專利名稱：放電表面處理用電極、放電表面處理方法以及覆膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種放電表面處理，其以將金屬粉末或金屬化合物 的粉末成型而獲得的成型體，或?qū)υ摲勰┑某尚腕w進(jìn)行熱處理而獲得 的粉末成型體作為電極，在加工液中或氣氛中，使電極和被加工物之 間產(chǎn)生脈沖狀放電，利用該能量，在被加工物表面形成由電極材料、 或電極材料通過放電能量反應(yīng)生成的物質(zhì)形成的覆膜。
背景技術(shù)：
在兩個金屬部件的滑動面上，使兩個部件都不被磨損這一點(diǎn)， 從耐久性和節(jié)能等的觀點(diǎn)上看很重要，作為抑制這種金屬和金屬間的 滑動部的邊界潤滑區(qū)域上的磨損的方法，以往采取在滑動部形成反應(yīng) 膜的方法。這種反應(yīng)膜是使添加在潤滑油中的磷、氯等活性元素，通過摩 擦生熱發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而生成的硫化鐵、磷酸鐵、氯化鐵等剪切性低的 固體潤滑覆膜，可以抑制磨損。作為上述可以形成反應(yīng)膜的物質(zhì)，可以舉出Fe(鐵)、Sn(錫)、 Zn (鋅)、Cr (鉻)、Ni (鎳)等。此外，近年來，作為可以形成不易剝落的覆膜的表面處理方法， 放電表面處理逐漸確立起來。根據(jù)這種放電表面處理，雖然不是以形成Zn覆膜或Cr覆膜為 目的，但是已經(jīng)報道了多個使用含有Zn或Cr的電極形成由陶瓷構(gòu) 成的高硬度覆膜的例子。例如特開平7 — 70761號公報中公開了如下技術(shù)，其使用在易碳 化的金屬單體粉末或者大于或等于兩種的混合粉末中，作為結(jié)合金屬 添加Al粉再擠壓成型為所需形狀而形成的放電表面處理用電極，在 石油或煤油等能夠通過放電分解產(chǎn)生碳的加工液中進(jìn)行表面處理，在作為基材的Al或Al合金表面形成表面層，該表面層是由電極中的易 碳化金屬與分解產(chǎn)生的碳反應(yīng)形成的碳化物、和電極材料混合而成 的。艮P，特開平7 — 70761號公報中，是以通過放電使易碳化的金屬 碳化，形成由高硬度碳化物構(gòu)成的覆膜為目的，并且發(fā)揮A1粉柔軟 的特性，在對易碳化的金屬粉末進(jìn)行成型時作為粘接劑使用。由于如果增加覆膜中Al等較軟的材質(zhì)所占比例，則覆膜強(qiáng)度會 顯著下降，因此以高硬度覆膜的形成為目的的特開平7 — 70761號公 報中，極力抑制電極中含有的Al粉的量，使其重量比小于或等于64wt %。另外，作為與Al粉具有相同作用的物質(zhì)，可以舉出Zn粉。此外，例如國際公開WO2004/108990中，公開了使用在Cr3C2 (碳化鉻)中混合大于或等于40體積X的不形成碳化物的Co (鈷) 而成的電極，從而形成厚金屬覆膜的技術(shù)。此外，作為該不形成碳化物的材料，除了 Co之外還可以舉出 Ni、 Fe、 Al、 Cu、 Zn等。專利文獻(xiàn)l:特開平7 — 70761號公報專利文獻(xiàn)2:國際公開WO2004/108990發(fā)明內(nèi)容以往，在利用反應(yīng)膜控制摩擦系數(shù)和磨損量的使用環(huán)境中，在 滑動部形成由Zn或Cr的磷化物或硫化物組成的反應(yīng)膜非常重要， 為此向潤滑油中作為添加劑而添加Zn或Zn化合物等以形成反應(yīng)膜， 但是如果在潤滑油中添加過多的Zn則失去作為潤滑油的作用，因此 其添加量有限，微量的添加量則不能以反應(yīng)膜充分地覆蓋整個滑動 面，使控制摩擦系數(shù)和抑制磨損量的效果不充分。即，由于如果能在滑動部形成Cr或Zn的覆膜，則可以與潤滑 油的P或S反應(yīng)，在滑動部的大致整個面上形成反應(yīng)膜，因此可以 控制部件的摩擦系數(shù)和抑制其磨損量，但是現(xiàn)行的Zn或Cr電鍍而 成的覆膜，在小載荷下就會容易地剝落，不具備實(shí)用性，無法作為用于在滑動部形成反應(yīng)膜的Zn覆膜或Cr覆膜使用。此外，對于上述特開平7 — 70761號公報中揭示的由易碳化金屬 碳化形成的物質(zhì)組成的高硬度覆膜，公開了在放電表面處理用電極中 混入Zn粉的例子，但由于Zn粉是作為粘接劑混入的，在該電極中 成分比例較少，因而由于作為主要成分的物質(zhì)的影響，不能形成反應(yīng) 膜。另外，在國際公開WO2004/108990中，對于為了形成厚的覆膜， 在C r 3 C 2中混入大于或等于4 0體積％的C o粉末的情況進(jìn)行了說明， 作為與Co具有同樣效果的物質(zhì)舉出了 Zn，但僅是示出在Cr3C2中混 合Zn的情況，由于Zn的量較少，不能形成反應(yīng)膜以及控制部件表 面的硬度。本發(fā)明的目的在于形成Zn、 Sn、 Cr、 Ni覆膜，上述覆膜可以在 含有磷或硫的潤滑油中，形成由磷化物或硫化物組成的反應(yīng)膜。此外，其目的還在于可以在滑動部形成上述覆膜，并且形成不 同表面硬度的覆膜，特別是提供一種即使在位于邊界潤滑區(qū)域的滑動 部上也不會剝落的、具有高耐磨性和各種摩擦系數(shù)的覆膜及其形成方 法。本發(fā)明涉及的放電表面處理用電極，是在如下放電表面處理中 使用的電極以將金屬粉末成型而獲得的成型體，或?qū)υ摮尚腕w迸行 熱處理而獲得的成型體作為電極，使電極與被加工物間產(chǎn)生脈沖狀放 電，利用該放電的能量，在被加工表面形成電極材料的覆膜、或者借 助放電能量由電極材料反應(yīng)生成的物質(zhì)的覆膜，該電極含有大于或等 于90wtX的Zn粉、Cr粉或Ni粉。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，可以形成不易剝落的Zn、 Sn、 Cr、 Ni覆膜，上述 覆膜可以在含有磷或硫的潤滑油中形成由磷化物或硫化物組成的反 應(yīng)膜。


