放电表面处理方法技术

本发明专利技术提供一种放电表面处理方法，其通过将在硬质材料的粉末中混合大于或等于20重量％的硅后的粉末成型而形成的成型体、或者硅的固状体作为放电表面处理用电极(1)，在该电极(1)和工件(2)之间反复产生脉冲状放电而使所述电极材料迁移至工件(2)上，从而在工件表面形成表面层，其特征在于，具有处理时间确定工序，在该工序中，对通过所述放电而在所述工件表面形成的放电处理面进行观察，在根据该观察结果得到的所述放电处理面中通过所述放电形成的表面粗糙度增加然后降低的过程中，决定上述放电表面处理的结束时间，按照由所述处理时间确定工序决定的处理时间，在所述电极和工件之间实施放电表面处理。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种放电表面处理，其在基材表面形成由电极材料或利用放电能量使电极材料反应所产生的物质构成的覆膜或表面层。
技术介绍
在日本特公平5-13765号公报中，公开了一种技术，其使用硅作为放电加工的电极，通过在液体中或碳化气(carbonizing gas)中进行放电加工，使得电极材料的一部分迁移至被加工物表面，从而在被加工物表面形成非晶合金层或具有微细晶体构造的表面层。 (专利文献1)专利文献1 日本特公平5-13765号公报
技术实现思路
在专利文献1中，记载了通过将Si作为电极进行放电而可以在工件表面形成具有耐腐蚀性的Si表面层的内容，但在Φ 20mm的面积中进行3 μ m左右的厚度的处理所需的时间为2个小时，处理时间非常长，不仅如此，还存在在处理时表面层部分凹陷100 μ m左右的问题，通常难以实际应用，另外，可知实际上并不是在所有环境下都可以得到耐腐蚀性，仅可以用于有限的用途。例如，对用于金属模具等的冷作模钢SKDll材料进行评价，在与Φ 20mm的面积相当的面积上进行了 2个小时的处理，结果产生了腐蚀，没有得到所期待的效果。另外，已报道有通过实施使用放电表面处理用电极进行的放电表面处理，在冲压模具、转塔冲头(turret punch)等中能够得到长寿命化等效果，但相同地存在处理时间长、 表面粗糙度差等问题。另外，对于在什么状态下可以判断为处理完成这一点，并没有明确的指标，而是交由现场来判断，因此，成为波动较多的处理。本专利技术就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于，提供一种，其可以形成耐腐蚀性甚或耐冲蚀(erosion)性优异的表面层。本专利技术所涉及的，通过将在硬质材料的粉末中混合大于或等于 20重量％的硅后的粉末成型而形成的成型体、或者硅的固状体作为放电表面处理用电极， 在该电极和工件之间反复产生脉冲状放电而使所述电极材料迁移至工件上，从而在工件表面形成表面层，其特征在于，具有处理时间确定工序，在该工序中，对通过所述放电而在所述工件表面形成的放电处理面进行观察，在根据该观察结果得到的所述放电处理面中通过所述放电形成的表面粗糙度增加然后降低的过程中，决定上述放电表面处理的结束时间， 在本专利技术的中，按照由所述处理时间确定工序决定的处理时间，在所述电极和工件之间实施放电表面处理。专利技术的效果根据本专利技术，可以通过使用Si电极进行的放电而在工件上稳定地形成优质覆膜， 可以形成发挥高耐腐蚀性·耐冲蚀性的表面层。附图说明图1是放电表面处理系统的说明图。图2是表示放电表面处理中的电压、电流波形的图。图3是表示放电现象的图。图4是表示电极的电阻值R、电阻率P、面积S、长度L的关系的图。图5是表示无法检测出放电的情况下的电流波形的图。图6是表示含有Si的表面层的分析结果的图。图7是耐腐蚀试验的说明图。图8是耐冲蚀的评价试验的概略图。图9是表示不锈钢基材的评价试验结果的图。图10是表示斯特莱特合金的评价试验结果的图。图11是表示TiC覆膜的评价试验结果的图。图12是表示Si表面层的评价试验结果的图。图13是表示Si表面层的评价试验结果的图。图14是Si表面层的条件一览表。图15是表示Si表面层被破坏后的情况的照片。图16是表示斯特莱特合金冲蚀的情况的照片。图17是Si表面层的耐冲蚀特性图。图18是裂纹在Si表面层扩展后的照片。图19是Si表面层的耐冲蚀特性图。