粉末混入加工液を用いた液中放電表面処理法による機能表層および微小構造体の形成

使用含粉末加工液的浸没放电表面处理方法形成功能表面层和微观结构

• 批准号: 11750110
• 负责人: 古谷 克司
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Toyota Technological Institute
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11750110/
• 关键词: 放電加工; 粉末; 付着加工; 堆積; 加工液; 分散; 放電位置; 回転電極

申請者らはこれまでに形彫放電加工法によって圧粉体を電極とし、電極材料を被加工物表面に移行堆積して母材とは異なる機能をその表面上に形成する方法について研究を行ってきた。本工程は一次加工と二次加工とから構成される。圧粉体電極の製作には手間がかかり、一次加工と二次加工とで電極を交換する必要があったため、工程が煩雑であった。そこで本研究では、回転する導電性円板を工具として液中放電表面処理を行い、要求される形状に表面機能を付与することを目的とする。そのために、粉末材料を混入した加工液を用いる。(1)細線を用いた堆積加工直径1mmの銅棒を電極に用いて堆積加工を行った。その結果、電流値が小さく、パルス幅が短い領域で堆積することが明らかになった。堆積加工になるパルス幅と電流値の領域は、電源からの供給エネルギーで整理することができた。また、電気条件を調整することにより直径50μm、高さ1mmの堆積物を生成することができた。(2)回転電極による堆積加工電極が回転すると周囲の粉末が電極と被加工物間に引き込まれる。放電は電極と被加工物との距離が最も短い部分の近傍で発生する。ここに放電が発生することで高熱が生じ、粉末は溶融し、被加工物上に堆積する。昨年度試作した電極回転装置を用いて堆積加工を行った結果、回転軸に直角な方向に長く堆積層が形成された。(3)堆積層の組成X線回折により解析した結果、被加工物表面近くには加工油が分解されたときに生成したカーボンと粉末として加工液に混入していたチタンが反応したチタンカーバイドが堆積していた。しかし、表面から数十μm以上になるとチタンの層となった。厚膜を形成するためにはさらに加工条件を検討する必要がある。

The applicant has conducted research on the method of forming the electrode material on the surface of the workpiece by means of the transfer deposition of the powder on the surface of the workpiece and the function of the substrate on the surface. This project consists of primary processing and secondary processing. The manufacture of powder electrode is necessary for the first time, the second time and the electrode exchange. This study aims to improve the shape and function of the conductive plate. The powder material is mixed into the processing fluid. (1)Copper rod with diameter of 1mm is processed by fine wire stacking. As a result, the current is small and the amplitude is short. The current value field of the stack processing is different from that of the power supply. For example, if the electrical conditions are adjusted, the deposit with a diameter of 50μm and a height of 1mm will be generated. (2)The electrode is deposited on the substrate, and the powder is deposited on the substrate. The distance between the electrode and the object to be processed is the shortest part. The powder is melted and accumulated on the processed material. The electrode return device was tested last year, and as a result, the return axis was formed in a long stacking layer in the right angle direction. (3)As a result of X-ray analysis of the composition of the deposited layer, the surface of the workpiece is decomposed into powder and mixed with the deposited oil. The surface is tens of microns or more. The thickness of the film is determined by the processing conditions.

项目成果

Katsushi Furutani et al.: "Accretion of titanium carbide by electrical discharge machining with powder suspended in working fluid"Precision Engineering. (in press).

Katsushi Furutani 等人：“通过使用悬浮在工作流体中的粉末进行放电加工来增加碳化钛”精密工程。

古谷 克司他: "圧電素子を用いた多軸微小送り機構"精密工学会誌. 65・12. 1778-1782 (1999)

Katsuji Furuya 等：“使用压电元件的多轴微进给机构”日本精密工程学会杂志 65・12 1778-1782（1999）。