圖1是用于制造本實(shí)施方式涉及的放電表面處理用電極的流程。圖2是用平均粒徑為2pm的Zn粉制造電極時的成型壓力和以 JISK7194規(guī)定的四探針法測得的電極的電阻的關(guān)系圖。圖3是分別改變將平均粒徑為2pm的Zn粉成型而獲得的壓粉 體電極的電阻，利用各種電阻的電極進(jìn)行放電表面處理時，用EDS (Energy-Dispersive X-ray Spectroscopy)測得覆膜表面的Zn含量的 關(guān)系。圖4是對滑動試驗(yàn)后的覆膜表面進(jìn)行TOF-SIMS分析而獲得的圖。圖5是表示使用0.02Q的電極，在峰值電流為5A、放電時間為 0.5)is的條件下在SCM上形成的Zn覆膜的剖面照片和線分析結(jié)果的圖。圖6是表示被加工物使用硬度為300HV程度的S45C，使用電 阻為0.02Q的Zn電極形成覆膜時的放電電流和放電時間的乘積與覆 膜表面硬度的關(guān)系的圖。圖7是表示利用在粒徑為2pm的Zn粉中改變TiC的混合比例 而制成的電極形成覆膜時的覆膜硬度的圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施方式1首先，對放電表面處理的原理進(jìn)行說明。將金屬或金屬合金粉末成型而獲得的材料，或者在成型后進(jìn)行 熱處理而獲得的材料作為電極使用，并配置為與設(shè)置在充滿石油類加 工液的加工槽中的基材(被加工物)距離規(guī)定間隔，以電極作為陰極、 被加工物作為陽極，以兩者不相接觸的方式， 一邊使主軸進(jìn)行伺服動 作一邊在電極和被加工物間產(chǎn)生放電。在這里，針對石油類加工液進(jìn) 行了說明，但也可以在氣氛中或水中進(jìn)行放電。利用放電產(chǎn)生的熱量使被加工物及電極熔融，氣化，通過隨氣化 產(chǎn)生的氣浪及靜電力，將熔融的電極的一部分(焙融粒子)輸送至被加工物表面。然后，如果熔融的電極的一部分到達(dá)被加工物表面，則再次凝 固成為覆膜。由于是使被加工物表面熔融，在其上堆積覆膜，因此被 加工物和覆膜之間形成擴(kuò)散接合，覆膜不會從被加工物剝落。下面，在圖1中示出用于制造本實(shí)施方式涉及的放電表面處理 用電極的流程。與潤滑油中的磷或硫反應(yīng)而形成反應(yīng)膜的物質(zhì)具有Zn、 Sn、 Cr、 Ni等，為此，制造用于形成上述覆膜的電極。本實(shí)施方式中，Zn、 Sn的情況下僅使用平均粒徑小于或等于 15pm的粉末，Cr及Ni的情況下僅使用小于或等于4pm的粉末。在Cr的情況下，用球磨裝置等粉碎機(jī)將市售的平均粒徑為幾十 pm的粉末粉碎為平均粒徑小于或等于4pm。此外，在液體中進(jìn)行粉碎的情況下，需要使液體蒸發(fā)、粉末干 燥，但是干燥后的電極粉末，粉末與粉末間會發(fā)生聚集，形成大塊。因此，為了使該大塊分散，使其通過網(wǎng)眼尺寸為lOOpm至300pm 程度的篩子，將聚集成的塊打碎。Zn及Sn、 Ni的情況下，雖然購買市售的上述粒徑的粉末，不 經(jīng)粉碎就可以進(jìn)行成型，但該情況下，由于該粉末也會發(fā)生聚集，因 此使其過篩。此外，篩子的網(wǎng)眼尺寸根據(jù)隨后工序中擠壓的成型性、 和放電鍍膜處理中脫落至電極和基材之間時可以通過放電爆炸力粉 碎的尺寸決定。另外，使用的Zn、 Sn粉末的平均粒徑大于其他金屬是因?yàn)閆n、 Sn的熔點(diǎn)為約40(TC，而其他金屬為130(TC左右，因此以較小的能 量就可以使Zn或Sn粉末熔融。艮P，在對Zn或Sn和其他金屬在相同放電條件下進(jìn)行處理的情 況下，Zn或Sn粉末具有如下優(yōu)點(diǎn)，即，可以使用平均粒徑更大的粉 末形成覆膜，粒徑越大則電極的成型性越高。但是，如果Zn或Sn粉末的平均粒徑大于15pm，則發(fā)生電極間 短路等使放電狀態(tài)不穩(wěn)定，因此優(yōu)選Zn或Sn的平均粒徑小于或等 于15jim。將過篩后的粉末放入模具，用沖頭以規(guī)定的沖壓壓力加載壓力， 通過沖壓使粉末緊固，成為壓粉體。Zn粉或Sn粉、Ni粉的氧化膜較薄，能夠容易地通過沖壓的壓 力破壞氧化膜，使粉末和粉末之間發(fā)生金屬結(jié)合，但對于Cr則不容 易破壞氧化膜，成型性不十分好。因此，如果在Cr粉中以重量比為 1%至10%的程度混入石蠟等蠟，則可以使沖壓時沖壓壓力向混合粉 末內(nèi)部的傳導(dǎo)性變好，能夠改善成型性。擠壓成型獲得的壓粉體，如果通過擠壓能夠得到規(guī)定的硬度， 則可以直接作為放電表面處理用電極使用，但是在強(qiáng)度不足的情況 下，則通過加熱使其強(qiáng)度增加。另外，使用蠟的情況下，需要加熱至高于蠟熔點(diǎn)的溫度而除去 蠟，由此得到放電表面處理用電極。利用Zn粉或Sn粉、Ni粉制造電極的情況下，僅利用沖壓的壓 力就可以使粉末與粉末間進(jìn)行金屬結(jié)合，因此不必加熱也能夠成為具 有足夠強(qiáng)度的電極，但利用Cr粉制造電極的情況下，僅通過沖壓則 強(qiáng)度不足，沖壓后需要以30(TC至50(TC進(jìn)行熱處理。下面，對本實(shí)施方式涉及的最佳實(shí)施例進(jìn)行說明。在本例中，購買市售的平均粒徑為2pm的Zn粉，使其通過網(wǎng) 眼尺寸為300(im的篩子，從而得到小于或等于300pm的聚集后的塊 體后，通過壓縮該粉末成型獲得電極。在這里，在圖2中示出用平均粒徑為2pm的Zn粉制造電極時 的成型壓力與以JIS K 7194規(guī)定的四探針法測得的電極電阻之間的 關(guān)系，其中，該四探針法是在電極上沿直線放置4根針狀探針，在外 側(cè)的兩根探針間流過 一 定電流，并測定內(nèi)側(cè)的兩根探針間產(chǎn)生的電位 差，而求出電阻。根據(jù)該圖可知，如果成型壓力增加則電極的電阻降低。在粉末的成型壓力低的情況下，電極中的粉末間的金屬結(jié)合較 少，因此電極的電阻高，隨著成型壓力的增加，粉末間的金屬結(jié)合增 加，因而電阻以指數(shù)函數(shù)下降。在這里，對形成覆膜的電極電阻的條件進(jìn)行說明。為了保持電極的前端與被加工物的間隔，通過在電極和被加工 物之間施加電壓，進(jìn)行伺服動作以使檢測到的極間電壓大致恒定，從 而控制電極和被加工物之間的極間距，但如果電阻過大(例如大于或 等于4Q)，則由于電極在同樣的間距下，極間的電壓大幅下降，因 此會控制主軸使其下降，使電極前端接近被加工物，直至達(dá)到與極間 電壓相當(dāng)?shù)木嚯x，從而使電極和被加工物發(fā)生碰撞。