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

基本信息

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

项目摘要

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。

申请人先前已经研究了如何使用形状雕刻的排放加工方法将粉末紧凑型用作电极，并将电极材料转移并沉积到工件表面上，以形成与表面上基本材料不同的功能。此过程包括主要处理和次要处理。粉末紧凑电极的制造很费力，需要更换一级和次要加工之间的电极，这很复杂。因此，在这项研究中，目的是使用旋转的导电盘作为将表面排放到液体中，并将表面功能赋予所需形状的工具。为此，使用含有粉末状材料的加工液。（1）使用薄电线的沉积处理，使用直径为1 mm作为电极的铜棒进行沉积处理。结果，发现沉积发生在电流值较小且脉冲宽度短的区域中。沉积的脉冲宽度和电流值面积可以由电源提供的能量组织。此外，通过调整电气条件，产生直径为50μm，高度为1 mm的沉积物。（2）当电极通过旋转电极旋转沉积时，将在电极和工件之间绘制周围粉末。放电发生在电极和工件之间距离最短的区域附近。这会产生放电，引起高热量，粉末融化并在工件上积聚。由于使用去年生产的电极旋转装置的沉积处理，沿垂直于旋转轴的方向形成了一个长沉积层。（3）通过X射线衍射对沉积层分析的组成表明，碳化钛与加工油分解时产生的碳反应，并在加工液中混合钛作为粉末，在工件表面附近沉积。但是，当表面达到几十μm或更多时，钛层变成了一层。要形成厚实的膜，需要考虑进一步的处理条件。