CN1798872A - 放电表面处理用电极、放电表面处理用电极的制造方法和评价方法、放电表面处理装置和放电表面处理方法 - Google Patents

Abstract

以将金属、金属化合物或陶瓷的粉末压缩成型的粉末压缩体为电极(12)，使电极(12)和被加工件(11)之间产生放电，利用此能量，在前述被加工件(11)的表面形成由电极材料或电极材料利用放电的能量反应后的物质组成的覆盖膜(14)的放电表面处理，用于以上处理的放电表面处理用电极(12)中，粉末具有5～10μm的平均粒径，同时含有用于在被加工件(11)上形成覆盖膜(12)的成分和大于或者等于40体积％的不形成或难以形成碳化物的成分的混合物，以用涂膜用铅笔划痕试验得到的硬度为B～8B范围内的硬度成型。

Description

放电表面处理用电极、放电表面处理用电极的制造方法和评价 方法、放电表面处理装置和放电表面处理方法

技术领域

本发明涉及以下放电表面处理用电极及其制造方法和评价方法，该放电表面处理用电极是在以下放电表面处理中使用，该放电表面处理使由将金属、金属化合物或陶瓷的粉末压缩成型的粉末压缩体组成的放电表面处理用电极和被加工件之间产生脉冲状放电，利用此放电能量在被加工件表面形成由电极材料，或电极材料利用放电的能量反应后的物质组成的覆盖膜。本发明还涉及使用此放电表面处理用电极的放电表面处理装置和放电表面处理方法。

背景技术

在航空器用燃气涡轮发动机的涡轮螺旋桨等的表面处理中，由于必须涂覆或堆焊具有高温环境下的强度和润滑性的材料，所以现有技术使用焊接和喷镀等方法。通过焊接和喷镀等方法，在高温环境下被氧化成为氧化物，发挥润滑性能的方法是在被加工件(下面称为工件)上堆积含有以众所周知的Cr(铬)和Mo(钼)为基体的材料的厚覆盖膜。在这里，所谓焊接是指通过在工件和焊接棒之间放电，使焊接棒的材料熔融附着在工件上的方法；所谓喷镀是指使金属材料成为熔融状态，以喷雾状向工件上喷吹形成覆盖膜的方法。

但是，此焊接和喷镀的任一个方法都是人工作业，由于需要熟练，所以存在作业难以流水线化、成本高的问题。此外特别是焊接，由于是热量集中进入工件的方法，所以在处理厚度薄的材料的情况，以及使用如单晶合金、定向凝固合金等方向控制合金那样的容易开裂材料的情况下，还有容易产生焊接裂纹、成品率低的问题。

作为用于解决这种问题的技术，提出了通过在液体中放电，对作为工件的金属材料表面进行涂覆的方法。例如在第1现有技术中公开了以下技术，首先，作为1次加工，用包含形成于工件上的覆盖膜的成分的电极材料在液体中进行放电，然后，作为2次加工，用其他的铜电极或石墨等这种不那么消耗的电极，对在工件上堆积的电极材料进行再熔融放电加工(例如参照专利文献1)。由此能够得到硬而且与作为工件的钢材粘合度好的覆盖层。但是，在超硬合金这种烧结材料表面形成具有牢固粘合力的覆盖层是困难的。此外，这种方法必须进行形成覆盖膜的1次加工，和进行再熔融放电加工使覆盖膜粘合到工件上的2次加工这两个阶段的步骤，存在使处理变得复杂的问题。

在第2现有技术中公开了以下技术，在通过这2个阶段的加工形成覆盖膜的处理中，不交换电极，仅通过改变放电条件，在金属表面形成硬质的陶瓷覆盖膜(例如参照专利文献2)。在这个第2现有技术中，为了使构成电极的材料即陶瓷粉末达到理论密度的50％～90％，使用以10t/cm²和极高的压力压缩成型后进行虚烧结的材料作为电极。

在第3现有技术中把Ti(钛)等的形成硬质碳化物的材料作为电极，通过在其与作为工件的金属材料之间产生放电，没有在第1和第2现有技术中必须的再熔融的过程，而在金属表面上形成牢固的硬质覆盖膜(例如参照专利文献3)。这是利用通过放电使消耗的电极材料和作为加工液中的成分的C(碳)反应后生成TiC(碳化钛)。此外如果通过TiH₂(氢化钛)等的金属的氢化物的粉末压缩体电极，在其与作为工件的金属材料之间产生放电，可以形成比使用Ti等的金属材料的情况更快而且粘合性更好的硬质覆盖膜。此外如果使用在TiH₂等的氢化物中混合其他金属和陶瓷的粉末压缩体的电极，在其与作为工件的金属材料之间产生放电，也可以快速地形成具有高硬度、耐磨性等各种各样性质的硬质覆盖膜。