如果電極與被加工物接觸，則不能在其間施加電壓，不能產(chǎn)生 放電。艮P，電極的電阻大于的情況下，電極和被加工物之間無法進(jìn)行伺服動作，不能產(chǎn)生放電。在圖3中示出分別改變由平均粒徑為2pm的Zn粉成型獲得的 壓粉體電極的電阻(如圖2所示通過改變成型壓力而改變電阻)，利 用各種電阻的電極進(jìn)行放電表面處理時，通過EDS (Energy-Dispersive X-ray Spectroscopy)測得的覆膜表面的Zn含量 的關(guān)系。 —被加工物為碳鋼(S45C)，覆膜的形成條件是放電電流為8A, 放電時間為8iis，處理面積為2"6，處理時間為2分鐘。以200倍觀察覆膜表面區(qū)域，加速電壓為15kV，以此測定Zn 含量。EDS分析并不僅僅檢測覆膜的最表面，還包括一定程度的深 度(數(shù)pm)。因此，檢測出大量比表面的Zn覆膜更靠下的被加工 物S45C的成分、即Fe。如果覆膜即Zn的量增加，則Fe的量減少。這代表Zn覆膜厚度 增加及Zn堆積部分增加。如圖3所示，由電阻為0.002Q的電極形成的覆膜的Zn含量為 0.1wt%，電阻越大，Zn含量越大。此外，對于電阻小于0.002Q的電極，與電極的硬度高相同的原 理，形成覆膜的Zn難以從電極脫離，因此從電極向被加工物供給的 Zn量非常少，只能少量堆積Zn，甚至反而成為去除加工。艮P，為了形成Zn覆膜，必須使電極的電阻大于或等于0.002Q。由于反應(yīng)膜即使是原子級的厚度也能發(fā)揮效果，因此即使是覆蓋被加工物最表層的Zn的量為0.1wt。/。的覆膜，也能夠抑制磨損。但 是，作為滑動面的反應(yīng)膜有時會被磨損，因此對于較薄的Zn覆膜， 經(jīng)過長時間覆膜的耐久性會降低。此外，國際公開WO2004/108990中利用陶瓷等混合電極形成的 覆膜的Zn的含量為0.1wt。/。左右，但因?yàn)樵诨瑒用嫔洗嬖诔?Zn以 外的物質(zhì)，因而不能形成反應(yīng)膜，會磨損對象材料。如上所述，使用Zn粉的壓粉體電極進(jìn)行放電表面處理的情況 下，通過制造為使該電極的電阻大于或等于0.002Q而小于或等于 4Q，可以在被加工物表面上形成能夠生成反應(yīng)膜的Zn覆膜。如果使該形成有Zn、 Cr或Ni覆膜的滑動部在潤滑油中滑動， 則可以使該覆膜與潤滑油中含有的磷或硫反應(yīng)，形成由磷化物或硫化 物組成的反應(yīng)膜。在維氏硬度為IOOOHV程度的SCM420鋼上，使用0.02Q的電 極，在峰值電流為7A、放電時間為0.5ps的條件下形成Zn覆膜，針 對該Zn覆膜一邊以5cc/min滴下含有0.06 0.30wtM的S以及100 600ppm的P的潤滑油一邊進(jìn)行滑動試驗(yàn)。對象材料為經(jīng)過淬火回火 的SKS-95鋼針，其前端的曲率半徑為18mm，硬度為HRC60 64。將該鋼針前端以5kgf載荷壓在覆膜上，以200cpm的周期進(jìn)行 50mm往復(fù)滑動。其結(jié)果是，可以形成反應(yīng)膜，與SCM420的研磨面 相比摩擦系數(shù)可以增大10%左右，并且與未處理試樣相比還可以抑 制磨損量。對滑動試驗(yàn)后的覆膜表面進(jìn)行TOF-SIMS分析。其結(jié)果如圖4 所示。TOF-SIMS分析是如下分析方法，即，向試樣表面照射Ga+離子 而使試樣表面的元素的二次離子飛濺出，根據(jù)由二次離子的質(zhì)量決定 的飛濺時間來確定元素，同時對離子數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)。該分析方法中，在 根據(jù)試樣表面繪出的圖象上生成具有與離子數(shù)對應(yīng)的亮度的亮點(diǎn)，根 據(jù)亮度的高低和離子的數(shù)量確定元素的量。如圖所示，滑動面上可以觀察到Zn、 P、 S以及S03的分布，確 認(rèn)了 ZnS及ZnS03的存在。覆膜、對象材料幾乎都未磨損，發(fā)揮了磷酸鋅、ZnS及ZnS03的反應(yīng)膜具有的提高耐磨性等特性。在圖5中示出使用的電極，以峰值電流為5A、放電時間為0.5ps的條件形成在SCM上的覆膜的剖面照片和線分析結(jié)果。形成了作為被加工物主要成分的Fe朝向覆膜逐漸減少，覆膜的Zn朝向被加工物逐漸減少的混合層?？芍@樣的放電表面處理形成的覆膜不會從被加工物剝落。覆膜的膜厚包含擴(kuò)散層在內(nèi)為2pm左右。在邊界潤滑下的滑動面的摩擦系數(shù)及磨損量還受部件表面硬度 的影響。 一般是表面硬度越低摩擦系數(shù)越小。另外，如果被磨損材料與對象材料的硬度差較大，則由磨損造 成硬度小者受磨損。由于放電表面處理形成的覆膜，隨著加工條件的改變，能夠?qū)?現(xiàn)各種表面硬度，因此有利于覆膜的形成?？梢孕纬煞磻?yīng)膜的Zn及Ni，固體金屬的硬度小于或等于 100HV，因而如果堆積Zn或Ni厚度大于或等于0.1mm—的覆膜，則 覆膜表面的硬度只能成為等于或略大于Zn或Ni固體金屬的程度。如上所述，為了防止磨損，由于作為對象材料廣泛普及的鋼的 硬度大于或等于200HV,因此為了抑制磨損需要使部件的表面硬度 大于或等于200HV。下面，對為了防止磨損而提高覆膜表面硬度的技術(shù)進(jìn)行說明。例如，如果使覆膜厚度變厚則覆膜的表面硬度如上所述變?yōu)樽?為覆膜材質(zhì)的那種金屬的硬度，但是如果該膜厚小于或等于10nm， 則不變?yōu)樽鳛楦材げ馁|(zhì)的那種金屬的硬度，而是隨覆膜形成過程的加 工條件變化而變化。因此，以下的例子是通過改變覆膜形成過程的加 工條件，調(diào)整覆膜的表面硬度。在圖6中示出以硬度為300HV左右的S45C作為被加工物，使 用電阻為0.02Q的Zn電極形成覆膜時，放電電流和放電時間(電荷 量)的乘積與試驗(yàn)載荷為10gf時覆膜表面硬度的關(guān)系。為了通過放電使被加工物表面溫度充分上升，而延長處理時間。 電荷量越大則表面硬度越高。這可以認(rèn)為是通過放電能量使加工液分解產(chǎn)生碳，該碳溶入熔融的被加工物表面，使表面的含碳量增加，從 而硬度增加。可以推斷電荷量越多，則碳的溶入量越多，從而使硬度越高。