的粉末压缩体作为电极，在气体气氛中，向电极与工件之间施加大于或等于500V的电压，使其产生脉冲状放电，利用其能量，在工件表面上形成由电极材料构成的覆盖膜，或者由电极材料利用放电能量反应后的物质构成的覆盖膜。由本专利技术，由于在气体气氛中向电极与工件之间施加大于或等于500V的电压，使其产生脉冲状放电，进行放电表面处理，所以可以将极间距离，即电极与工件之间的距离保持在适当的距离。这样，可以使气体气氛中的放电稳定地进行，在气体气氛中也能形成良好的厚膜。附图说明图1是表示放电表面处理用电极制造工艺的原理的剖面图，图2是表示进行放电表面处理的情况的原理图，图3A是表示进行放电表面处理时的电压波形的特性图，图3B是表示对应于图3A的电压波形的电流波形的特性图，图4是表示在加工液中的放电状态的图，图5是表示在氩气中放电时的无负荷电压与极间距离的关系的特性图，图6是表示在实施方式2中进行放电表面处理的情况的原理图，图7是表示在实施方式3中进行放电表面处理的情况的原理图，图8是表示在实施方式4中进行放电表面处理的情况的原理图，图9是表示在实施方式5中进行放电表面处理的情况的原理图，图10是说明航空器用燃气涡轮发动机的涡轮叶片的图。具体实施例方式下面根据附图对本专利技术涉及的放电表面处理方法和放电表面处理装置的实施方式进行详细说明。此外，本专利技术并不是限定于下述的内容，在不脱离本专利技术的要点的范围内可以适当变更。此外，在附图中，为了容易理解，有时各部件的比例尺不同。作为对由本专利技术中的放电表面处理所形成的厚膜所要求的功能是，具有高温环境下的耐磨损性、润滑性等。因此，本专利技术以可以移作在高温环境下也使用的部件等的放电表面处理技术为对象。为了形成这样的厚膜，与如现有的为了形成硬质陶瓷膜的以陶瓷为主要成分的电极不同，使用将以金属成分为主要成分的粉末压缩成型，然后根据需要进行加热处理而形成的电极。此外，因为利用放电表面处理形成厚膜，要利用放电脉冲将电极材料大量地向工件侧供给，所以需要使电极具有使电极硬度降低到一定程度等的、电极材质和硬度等规定的特征。在由脉冲放电形成厚膜时，如上述那样，使用以金属成分为主要成分的材料作为电极，但专利技术人通过研究发现，如果在电极中含有大量容易形成碳化物的材料，则由于该容易形成碳化物的材料与在加工液即油中含有的碳反应而变成碳化物，所以难以形成厚膜。也就是说，通过专利技术人的研究发现，在利用将数μm左右的粉末压缩成型后制造的电极形成覆盖膜的情况下，如果在电极中不含有Co(钴)、Ni(镍)、Fe(铁)等难形成碳化物的材料，则很难稳定地形成致密的厚膜。但是，在想形成厚膜这一产业界的要求中，也有使用如Ti(钛)这样非常容易碳化的材料的、修补这样的用途。本专利技术就是在使用这种容易碳化的材料的情况下，也可以利用脉冲放电稳定地形成致密的厚膜的技术。实施方式1. 首先，对本专利技术的实施方式1中的放电表本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种放电表面处理方法，其特征在于，使用以将金属粉末、金属化合物粉末或陶瓷粉末压缩成型的粉末压缩体作为电极，在气体气氛中，向电极与工件之间施加大于或等于５００Ｖ的电压，产生脉冲状放电，利用其能量，在工件表面上形成由电极材料构成的覆盖膜 ，或者由电极材料利用上述脉冲状放电的能量反应后的物质构成的覆盖膜。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：后藤昭弘，秋吉雅夫，落合宏行，渡边光敏，古川崇，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，石川岛播磨重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]