此外在第4现有技术中，把陶瓷粉末进行压缩成型，通过予烧结制造高强度的粉末压缩体，使用此电极通过放电表面处理形成TiC等的硬质材料的覆盖膜(例如参照专利文献4)。作为这个第4现有技术的一个例子，对制造以下放电表面处理用电极(下面有时简称为电极)的情况进行说明，该放电表面处理用电极由WC(碳化钨)粉末和Co(钴)粉末混合后的粉末组成。WC粉末和Co粉末混合后压缩成型得到的粉末压缩体，可以只是WC粉末和Co粉末混合后压缩成型，但最好混合蜡后进行压缩成型，因为这样可以提高粉末压缩体的成型性。但是，因为蜡是绝缘物质，所以如大量残留在电极中，由于电极的电阻变大，放电性能会恶化。所以去除蜡是必要的。这些蜡可以通过把粉末压缩体装入真空炉中进行加热去除。此时，因为如果加热温度过低，不能去除蜡，如果加热温度过高，蜡变成烟尘，使电极的纯度恶化，所以必须使加热温度保持在大于或者等于蜡熔融温度而小于或者等于蜡分解成烟尘的温度。然后把真空炉中的粉末压缩体用高频线圈等加热进行烧结，以给予其能承受机械加工的强度，而且不过分硬化，例如成为粉笔程度的硬度。把这样的烧结称为予烧结。此时在碳化物之间的接触部分中变成相互结合，但是由于烧结温度比较低，没有达到真正烧结的温度，因此结合比较弱。如以通过这样的予烧结而焙烧成的强度高的电极进行放电表面处理，可以在工件表面上形成致密的材质均匀的覆盖膜。

专利文献1

特开平5-148615号公报

专利文献2

特开平8-300227号公报

专利文献3

特开平9-192937号公报

专利文献4

国际公开第99/58744号小册子

如第3和第4现有技术所示，通过使用焙烧粉末压缩体得到的电极的放电表面处理，可以形成致密的硬质覆盖膜。但是，在利用此放电表面处理形成厚膜的情况下，如在第4现有技术中公开的那样，存在有即使制造电极，电极的特性也表现出很大的差异的问题。此外形成致密的膜是困难的。

构成电极的原材料的粉末粒径分布不同被认为是产生此差异的原因之一。这是由于如果在制造的每个电极中，粉末粒径的分布存在差异，则即使使用相同的冲压压力加压、形成电极，各电极成块的情况也不同，所以最终的电极的强度产生差异。此外，为了改变在工件上形成的覆盖膜的材质而进行的电极材质(成分)的变化也被认为是上述电极的特性差异的原因之一。这是由于在改变电极材质的情况下，由于物理性质的不同，电极的强度与变化前的电极的强度不同。

此外，在由放电表面处理形成厚膜的情况下，众所周知，从电极一侧的材料的提供和此提供的材料在工件表面的熔融以及与工件材料结合的方式对覆盖膜的性能有很大影响。此电极材料的提供对其影响的指标之一是电极的硬度。例如在第4现有技术中，要使放电表面处理用电极的硬度为具有可以承受机械加工的强度，而且不过分硬化的硬度(例如粉笔程度的硬度)。利用这样硬度的电极，由于抑制了通过放电的电极材料的供给，使提供的材料充分熔融，所以可以在工件表面形成硬质陶瓷覆盖膜。

并且，所谓作为放电表面处理用电极的硬度指标的粉笔程度的硬度是非常不明确的。所以存在由于此电极的硬度等特性，造成在工件表面形成的厚膜产生差异的问题。如组成电极的粉末的材质和大小改变，则电极的成型条件变得不同。因此存在以下问题，即，对每个电极的材质，都要变更多个电极的成型条件，进行覆盖膜的形成试验，以确定作为此材质的放电表面处理用电极使用的合适的成型条件的工艺。也就是仅是构成电极的材质的种类，就必须进行寻求用于形成良好覆盖膜的电极的成型条件的试验，存在费时费力的问题。此外，即使用相同材质的粉末，用相同的制造方法制造电极，也会因季节(温度和湿度)的不同，粉末的体积发生变化，所以与上述的材质改变的情况相同，必须分别进行实际加工后形成覆盖膜，对此电极进行评价，所以非常花费气力。

这些现有的放电表面处理的现状是，着眼于硬质覆盖膜的形成、特别是在常温附近形成硬质覆盖膜，形成以硬质碳化物为主要成分的覆盖膜。用此方法只能形成10μm左右的薄膜，不能使覆盖膜的厚度厚到大于或者等于数10μm。在现有技术中，含有容易形成碳化物的材料的比例大，例如如果电极中含有Ti等材料，利用在油中的放电引起化学反应，作为覆盖膜形成TiC这一硬质碳化物。因为随表面处理的进行，工件表面的材质从钢材(对钢材进行处理的情况)变成作为陶瓷的TiC，随之热传导和熔点等特性发生了变化。