由于碳的沸點(diǎn)為4000K左右，最先開始析出，因此被加工物凝 固時表面為碳富集的狀態(tài)。因此，可以通過放電電流和放電時間的控制，調(diào)整覆膜表面的硬度。根據(jù)本實(shí)施方式，可以通過放電表面處理形成以往難以形成覆 膜的Zn、 Sn、 Ni或Cr的覆膜，上述覆膜可以在含有硫或磷的潤滑 油環(huán)境下形成反應(yīng)膜，形成高耐磨性的機(jī)械滑動面。此外，可以形成不會剝落、并具有各種硬度的Zn、 Sn、 Ni或 Cr覆膜。另外，通過調(diào)整放電電流和放電時間，可以控制覆膜的表面硬 度。由此可以成為與滑動的對象材料相同程度的硬度，因此兩部件都 不會磨損，可以提高部件的耐久性和可靠性。另外，通過使覆膜形成為覆膜的表面硬度低于對象材料，可以 降低覆膜表面的剪切性，使摩擦系數(shù)減小。以上，對Zn覆膜的例子進(jìn)行了說明，但即使是Sn、 Ni及Cr 覆膜也能得到基本相同的效果。其中，對于Sn覆膜的例子進(jìn)行簡單 的追加說明。針對Sn覆膜一邊以5cc/min滴下含有0.06 0.30wt。/。的 S以及100 600ppm的P的潤滑油一邊進(jìn)行滑動試驗(yàn)。對象材料是經(jīng) 過淬火回火的SKS-95鋼針，其前端的曲率半徑為18mm，硬度為 HRC60 64。將該鋼針的前端以5kgf的載荷按壓在覆膜上，以200cpm的周 期進(jìn)行50mm往復(fù)滑動。其結(jié)果，可以形成反應(yīng)膜，與SCM420的 研磨面相比摩擦系數(shù)可以增大10%左右，并且與未處理的試樣相比 還可以抑制磨損量。實(shí)施方式2實(shí)施方式1中，對通過放電條件改變覆膜表面硬度的方法進(jìn)行了說明。本實(shí)施方式中，對通過改變被加工物的硬度，而改變覆膜表 面硬度的情況進(jìn)行說明。如上所述可以形成反應(yīng)膜的Zn或Sn、 Ni，固體金屬硬度小于 或等于100HV，如果堆積Zn或Sn、 Ni的厚度大于或等于O.lmm的 覆膜，則覆膜表面的硬度只能成為等于或略大于Zn或Sn、 Ni的固 體金屬的程度。但是，通過使覆膜的厚度小于或等于3pm，可以使覆膜的表面 硬度與被加工物的硬度密切相關(guān)，而不受覆膜的組成影響。在這里，使用經(jīng)過滲碳處理、滲氮處理、高頻感應(yīng)加熱淬火、 電子束加熱淬火等而使表面硬度不同的鋼作為被加工物，在其上形成 厚度小于或等于3|nm的Zn或Sn、 Ni、 Cr的覆膜。在以煤油作為主要成分的加工油中，使用電阻為0.074Q的 60x16x2的Zn電極，在通過滲碳處理和回火而高硬度化至1000HV 程度的SCM420鋼上，使用峰值電流為5A、放電時間為0.5ps、放電 和放電間的休止間隔為(有時會由于下降動作或伺服控制的影 響，使處理中休止間隔變長)的脈沖放電，進(jìn)行放電表面處理，使每 lmmxlmm的單位面積的處理時間為0.6s。在這里，處理時間與圖6的情況相比縮短了很多。這是因?yàn)槿?果增加處理時間，則會由放電的熱量造成被加工物的表面溫度上升， 發(fā)生實(shí)施方式1所示的滲碳處理或覆膜厚度的增大等，而降低覆膜的 表面硬度。此外，如果每單位面積的處理時間小于0.6s，則不能充分形成 Zn覆膜，局部地露出被加工物表面。由于如果被加工物表面的露出 增加，則沒有形成Zn反應(yīng)膜的區(qū)域的比例增加，因此與使整個表面 由Zn覆膜覆蓋的情況相比，發(fā)生磨損量增加等反應(yīng)膜效果的降低。以上述條件形成的覆膜的表面粗糙度為Ra=0.2pm，在lOgf的 試驗(yàn)載荷下測得的覆膜表面硬度為940HV,以加速電壓為15kV的 EDS測得的Zn含量為10.0wt%。另外，覆膜厚度為2pm左右，覆膜硬度幾乎沒有降低。覆膜的對象材料使用經(jīng)過淬火回火的SKS-95鋼針，其硬度為HRC60 64、前端曲率半徑為18mm，一邊以5cc/min滴下含有0.06 0.30wt。/。的S以及100 600ppm的P的潤滑油一邊進(jìn)行滑動試驗(yàn)。將 該鋼針前端以5kgf的載荷按壓在覆膜上，以200cpm的周期進(jìn)行 50mm往復(fù)運(yùn)動。其結(jié)果，可以形成反應(yīng)膜，與SCM420的研磨面相 比摩擦系數(shù)可以增大10%左右，并且與未處理的試樣相比還可以抑 制磨損量。另外，使用電阻為0.074Q的60x16x2的Zn電極，在通過滲碳 處理和回火而高硬度化至IOOOHV程度的SCM420鋼上，使用峰值電 流為7A、放電時間為0.5iis、放電和放電間的休止間隔為2ps (有時 會由于下降動作或伺服控制的影響，使處理中休止間隔變長)的脈沖 放電，進(jìn)行放電表面處理，使每單位面積的處理時間為0.6s。以上述條件形成的覆膜的表面粗糙度為Ra=0.3pm，試驗(yàn)載荷 為10gf時測得的覆膜的表面硬度為920HV，以加速電壓為15kV的 EDS測得的Zn含量為12.0wt%。另外，使用電阻為0.074Q的60x16x2的Zn電極，在通過滲碳 處理和回火而高硬度化至IOOOHV程度的SCM420鋼上，使用峰值電 流為IOA、放電時間為lps、放電和放電間的休止間隔為2)is (有時 會由于下降動作或伺服控制的影響，使處理中休止間隔變長)的脈沖 放電，進(jìn)行放電表面處理，使每單位面積的處理時間為0.6s。以上述條件形成的覆膜的表面粗糙度為Ra-0.8^im，試驗(yàn)載荷 為10gf時測得的覆膜的表面硬度為900HV，以加速電壓為15kV的 EDS測得的Zn含量為12.0wt%。如果使峰值電流為12A，放電時間為2)is，則即使縮短處理時間， 覆膜表面的硬度也會降低至800HV。因此，為了利用被加工物的硬度，增大覆膜的表面硬度，使峰 值電流小于或等于10A、放電時間小于或等于lps是很重要的。另外， 由于如果峰值電流小于O.IA，放電時間小于0.1ps,則能量不足以使 從被加工物或電極脫離出的粒子熔融，不能通過放電表面處理形成覆 膜，因此必須使放電條件大于上述條件。另外，在高硬度化至400HV程度的S45C上，以上述峰值電流小于或等于IOA，放電時間小于或等于l(as，放電與放電的間隔為2^s (有時會由下降動作或伺服控制的影響，使處理中休止間隔變長)， 每單位面積的處理時間為0.6s的放電條件，形成Zn覆膜。