图20是Si表面层的耐冲蚀特性图。图21是2μπι表面层的照片。图22是2 μ m表面层(腐蚀后)的照片。图23是IOym表面层的照片。图M是10 μ m表面层(腐蚀后)的照片。图25是Si表面层的表面照片。图沈是Si表面层的剖面照片。图27是表面粗糙度变化原理的说明图。图观是表面粗糙度变化的曲线图。图四是表面粗糙度变化的曲线图。图30是现有技术中的Si覆膜膜厚的定义的说明图。图31是Si表面层的X射线衍射像。图32是表示电极中的Si混合比和覆膜表面粗糙度的关系的特性图。图33是表示电极中的Si混合比和覆膜硬度的关系的特性图。图34是表示电极中的Si混合比和覆膜Si浓度的关系的特性图。图35是TiC覆膜表面的SEM照片。图36是混入有Si的TiC覆膜表面的SEM照片。图37是混入有Si的TiC覆膜表面的SEM照片。图38是混入有Si的TiC覆膜表面的SEM照片。图39是Si覆膜表面的SEM照片。图40是从混入有Si的TiC覆膜表面方向进行的X射线衍射图案测定的结果。图41是表示电极中的Si混合比和覆膜Ti浓度的关系的特性图。图42是表示电极中的Si混合比和耐冲蚀性的关系的特性图。图43是水射流喷射后的覆膜表面状态的观察结果。图44是表示电极中的Si混合比和耐腐蚀性的关系的特性图。图45是在王水中浸渍后的覆膜的表面状态的观察结果。图46是表示电极中的Si混合比(重量比)和各覆膜特性的关系的图。图47是表面粗糙度变化的曲线图。标号的说明1电极、2工件、3加工液、4直流电源、5开关元件、6限流电阻、7控制电路、8放电检测电路具体实施例方式下面，使用附图，说明本专利技术的实施方式。实施方式1.图1示出的概略，在该方法中，使硅电极和工件之间产生脉冲状放电，从而在工件表面形成具有耐冲蚀性这一功能的组织。在图中，1是固体状的金属硅电极(以下称为Si电极)，2是作为处理对象的工件， 3是作为加工液的油，4是直流电源，5是用于将直流电源4的电压向Si电极1和工件2之间施加或停止施加的开关元件，6是用于控制电流值的限流电阻，7是用于控制开关元件5 的接通/断开的控制电路，8是用于对Si电极1和工件2之间的电压进行检测而检测放电的产生的放电检测电路。下面，使用示出了电压、电流波形的图2，对动作进行说明。通过利用控制电路7使开关元件5接通，从而在Si电极1和工件2之间施加电压。 利用未图示的电极进给机构，将Si电极1和工件2之间的极间距离控制为适当距离(产生放电的距离)，很快就在Si电极1和工件2之间产生放电。预先设定电流脉冲的电流值 ie、脉宽te(放电持续时间)及放电间歇时间t0 (不施加电压的时间)，它们是由控制电路 7及限流电阻6确定的。如果产生放电，则利用放电检测电路8根据Si电极1和工件2之间的电压降低这一定时，检测出放电的产生，从检测到产生放电的时刻开始经过规定时间(脉宽te)后，利用控制电路7使开关元件5断开。从使开关元件5断开的时刻开始经过规定时间(间歇时间t0)后，再次利用控制电路7使开关元件5接通。通过反复进行上述动作，可以连续产生所设定的电流波形的放电。此外，在图1中，将开关元件描绘为晶体管，但只要是能够控制电压施加的元件即可，也可以是其它元件。另外，描绘为利用电阻器进行电流值的控制，但当然只要是可以控制电流值的方法即可，也可以是其它方法。另外，在图2的说明中，电流脉冲的波形形成为矩形波，但当然也可以是其它波形。根据电流脉冲的形状不同，可以消耗更多电极而更多地供给Si材料，或者通过减少电极消耗而有效地使用材料，在本说明书中并不详细论述。如上所示，通过连续在Si电极1和工件2之间产生放电，可以在工件2的表面形成含有较多Si的层。但是，为了稳定地形成实现本目的的优质含Si层，并不是什么样的Si都可以，另夕卜，图1的电路也存在必要条件。首先，在对Si电极及电路本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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，鹫见信行，安永裕介，寺本浩行，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：