电极的制造方法及利用其的放电表面处理的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种电极的制造方法及利用其的放电表面处理。所述电极的制造方法由以下工序构成：为得到多个四角柱状或六角柱状的压粉体而在金属模具内填充含有导电性原料的粉末并进行加压；将前述多个压粉体以相互密合的方式平行排列并施加静水压，从而将前述多个压粉体接合；为得到烧结体而将前述已接合的前述多个压粉体进行烧结。通过使前述烧结体与对象物接近并通过产生放电来进行放电表面处理。
【专利说明】电极的制造方法及利用其的放电表面处理
[0001] 本申请为2010年2月15日提出的申请号为201080007935. 2、发明名称为"电极 的制造方法及利用其的放电表面处理"的发明申请的分案申请。
【技术领域】
[0002] 本发明涉及用于利用放电而在对象物上形成皮膜或焊肉的电极及利用其的皮膜 或焊肉的形成方法。
【背景技术】
[0003] 通过在油中或大气中等使非消耗性的电极与对象物接近，并在其间产生放电，可 以加工对象物。已知：所涉及的技术通常被称作放电加工，并可进行精密且复杂的形状的加 工。在一定条件下，例如在利用压粉体等消耗性的电极来取代非消耗性的电极等的条件下， 不进行对象物的加工，而是优选发生电极的损耗。此时，由于电极的原料或其反应物在对象 物上覆盖与电极相对的区域，因此可进行对象物的表面处理。相关的技术在国际公开公报 W099/58744号中已公开。所涉及的技术在该公报中被称作放电表面处理。
【发明内容】
[0004] 如上所述的放电表面处理的对象本质上并不限定于与电极相对的区域。从可进行 局部的表面处理的观点出发，所涉及的性质是放电表面处理的优点之一，但另一方面，在希 望大面积且均匀地进行表面处理时，就成为缺点。
[0005] 本发明是鉴于上述问题而进行的，其目的在于提供一种凭借放电表面处理而在更 广面积上进行表面处理的技术。
[0006] 根据本发明的第1方面，用于放电表面处理的电极的制造方法由以下工序构成： 为得到多个压粉体而在金属模具内填充含有导电性原料的粉末并进行加压；将前述多个压 粉体以相互密合的方式排列并施加静水压，从而将前述多个压粉体接合；为得到烧结体而 将前述已接合的前述多个压粉体进行烧结。
[0007] 优选：前述制造方法进一步包含对前述多个压粉体分别施加静水压的预备静水压 工序。进一步优选：在前述制造方法中，前述接合工序中的静水压力与前述加压工序中的加 压力相同，前述预备静水压工序中的第2静水压力低于前述静水压力。
[0008] 根据本发明的第2方面，对象物的表面处理方法由以下工序构成：为得到多个压 粉体而在金属模具内填充含有导电性原料的粉末并进行加压；将前述多个压粉体以相互密 合的方式排列并施加静水压，从而将前述多个压粉体接合；为得到烧结体而将前述已接合 的前述多个压粉体进行烧结；使前述烧结体与对象物接近并通过产生放电而进行放电表面 处理。
[0009] 优选：前述表面处理方法进一步包含对前述多个压粉体分别施加静水压的预备静 水压工序。进一步优选：在前述表面处理方法中，前述接合工序中的静水压力与前述加压工 序中的加压力相同，前述预备静水压工序中的第2静水压力低于前述静水压力。
【专利附图】
【附图说明】
[0010] 图1为说明本发明的一实施方式的电极的制造方法的图，为表示通过加压而得到 压粉体的工序的图。
[0011] 图2为说明前述制造方法中对前述压粉体分别施加静水压的工序的图。
[0012] 图3为说明前述制造方法中将多个压粉体排列并进行接合的工序的图。
[0013] 图4为表示根据本实施方式，以相互密合的方式进行排列的多个压粉体的例子的 立体图。
[0014] 图5为表示前述制造方法中的烧结工序的示意图。
[0015] 图6为表示本实施方式中的放电表面处理方法的示意图。
[0016] 图7为表示前述放电表面处理方法中电极和对象物被放置在放电加工机中的形 态的示意图。
【具体实施方式】
[0017] 在本说明书和所附的权利要求书的整个内容中，"放电表面处理"该词如下定义并 使用，即在放电加工机中代替对象物的加工而将放电用于电极的损耗，从而使前述电极的 原料，或者将前述电极的原料与加工液或加工气体的反应生成物沉积在前述对象物上作为 皮膜。
[0018] 以下参照附图来说明本发明的一实施方式。
[0019] 根据本实施方式，首先制造用于放电表面处理的消耗性的电极。
[0020] 作为消耗性的电极的原料，优选导电性的粉末。导电性的粉末可以其全体为任一 金属或半导体物质，或者也可以为金属或半导体物质与其他物质例如适宜的陶瓷的混合 物。选择哪一种是根据在对象物上形成的皮膜所要求的特性来决定的。