試驗(yàn)載荷為10gf時，其表面硬度為約400HV。此外，在高硬度 化至600HV程度的S45C上，以上述放電條件形成Zn覆膜。試驗(yàn)載 荷為10gf時，其表面硬度為580HV左右。此外，在通過水淬高硬度 化至800HV程度的S45C上，以上述放電條件形成Zn覆膜。試驗(yàn)載 荷為10gf時，其表面硬度為77HV程度。另外，滲碳處理、滲氮處理、淬火等處理，硬度從表面向內(nèi)部 逐漸降低。因此如果通過滲碳/滲氮/淬火等形成達(dá)到期望硬度的高硬 度覆膜，隨后在對表面進(jìn)行研磨后的面上通過放電表面處理形成Zn 覆膜，則可以形成具有期望硬度的Zn覆膜。本實(shí)施方式中，對鋼進(jìn)行了說明，但即使是在固體金屬如鋁合 金或鉬合金上通過放電表面處理形成Zn覆膜，也能實(shí)現(xiàn)具有與固體 金屬同樣程度硬度的Zn覆膜。 —艮口，根據(jù)本實(shí)施方式，可以在含有硫或磷的潤滑油環(huán)境下形成 反應(yīng)膜，能夠形成不會剝落、且具有各種硬度的Zn、 Sn、 Ni或Cr 覆膜。此外，可以利用被加工物的硬度，形成固體金屬硬度低的Zn或 Ni的高硬度覆膜。因此，在被磨損材料和對象材料為相同材質(zhì)的情況下，可以形 成覆膜而不用擔(dān)心硬度降低，兩部件都不會磨損，可以提高部件的耐 久性和可靠性。另外，如果使被處理物表面硬度略低于對象材料，則可以降低 表面的剪切性，減小摩擦系數(shù)。實(shí)施方式3在邊界潤滑區(qū)域，在利用減小摩擦系數(shù)、抑制磨損等反應(yīng)膜的 特性的情況下，覆膜的表面粗糙度也很重要。如果表面粗糙度大，則有時會使局部表面壓力變大，潤滑油不能進(jìn)入該部分，不能形成反應(yīng)膜。為此，在本實(shí)施方式中，對形成反應(yīng)膜時的滑動部件的表面粗 糙度進(jìn)行探討。在以煤油為主要成分的加工油中，使用電阻為0.074Q的 60x16x2的電極，在作為被加工物的經(jīng)淬火后的SCM420鋼上，使用 峰值電流為8A、放電時間為8ps、放電與放電的間隔為128ps的脈 沖放電，進(jìn)行放電表面處理，使每lmmxlmm的單位面積的處理時 間為5s。得到的覆膜的表面粗糙度為Ra=2.0pm。由于表面粗糙度越小 反應(yīng)膜越容易形成，因此考慮實(shí)際使用情況優(yōu)選Ra小于或等于 1.0,。另外，為了使Zn覆膜的膜厚或堆積量增加，有時使用大于上述 放電電流或放電時間的值形成覆膜，但是這種情況下，表面粗糙度增 大。對用于除去使表面粗糙度增加的主要原因、即通過放電表面處 理形成的凸起部的放電加工除去方法進(jìn)行說明。在除去工序中，使用與覆膜相同材質(zhì)的固體金屬電極，使電極 的處理面平行地正對覆膜。這是由于如果不使用與覆膜相同材質(zhì)的固體金屬電極，則有可 能使電極由于放電的熱量少量蒸發(fā)，而作為雜質(zhì)混入覆膜中。例如，如果使用形雕放電加工中通常使用的Cu-W電極進(jìn)行加 工，則會使W附著在覆膜表面。具體地說，電極使用Zn固體金屬電極，在峰值電流為8A、放 電時間為lps、放電與放電的間隔為8ps (有時會由下降動作或伺服 控制的影響，使處理中休止間隔變長)的加工條件下，相對于60x16 的Zn覆膜，使用處理面為16x2的Zn固體金屬電極，通過伺服動作 使電極和覆膜之間保持一定間隔，一邊使電極沿覆膜的60mm方向移 動一邊通過放電加工除去凸起使膜厚小于或等于5pm。利用以上的方法獲得的Zn覆膜的表面粗糙度為Ra二0.4pm，可 以在含有磷或硫的潤滑油環(huán)境下形成反應(yīng)膜。 '此外，在除去工序中使用與覆膜相同尺寸(60x16)的電極的情況下，難以使電極和覆膜以數(shù)lim的精度平行相對，因此會僅在覆膜 和電極的距離近的部分上發(fā)生放電，使表面的加工質(zhì)量產(chǎn)生波動。另外，加工剛剛開始后可以除去覆膜的凸起部，但是，如果進(jìn) 一步繼續(xù)加工，則為了除去凸起部而產(chǎn)生的放電也會除去Zn固體金 屬電極的處理面，因此使Zn覆膜薄的部分與固體金屬電極部接近， 在該位置也產(chǎn)生放電，導(dǎo)致將原本膜厚適當(dāng)(薄)的Zn覆膜除去。因此，如果使用比覆膜小的電極，即，如本實(shí)施方式所示，相 對于60"6的覆膜，使用2xl6的電極， 一邊進(jìn)行伺服動作一邊移動 而進(jìn)行加工，則由于始終在覆膜的最高處(凸起部)產(chǎn)生放電，因此 可以只除去Zn覆膜的凸起部，還可以使覆膜表面的加工質(zhì)量均勻。此外，優(yōu)選電極的移動速度大于或等于2mm/min。另外，作為除去凸起部的其他方法，可以對以上述條件形成的 Zn覆膜，使用研磨材料八1203或Si02，在轉(zhuǎn)數(shù)為180rpm、處理時間 為lhr的條件下進(jìn)行滾磨。 —滾磨后的加工后的表面粗糙度為Ra=0.8pm，該粗糙度足以用 于形成反應(yīng)膜。在本實(shí)施方式中，主要針對Zn進(jìn)行了說明，但是作為可以與磷 或硫形成反應(yīng)膜的物質(zhì)除了 Zn之外還有Sn及Ni、 Cr等。這些電極的制造方法與上述相同，利用與Zn同樣的方法可以形 成表面粗糙度Ra小于或等于l.Opm的覆膜，可以通過上述方法使表 面粗糙度降低。根據(jù)本實(shí)施方式，可以形成如下Zn、 Sn、 Ni或Cr的覆膜，其 表面粗糙度Ra可以小于或等于l.Opm，能夠在含有硫或磷的潤滑油 環(huán)境下形成反應(yīng)膜，不會剝落、并具有各種硬度。實(shí)施方式4在本實(shí)施方式中對其他覆膜處理方法進(jìn)行說明，該方法中并不 是改變放電條件，而是改變電極材質(zhì)，同樣能夠形成反應(yīng)膜，并且可 以使表面硬度大于或等于200HV。實(shí)施方式1中，說明了利用僅包含Zn粉、Sn粉、Ni粉、Cr粉 的壓粉體電極形成覆膜的情況，但在本實(shí)施方式中，針對向上述Zn 粉、Ni粉、Cr粉中混合TiC、 Cr3C2、 WC等陶瓷粉末而形成的電極 進(jìn)行說明。本實(shí)施方式中，作為混合TiC、 Cr3C2、 WC等陶瓷粉末的理由， 是為了改變覆膜的硬度。