根据本发明人的实验可以看出，随着在电极材质的成分中添加不形成碳化物或难以形成碳化物的材料，可以使覆盖膜变厚。这是由于，通过在电极中加入不碳化或难碳化的材料，不成为碳化物而以金属状态残留在覆盖膜中的材料增加。认识到这个电极材料的选定，对堆积增厚覆盖膜具有重要意义。这种情况下形成的覆盖膜具有一定的硬度、致密性和均匀性。但是，现有的放电表面处理存在以下问题，如上述着眼于TiC或WC等在常温附近发挥硬质性的覆盖膜的形成，没有关注到形成对航空器用燃气涡轮发动机的涡轮螺旋桨等用途的，具有高温环境下的润滑性的致密且较厚的覆盖膜(大于或者等于100μm数量级的厚膜)，所以不能形成这样厚的覆盖膜。

另一方面在第2现有技术中，为了使构成电极的材料即陶瓷粉末达到理论密度的50％～90％，使用以10t/cm²和极高的压力压缩成型后进行虚烧结的材料作为电极。其原因如下：(1)由于目的是形成薄的硬质覆盖膜，所以使电极变得越硬形成的覆盖膜就越强；(2)由于材质的主要成分是陶瓷，提高对构成电极的陶瓷粉末进行压缩成型时的压力也可以。但是，在用放电表面处理形成致密的金属厚膜的情况下，不能使用第2现有技术所示的方法制造的电极。这是因为，如果把金属粉末如第2现有技术所示的那样，用10t/cm²和极高的压力进行冲压，则电极变硬，不能由放电表面处理形成覆盖膜，如用这样的电极进行放电表面处理，会变成切削工件表面的刻蚀放电加工。也就是说，在第2现有技术中，由于使用陶瓷粉末，所以用上述的高压力冲压来制造放电表面处理用电极没有问题，但不能直接把此条件应用于金属粉末构成的放电表面处理用电极，对于用于通过放电表面处理形成致密金属厚膜的放电表面处理用电极的制造方法，在现有技术中没有。

本发明鉴于上述，目的是得到可以通过放电表面处理方法在被加工件上形成致密厚膜的放电表面处理用电极。

此外，另一个目的是，得到可以在放电表面处理中形成在高温环境下具有润滑性的厚覆盖膜的放电表面处理用电极。并且同时还有一个目的是，得到正确地评价该放电表面处理用电极在形成覆盖膜中能否使用的放电表面处理用电极的评价方法。

并且，再有一个目的是，可以在以金属粉末作为粉末压缩体电极使用的放电表面处理中，得到不使表面粗糙度降低而进行稳定地放电，堆积厚的覆盖膜的放电表面处理用电极。

并且此外，还有一个目的是，得到使用这些放电表面处理用电极的放电表面处理装置和方法。

发明内容

为了实现上述目的，本发明涉及的放电表面处理用电极是在以下放电表面处理中使用的放电表面处理用电极，该放电表面处理是以将金属、金属化合物或陶瓷的粉末压缩成型的粉末压缩体作为电极，在加工液中或在气体中，使前述电极和被加工件之间产生放电，利用其放电能量，在前述被加工件表面形成由电极材料或电极材料利用放电的能量反应后的物质组成的覆盖膜，其特征在于，前述粉末具有5～10μm的平均粒径，同时含有用于在被加工件上形成覆盖膜的成分和大于或者等于40体积％的不形成或难以形成碳化物的成分的混合物，并以这样的方式成型，使得用涂膜用铅笔划痕试验得到的硬度为B～8B范围内的硬度。

下一个发明涉及的放电表面处理用电极是在以下放电表面处理中使用的放电表面处理用电极，该放电表面处理是以将金属或者金属化合物的粉末压缩成型的粉末压缩体作为电极，在加工液中或在气体中，使前述电极和被加工件之间产生放电，利用其放电能量，在前述被加工件表面形成由电极材料或电极材料利用放电的能量反应后的物质组成的覆盖膜，其特征在于，前述电极的压缩强度小于或者等于160MPa。

下一个发明涉及的放电表面处理用电极是在以下放电表面处理中使用的放电表面处理用电极，该放电表面处理是以将作为金属或者金属化合物的粉末的电极材料压缩成型的粉末压缩体作为电极，在加工液中或在气体中，使电极和被加工件之间产生放电，利用其放电能量，在前述被加工件表面形成由电极材料或电极材料利用放电的能量反应后的物质组成的覆盖膜，其特征在于，前述电极材料占前述电极体积的体积比例为25％～65％。