[0021] 在所述粉末中优选添加粘合剂并适宜地混合。作为所述粘合剂，可例示石蜡、巴西 棕榈蜡、聚丙烯、聚乙烯、丙烯酸树脂、甲基丙烯酸树脂、缩醛树脂等，只要有助于粉末粒子 的松散结合，且在烧结后不残留不想要的残存物，则任一种都可适用。
[0022] 如图1 (a)所示，添加了粘合剂等的粉末7被填充在金属模具9中。金属模具9由 例如筒状的外模11、与外模11的内孔llh嵌合的上冲头13和下冲头15构成。冲头13、15 均可相对于内孔1 lh而滑动，且为了防止在加压时粉末7发生泄漏，相对于内孔1 lh而进行 适宜的嵌合。
[0023] 被粉末7填充的金属模具9被装在适宜的加压装置上。利用加压装置的压头 17、19而分别按压上下冲头13、15,从而对填充在金属模具9中的粉末7进行加压。通过 所述加压，粉末7如图1(b)所示地发生聚集，从而得到不容易崩塌的压粉体21。压粉体 21的形状可根据内孔llh的形状和粉末7的量进行适宜地调整，在本实施方式中，例如为 15 (宽）X8 (高）X 100 (长）mm的四角柱状。当然，可以为六角柱状等各种形状。通过多次 实施所涉及的工序，可得到多个压粉体21。
[0024] 优选在后续的工序前预备对多个压粉体21分别实施如冷静水压成形（CIP)那样 的施加静水压的处理。即、如图2(a)所示，压粉体21分别被封入薄的橡胶制的袋23中。也 可代替橡胶而利用有适宜伸缩性的原料。在所述状态下，如图2 (b)所示，压粉体21与袋23 一起被浸渍在压力容器25中的液体L中，并在各个方向同样地进行加压。所述工序不但使 压粉体21的密度的均匀性提高，而且还使最终制品的均匀性提高。
[0025] 优选上述预备静水压工序中的静水压力低于对粉末7进行加压的工序中的加压 力。这样的静水压在防止压粉体21的变形的方面是有利的。
[0026] 接着，多个压粉体21以相互密合的方式进行排列。图3(a)为所述形态的一例。可 以为相同长度的压粉体21平行排列的形态，也可以包含长度不同的压粉体21。另外还可以 包含较短的压粉体21串联排列的形态。压粉体21的数量可根据需要进行增减。优选如图 3(a)所示，形成其一端对齐的状态。
[0027] 如图3(b)所示，多个压粉体21进一步被封入由橡胶等形成的袋27中，从而实施 CIP。或者也可代替CIP而使用热静水压成形（HIP)。使用HIP时，加热条件可以按照进行 压粉体21的预备烧结的方式进行考虑并设定。或者也可以在HIP中同时实施后述的烧结 工序。通过利用在压力容器25内的液体L而施加静水压，多个压粉体21被接合，从而可得 到如图4所示的接合体29。
[0028] 优选对多个压粉体21施加的静水压力与对粉末7进行加压的工序中的加压力相 同。这样的静水压在可防止压粉体21的变形且促进接合的方面是有利的。
[0029] 接合体29由多个压粉体21构成，但压粉体21彼此相互接合，从而接合体29的形 状不容易崩塌。如图5所示，在该状态下，接合体29被导入加热炉31中。
[0030] 作为加热炉31，为防止氧化而优选可控制氛围气的炉。优选在加热炉31内形成非 氧化性的氛围气。作为非氧化性的氛围气，可例示ΙΟ-lPa以下的真空、由氮气或氩气等非 活性气体形成的非活性氛围气。
[0031] 加热炉31进一步具备碳加热器等适宜的加热装置33。利用加热装置33对接合体 29进行加热，从而进行烧结。从促进烧结的观点出发，加热温度越高越有利，但烧结过度进 行会导致电极的损耗难以发生，从防止上述情况的观点出发，优选比粉末7的原料的熔点 充分低的加热温度。因此，如果将粉末7的原料的熔点设为Tm(°C )，则加热温度可例示例 如 0· 5 ?0· 8Tm。
[0032] 通过烧结的进行，压粉体21中所含的粘合剂等添加物会蒸发而消失，进一步在粉 末的粒子间产生牢固结合。而且在多个压粉体21之间也会产生牢固结合。结果，烧结体全 体形成单一的固体。为了用作用于放电表面处理的电极，烧结应该在使粒子间的空隙未消 失的阶段停止。根据上述工序，多数时候不用特别注意即可得到粒子间的空隙不消失、多孔 的烧结体。
[0033] 另外，如上所述，还可代替在接合的工序后独立实施烧结的工序，而通过HIP同时 进行接合和烧结。
[0034] 烧结结束后，为防止过度热冲击而适宜地冷却烧结体。之后，从加热炉31中取出 烧结体。如图6所示，烧结体可用作用于放电表面处理的电极1。
[0035] 参照图6和7,以下说明利用了由如上所述制造的烧结体构成的电极1的放电表面 处理。放电表面处理可适用于各种制品，但在图6的例子中，表面处理的对象物3为燃气涡 轮发动机的动叶，成为对象的区域为动叶的前端。