本實(shí)施方式中，向粒徑為2pm的Zn粉中，使粒徑為lpm的TiC 粉末的混合比例從2wt至20wt^變化而進(jìn)行混合，使其通過網(wǎng)眼尺 寸為300pm的篩子后，通過擠壓成型制造多個60x16x2的電極，使 用這些制造好的電極，利用峰值電流為8A、放電時間為l)iis、放電 與放電的休止間隔為2ps (有時會由下降動作或伺服控制的影響，使 處理中休止間隔變長)的脈沖放電，經(jīng)過充分的處理時間形成覆膜， 此時的覆膜硬度如圖7所示。上述條件下形成的覆膜的表面粗糙度Ra為0.4nm左右。另外， 作為被加工物，使用未經(jīng)淬火及滲氮處理的S45C鋼的原材料(300HV 程度)。例如，利用混合了 5wtX的TiC的電極得到的覆膜的硬度，在試 驗(yàn)載荷為10gf時是850HV程度，與S45C原材料相比，由于高硬度 的TiC的影響，使覆膜的表面硬度也增大了 550HV。另外，利用混合了 10wt^的TiC的電極得到的覆膜在試驗(yàn)載荷 為10gf時的硬度，使300HV程度的S45C原材料的表面硬度提高至 1100HV程度。如果形成混合有TiC等陶瓷和可以形成反應(yīng)膜的Zn或Ni的覆 膜，則可以形成具有各種硬度的覆膜。但是，如果TiC大于或等于20wt%，則存在于覆膜表面的TiC 增加，不能形成反應(yīng)膜。另外，該覆膜表面硬度超過1500HV，與鋼 等通常使用的材質(zhì)相比硬度過大，有時會導(dǎo)致磨損鋼等的普通部件。例如，對象材料使用經(jīng)過淬火回火的硬度為HRC60 64的前端 曲率半徑為18mm的SKS-95鋼針， 一邊以5cc/min滴下含有 0.06 0.30wt。/。的S及100 600ppm的P的潤滑油一邊進(jìn)行滑動試驗(yàn)。將該鋼針前端以5kgf載荷按壓在覆膜上，以200cpm的周期進(jìn)行 50mm往復(fù)移動。經(jīng)過測定摩擦系數(shù)和磨損量，以TiC為10wtX為 界線，鋼針的磨損量急劇增加，此時的試驗(yàn)載荷為10gf測得的覆膜 硬度大于1200HV。此外，由于TiC不形成反應(yīng)膜，因此可以推斷鋼針與覆膜固體 接觸，高硬度的TiC磨損SKS鋼針。如果使TiC的混合量大于10wtX，則覆膜中含有的TiC量增加， 覆膜硬度變大，同時，TiC增加而導(dǎo)致不能形成反應(yīng)膜。這樣的覆膜 會磨損對象材料。此外，代替Zn粉而在Sn粉、Ni粉、Cr粉中混入TiC的情況也 相同，另外，代替TiC而使用Cr3C2、 WC等陶瓷粉末，也能夠得到 同樣的試驗(yàn)結(jié)果。因此，以在邊界潤滑區(qū)域使用反應(yīng)膜的特性為目的 的情況下，在Zn粉、Sn粉、Ni粉、Cr粉中，混合的TiC、 Cr3C2、 WC等陶瓷粉末的比例小于或等于10wt。/。就足夠了。由于上述Zn粉及TiC粉末的粒徑，與放電痕跡相比非常小，因 此即使電極的粒徑不同也能夠形成陶瓷分布均勻的覆膜。因此，即使電極粒徑不同，覆膜硬度也不會受到混合比之外的 影響。下面，對本實(shí)施方式中用于制造放電表面處理用電極的流程進(jìn) 行說明。Zn及Sn的情況下使用平均粒徑小于或等于15pm的粉末，Cr 及Ni的情況下使用小于或等于4pm的粉末，將大于或等于90wt% 的上述粉末，和重量比小于或等于10wtX的平均粒徑為lnm左右的 TiC、 0:3(:2或WC等陶瓷粉末，放入圓筒容器，然后在其中充入體 積大于或等于粉末的2倍的高揮發(fā)性有機(jī)溶劑并密封，使該圓筒容器 旋轉(zhuǎn)數(shù)小時至數(shù)十小時，使Zn、 Sn、 Cr或Ni中任意一種粉末與陶 瓷粉末均勻混合。在這里，由于混合時間過短的情況下，存在Zn粉沒有與陶瓷粉 末均勻混合，存在于覆膜上的TiC的濃度不均勻的問題，因此需要 持續(xù)混合大于或等于IO小時?；旌辖Y(jié)束后，通過放置一段時間，使混合粉末沉降在容器底部。然后，為了使該沉降的粉末不漂起，小心地將澄清液取出至其 它容器中，取出僅含有少量有機(jī)溶劑的混合粉末。隨后，將該混合粉末在真空爐或常溫環(huán)境下干燥，使有機(jī)溶劑 揮發(fā)。 '使干燥后的混合粉末通過網(wǎng)眼尺寸為100nm至300pm的篩子， 使聚集在一起的塊體分解。該網(wǎng)眼尺寸根據(jù)隨后工序中擠壓的成型性、和處理中脫落至電 極和被加工物之間時可以通過放電爆炸力粉碎的尺寸決定。然后，將過篩后的粉末放入模具，通過沖頭加載壓力進(jìn)行沖壓， 使粉末緊固成為壓粉體。 'Zn粉及Ni粉的氧化膜較薄，可以利用沖壓壓力容易地破壞氧 化膜，使粉末和粉末金屬結(jié)合，但Cr的氧化膜不易破壞，成型性不 十分好。因此，如果'在粉末中以重量比為1%至10%的程度混入石蠟等 蠟，則可以使沖壓時向混合粉末內(nèi)部的沖壓壓力的傳遞性變好，改善 成型性。擠壓成型的壓粉體，如果通過擠壓能夠得到規(guī)定的硬度，則可 以直接作為放電表面處理用電極使用，但是強(qiáng)度不足的情況下，由于 不能產(chǎn)生放電，因此需要加熱使強(qiáng)度增加。另外，使用蠟的情況下，需要從壓粉體中除去蠟，因而加熱至 高于蠟的熔點(diǎn)的溫度而除去蠟。這樣得到放電表面處理用電極。此外，使用Zn粉或Sn粉、Ni粉制造電極的情況下，僅通過沖 壓壓力就可以使粉末與粉末金屬結(jié)合，因此不加熱就能夠得到具有足 夠強(qiáng)度的電極。但是，利用Cr粉制造電極的情況下，由于僅僅通過沖壓則強(qiáng)度 不足，因此沖壓后需要在30(TC至50(TC進(jìn)行熱處理。根據(jù)本實(shí)施方式，通過在Zn、 Sn、 Ni、 Cr等可以與磷或硫形成 反應(yīng)膜的物質(zhì)中混合陶瓷，即使不增大被加工物的硬度，也能夠使試驗(yàn)載荷為10gf程度下覆膜表面的硬度大于或等于200HV。根據(jù)本實(shí)施方式，可以制造具有大于或等于0.002Q電阻的放電 表面處理用電極，并形成Zn覆膜。使用該電極，可以形成表面粗糙 度Ra小于或等于lpm、且表面硬度大于或等于200HV的Zn覆膜。 如果在含有磷或硫的潤滑油中使用具有該特性的覆膜，則可以形成反 應(yīng)膜，基本不會磨損對象材料。工業(yè)實(shí)用性如上所述，基于本發(fā)明可以形成下述覆膜，其不會剝落且具有 高耐磨性，在含有磷或硫的潤滑油中能夠形成由磷化物或硫化物組成 的反應(yīng)膜，因?yàn)樯鲜龈材た梢孕纬蔀楸砻嬗捕炔煌母材?，因此特別 適用于邊界潤滑區(qū)域中的滑動部。
權(quán)利要求
1.一種放電表面處理用電極，其用于下述放電表面處理，在該放電表面處理中，以將金屬粉末成型獲得的成型體、或?qū)υ摮尚腕w進(jìn)行熱處理而獲得的成型體作為電極，使電極和被加工物之間產(chǎn)生脈沖狀放電，利用該放電的能量，在被加工物的表面形成電極材料的覆膜、或通過放電的能量使電極材料反應(yīng)生成的物質(zhì)的覆膜，其特征在于，該放電表面處理用電極含有大于或等于90wt％的Zn粉末或Sn粉末Ni粉末。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的放電表面處理用電極，其特征在于， 根據(jù)JIS K7194中規(guī)定的四探針法測得的電極表面電阻大于或等于0.002Q而小于或等于4Q。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的放電表面處理用電極，其特征在于，由Zn粉末或Sn粉末構(gòu)成的電極，是由平均粒徑小于或等于 15pm的粉末構(gòu)成的。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的放電表面處理用電極，其特征在于，由Ni粉末構(gòu)成的電極，是由平均粒徑小于或等于4jim的粉末構(gòu)成的。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l至4中任意一項(xiàng)所述的放電表面處理用電極， 其特征在于，在Zn、 Sn或Ni粉末中，作為電極材料混合小于或等于10wt% 的TiC、 Cr3C2、 WC等陶瓷粉末。
6. —種放電表面處理用電極，其用于下述放電表面處理，在該 放電表面處理中使電極和被加工物之間產(chǎn)生脈沖狀放電，利用該放電 的能量，在被加工物的表面形成電極材料的覆膜、或通過放電的能量 使電極材料反應(yīng)生成的物質(zhì)的覆膜，其特征在于，該放電表面處理用電極是將平均粒徑小于或等于15pm的Zn粉 末或Sn粉末成型獲得的成型體或者對該成型體進(jìn)行熱處理而獲得的 成型體，根據(jù)JISK7194中規(guī)定的四探針法測得的電極表面電阻大于 或等于0.002Q而小于或等于4Q。
7. —種放電表面處理用電極，其用于下述放電表面處理，在該 放電表面處理中，以將金屬粉末成型獲得的成型體、或?qū)υ摮尚腕w進(jìn) 行熱處理而獲得的成型體作為電極，使電極和被加工物之間產(chǎn)生脈沖 狀放電，利用該放電的能量，在被加工物的表面形成電極材料的覆膜、 或通過放電的能量使電極材料反應(yīng)生成的物質(zhì)的覆膜，其特征在于，該放電表面處理用電極含有大于或等于90wt%的Cr粉末，根據(jù) JISK7194中規(guī)定的四探針法測得的電極表面電阻大于或等于0.002Q 而小于或等于4Q。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的放電表面處理用電極，其用于下述放 電表面處理，在該放電表面處理中，以將金屬粉末成型獲得的成型體、 或?qū)υ摮尚腕w進(jìn)行熱處理而獲得的成型體作為電極，使電極和被加工 物之間產(chǎn)生脈沖狀放電，利用該放電的能量，在被加工物的表面形成 電極材料的覆膜、或通過放電的能量使電極材料反應(yīng)生成的物質(zhì)的覆 膜，其特征在于，該放電表面處理用電極含有大于或等于90wtX的Cr粉末，同時 作為電極材料混合有小于或等于10wtX的TiC、 Cr3C2、 WC等陶瓷 粉末。
9. 一種放電表面處理方法，其以將金屬粉末成型獲得的成型體、 或?qū)υ摮尚腕w進(jìn)行熱處理而獲得的成型體作為電極，使電極和被加工 物之間產(chǎn)生脈沖狀放電，利用該放電的能量，在被加工物的表面形成 電極材料的覆膜、或通過放電的能量使電極材料反應(yīng)生成的物質(zhì)的覆 膜，其特征在于，在含有大于或等于90wt。/。的Zn、 Sn、 Cr或Ni粉末的放電表面 處理用電極和所述被加工物之間，使用峰值電流大于或等于1A而小 于或等于IOA、放電時間大于或等于O.lps而小于或等于lps的脈沖 放電進(jìn)行放電表面處理。
10. —種放電表面處理方法，其以將金屬粉末成型獲得的成型 體、或?qū)υ摮尚腕w進(jìn)行熱處理而獲得的成型體作為電極，使電極和被 加工物之間產(chǎn)生脈沖狀放電，利用該放電的能量，在被加工物的表面 形成電極材料的覆膜、或通過放電的能量使電極材料反應(yīng)生成的物質(zhì) 的覆膜，其特征在于，金屬粉末由平均粒徑小于或等于15pm的Zn粉末構(gòu)成，在根據(jù) JIS K7194中規(guī)定的四探針法測得的電極表面電阻大于或等于0.002n 而小于或等于的Zn電極和被加工物之間，使用峰值電流大于或 等于1A而小于或等于IOA、放電時間大于或等于O.lps而小于或等 于lps的脈沖放電，在所述被加工物上進(jìn)行放電表面處理形成Zn覆 膜或Sn粉末，上述覆膜可以通過在含有磷或硫的潤滑油中與對象材 料相對滑動，與潤滑油中的磷或硫反應(yīng)形成磷化物或硫化物而生成反 應(yīng)膜。
11. 一種放電表面處理方法，其是一種形成下述覆膜的覆膜形成 方法，該覆膜可以通過在含有磷或硫的潤滑油中與對象材料相對滑 動，與潤滑油中的磷或硫反應(yīng)形成磷化物或硫化物而生成反應(yīng)膜，其特征在于，在該放電表面處理方法中，以將大于或等于90wt^的Zn、 Sn 或Ni的金屬粉末成型獲得的成型體，或者對該成型體進(jìn)行熱處理而 獲得的成型體作為電極，在該電極和被加工物之間產(chǎn)生脈沖狀放電， 通過該放電的能量，形成使電極成分即Zn、 Sn或Ni成分熔融在被 加工物材料中而生成的混合層。