[0036] 参照图7,放电加工机41具备：具有导电性的底座43、可储存加工液F的加工槽 45、电源47和固定电极的头部49。头部49可利用适宜的装置进行升降，另外为了使其升 降，放电加工机41还可具备伺服马达51。加工槽45中储存有像油一样的非导电性的加工 液F，电极1的前端与对象物3 -起被浸渍在加工液F中。或者，也可代替加工液F而在大 气或任何气体中实施放电表面处理。对象物3在底座43上以可与其通电的方式进行固定， 电极1在头部49上以可与其通电的方式进行固定。电源47的两端分别电连接有底座43、 头部49,从而，从电源47到电极1及对象物3可实现通电。
[0037] 如上所述的放电加工机41中，电极1与对象物3的对象区域接近。这样，由电源 47进行供电，可在电极1和对象物3之间产生放电。优选将被供给的电力设为间歇，从而以 脉冲状发生放电。如上所述，由于电极1是多孔的，因此通过放电，在对象物3上优先损耗， 从而电极1的原料沉积在对象物3的对象区域上作为皮膜5。或者通过适宜地选择电极1 的原料和加工液F，也可使其反应生成物形成皮膜5。放电能的一部分被投入到对象物3的 对象区域，引起局部熔融，因此皮膜5和对象物3的结合是牢固的。另外，由于放电能投入 的区域是对象物3中的特别局部且表面的区域，因此对象物3不受热损伤或变形。
[0038] 由于电极1的损耗，在电极1的下端如图6(b)所示地产生低洼It。低洼It为对 应于对象物3的对象区域的形状。产生一定的损耗时，优选仅移动电极1或对象物3而使 电极1的新面与对象区域相对。图6(b)例示了多次重复该过程后的状态。或者，不只仅移 动电极1或对象物3,还可掉转方向。图6(c)例示了该例子。
[0039] 根据本实施方式，由于分别成形了多个压粉体21，因此压粉体21在形状方面具有 高精度，且在密度方面均匀性高。电极1由于是将这些压粉体21接合并进行烧结而得到的， 因此所涉及的性质可得到反映，电极1也具有高形状精度和高均匀性。与此相比，根据本发 明人等所作的研究，如果不使用所述方法而直接成形及烧结较大型的电极，则从其周边部 分到中央部分会产生密度的不均匀，且常常在中央部分附近会因收缩而产生变形。这样的 烧结物在形状及不均匀性方面不适合作为放电表面处理的电极。与这样的情况相比，本实 施方式在形状精度和均匀性方面是显著有利的。
[0040] 根据本实施方式，可以构成大型、且形状精度和均匀性高的电极。可一边形状精度 和均匀性维持高水准，一边电极的尺寸扩展性地进行扩大。本实施方式可在较广面积上进 行均匀的表面处理。由于利用了放电表面处理，因此还可享有可将表面处理限定在与电极 相对的区域的优点。
[0041] 通过优选的实施方式说明了本发明，但本发明并不限定于上述实施方式。基于上 述公开内容，具有该【技术领域】的通常技术的人可通过对实施方式进行修正或变形来实施本 发明。
[0042] 产业上的可利用性
[0043] 可提供利用放电表面处理而在更广的面积上进行表面处理的技术。
【权利要求】
1. 一种用于放电表面处理的电极的制造方法，由以下工序构成： 为得到多个压粉体而在金属模具内填充含有导电性原料的粉末并进行加压，其中，各 压粉体为四角柱状或六角柱状； 将所述多个压粉体以相互密合的方式平行排列并施加静水压，从而将所述多个压粉体 接合； 为得到烧结体而将所述已接合的所述多个压粉体进行烧结。
2. 如权利要求1所述的制造方法，进一步包含对所述多个压粉体分别施加静水压的预 备静水压工序。
3. 如权利要求2所述的制造方法，所述接合工序中的静水压力与所述加压工序中的加 压力相同，所述预备静水压工序中的第2静水压力低于所述静水压力。
4. 一种用于放电表面处理的电极，通过权利要求1的制造方法来制造。
5. -种对象物的表面处理方法，由以下工序构成： 为得到多个压粉体而在金属模具内填充含有导电性原料的粉末并进行加压，其中，各 压粉体为四角柱状或六角柱状； 将所述多个压粉体以相互密合的方式平行排列并施加静水压，从而将所述多个压粉体 接合； 为得到烧结体而将所述已接合的所述多个压粉体进行烧结； 使所述烧结体与对象物接近并通过产生放电而进行放电表面处理。
6. 如权利要求5所述的表面处理方法，进一步包含对所述多个压粉体分别施加静水压 的预备静水压工序。
7. 如权利要求6所述的表面处理方法，所述接合工序中的静水压力与所述加压工序中 的加压力相同，所述预备静水压工序中的第2静水压力低于所述静水压力。
【文档编号】B22F7/06GK104107916SQ201410213976
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2010年2月15日 优先权日:2009年2月18日
【发明者】渡边光敏, 吉泽广喜, 落合宏行, 野村恭兵, 下田幸浩 申请人:株式会社Ihi