12. 根據(jù)權(quán)利要求7至9中任意一項(xiàng)所述的放電表面處理方法， 其特征在于，在Zn金屬粉末、Sn金屬粉末、Cr金屬粉末或Ni金屬粉末中， 作為電極材料混合小于或等于10城％的TiC、 Cr3C2、 WC等陶瓷粉 末。
13. —種放電表面處理方法，其是一種形成下述覆膜的覆膜形成 方法，該覆膜可以通過在含有磷或硫的潤滑油中與對象材料相對滑 動，與潤滑油中的磷或硫反應(yīng)形成磷化物或硫化物而生成反應(yīng)膜，其特征在于，在該放電表面處理方法中，以在大于或等于90wtX的Cr金屬粉 末中，作為電極材料混合小于或等于10wtX的TiC、 Cr3C2、 WC等 陶瓷粉末并進(jìn)行成型而獲得的成型體，或者對該成型體進(jìn)行熱處理而 獲得的成型體作為電極，在該電極和被加工物之間產(chǎn)生脈沖狀放電， 通過該放電的能量，形成使電極成分即Cr成分熔融在被加工物材料 中而生成的混合層。
14. 根據(jù)權(quán)利要求9至13中任意一項(xiàng)所述的放電表面處理方法， 其特征在于，使用由進(jìn)行該放電表面處理的電極的材質(zhì)構(gòu)成的金屬固體電 極，對放電表面處理面進(jìn)行放電，而除去該放電表面處理的凸起。
15. 根據(jù)權(quán)利要求9至13中任意一項(xiàng)所述的放電表面處理方法，其特征在于，對放電表面處理面進(jìn)行研磨或噴丸處理，除去該放電表面處理 面的凸起。
16. —種放電表面處理方法，其以將金屬粉末成型獲得的成型 體、或?qū)υ摮尚腕w進(jìn)行熱處理而獲得的成型體作為電極，使電極和被 加工物之間產(chǎn)生脈沖狀放電，利用該放電的能量，在被加工物的表面 形成電極材料的覆膜、或通過放電的能量使電極材料反應(yīng)生成的物質(zhì) 的覆膜，其特征在于，具有下述工序在含有大于或等于90wt。/。的Zn、 Sn、 Cr或Ni粉末的放電表面 處理用電極和所述被加工物之間，使用峰值電流大于或等于4A而小 于或等于12A、放電時間大于或等于2ps而小于或等于8ps的脈沖放 電進(jìn)行放電表面處理的工序；以及使用由進(jìn)行該放電表面處理的電極的材質(zhì)構(gòu)成的金屬固體電 極，對放電表面處理面進(jìn)行放電，或?qū)Ψ烹姳砻嫣幚砻孢M(jìn)行研磨或噴 丸處理，而除去該放電表面處理面的凸起的工序。
17. —種覆膜，其特征在于，該覆膜是通過下述放電表面處理形 成的，在該放電表面處理中，以將大于或等于90wtX的Zn、 Sn、 Cr 或Ni粉末成型獲得的成型體，或者對該成型體進(jìn)行熱處理而獲得的 成型體作為電極，在該電極和被加工物之間產(chǎn)生脈沖狀放電，通過該 放電的能量，形成使電極成分即Zn、 Sn或Ni成分熔融在被加工物 材料中而生成的混合層。
18. —種覆膜，其可以通過在含有磷或硫的潤滑油中與對象材料 相對滑動，與潤滑油中的磷或硫反應(yīng)而形成磷化物或硫化物的反應(yīng) 膜，其特征在于，該覆膜是通過下述放電表面處理形成的，在該放電表面處理中，以將大于或等于卯wt^的Zn、 Sn或Ni粉末成型獲得的成型體，或 者對該成型體進(jìn)行熱處理而獲得的成型體作為電極，在該電極和被加 工物之間產(chǎn)生脈沖狀放電，通過該放電的能量，形成使電極成分即 Zn、 Sn或Ni成分熔融在被加工物材料中而生成的混合層。
19. 一種覆膜，其特征在于，該覆膜具有使Zn、 Sn、 Cr或Ni， 和所述被加工物熔融而形成的混合層，在含有磷或硫的潤滑油中對象 材料與覆膜相對滑動的環(huán)境中，存在于該混合層中的Zn、 Cr或Ni， 與所述潤滑油中的磷或硫反應(yīng)而生成反應(yīng)膜。
20. 根據(jù)權(quán)利要求17或19所述的覆膜，該覆膜是通過放電表面 處理形成的，其特征在于，表面硬度大于或等于200HV。
21. 根據(jù)權(quán)利要求17至20中任意一項(xiàng)所述的覆膜，該覆膜是通 過放電表面處理形成的，其特征在于，表面粗糙度Ra小于或等于lpm。
22. 根據(jù)權(quán)利要求17至21中任意一項(xiàng)所述的覆膜，該覆膜是通 過放電表面處理形成的，其特征在于，混合層的厚度小于或等于10pm。
23. —種覆膜，其特征在于，該覆膜是通過下述放電表面處理形 成的，在該放電表面處理中，以將大于或等于90wt^的Cr粉末成型 獲得的成型體，或者對該成型體進(jìn)行熱處理而獲得的成型體作為電 極，在該電極和被加工物之間產(chǎn)生脈沖狀放電，通過該放電的能量， 形成使電極成分即Cr成分熔融在被加工物材料中而生成的混合層， 該混合層滿足表面硬度大于或等于200HV，或者表面粗糙度Ra小于 或等于lpm，或者混合層的厚度小于或等于10pm。
24. —種覆膜形成方法，其特征在于，具有下述工序在含有大于或等于90wt^的Zn、 Sn、 Cr或Ni粉末的放電表面 處理用電極和所述被加工物之間，使用脈沖放電，形成使Zn、 Cr或 Ni，和所述被加工物熔融而生成的混合層的工序；以及通過使形成有該混合層的所述被加工物，在含有磷或硫的潤滑 油中與對象材料相對滑動，形成由存在于該混合層中的Zn、 Cr或 Ni與所述潤滑油中的磷或硫反應(yīng)而生成反應(yīng)膜的工序。
全文摘要
本發(fā)明提供放電表面處理用電極、放電表面處理方法以及覆膜。通過使用如下放電表面處理用電極，可以形成不易剝落的Zn、Sn、Ni覆膜，上述覆膜能夠在含有磷或硫的潤滑油中生成由磷化物或硫化物組成的反應(yīng)膜，其中，上述放電表面處理用電極用于下述放電表面處理，在該放電表面處理中，以將金屬粉末成型獲得的成型體、或?qū)υ摮尚腕w進(jìn)行熱處理而獲得的成型體作為電極，使電極和被加工物之間產(chǎn)生脈沖狀放電，利用該放電的能量，在被加工物的表面形成電極材料的覆膜、或通過放電的能量使電極材料反應(yīng)生成的物質(zhì)的覆膜，其特征在于，該放電表面處理用電極含有大于或等于90wt％的Zn粉、Sn粉或Ni粉。
文檔編號C23C14/34GK101278070SQ20068003608
公開日2008年10月1日 申請日期2006年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月30日
發(fā)明者后藤昭弘, 秋吉雅夫 申請人:三菱電機(jī)株式會社