下一个发明涉及的放电表面处理用电极是在以下放电表面处理中使用的放电表面处理用电极，该放电表面处理是以将金属或者金属化合物的粉末压缩成型的粉末压缩体作为电极，在加工液中或在气体中，使前述电极和被加工件之间产生放电，利用其放电能量，在被加工件表面形成由电极材料或电极材料利用放电的能量反应后的物质组成的覆盖膜，其特征在于，导热率小于或者等于10W/mK。

此外，为了实现上述目的，本发明的放电表面用电极的制造方法的特征在于，包括以下工序，第1工序，该工序把金属、金属化合物或陶瓷的粉末进行粉碎；第2工序，该工序将粉碎了的前述粉末凝聚成的块进行筛选，使其分解成小于或者等于极间距离的尺寸；以及第3工序，该工序使上述筛选后的粉末成为规定形状，以93～278MPa的压力进行压缩成型。

并且，为了实现上述目的，本发明涉及的放电表面处理方法是，将金属、金属化合物或陶瓷的粉末压缩成型的粉末压缩体作为电极，在加工液中或在气体中，使前述电极和被加工件之间产生放电，利用其放电能量，在前述被加工件表面形成由电极材料或电极材料利用放电的能量反应后的物质组成的覆盖膜，其特征在于，前述粉末具有5～10μm的平均粒径，同时含有用于在前述被加工件上形成覆盖膜的成分和大于或者等于40体积％的不形成或难以形成碳化物的成分的混合物，以用涂膜用铅笔划痕试验得到的硬度为B～8B范围内的硬度的方式成型为电极，使用该电极形成前述覆盖膜。

下一个发明涉及的放电表面处理方法是，以将金属或者金属化合物的粉末压缩成型的粉末压缩体作为电极，在加工液中或在气体中，使前述电极和被加工件之间产生放电，利用其放电能量，在前述被加工件表面形成由电极材料或电极材料利用放电的能量反应后的物质组成的覆盖膜，其特征在于，使用具有小于或者等于160MPa的压缩强度的电极，形成前述覆盖膜。

下一个发明涉及的放电表面处理方法是，以将作为金属或者金属化合物的粉末压缩成型的粉末压缩体作为电极，在加工液中或在气体中，使前述电极和被加工件之间产生放电，利用其放电能量，在前述被加工件表面形成由电极材料或电极材料利用放电的能量反应后的物质组成的覆盖膜，其特征在于，使用电极材料占前述电极体积的体积比例为25％～65％的电极形成前述覆盖膜。

下一个发明涉及的放电表面处理方法是，以将金属或者金属化合物的粉末压缩成型的粉末压缩体作为电极，在加工液中或在气体中，使前述电极和被加工件之间产生脉冲状放电，利用其放电能量，在前述被加工件表面形成由电极材料或电极材料利用放电的能量反应后的物质组成的覆盖膜，其特征在于，使用导热率小于或者等于10W/mK的电极形成前述覆盖膜。

此外，为了实现上述目的，本发明涉及的放电表面处理装置是，将金属、金属化合物或陶瓷的粉末压缩成型的粉末压缩体构成的电极，和要形成覆盖膜的被加工件配置在加工液中或在气体中，利用使前述电极和前述被加工件电连接的电源装置，使前述电极和前述被加工件之间产生脉冲状放电，利用其能量，在前述被加工件表面形成由电极材料或电极材料利用放电的能量反应后的物质组成的覆盖膜，其特征在于，前述电极是，将含有用于在被加工件上形成覆盖膜的成分和大于或者等于40体积％的不形成或难以形成碳化物的成分的混合物的平均粒径为5～10μm的粉末，以用涂膜用铅笔划痕试验得到硬度为的B～8B范围的硬度的方式成型的。

下一个发明的放电表面处理装置是，将金属或者金属化合物的粉末压缩成型的粉末压缩体构成的电极，和要形成覆盖膜的被加工件配置在加工液中或在气体中，利用使前述电极和前述被加工件电连接的电源装置，使前述电极和前述被加工件之间产生脉冲状放电，利用其能量，在前述被加工件表面形成由电极材料或电极材料利用放电的能量反应后的物质组成的覆盖膜，其特征在于，前述电极具有小于或者等于160MPa的压缩强度。

下一个发明的放电表面处理装置是，将金属或者金属化合物的粉末压缩成型的粉末压缩体构成的电极，和要形成覆盖膜的被加工件配置在加工液中或在气体中，利用使前述电极和前述被加工件电连接的电源装置，使前述电极和前述被加工件之间产生脉冲状放电，利用其能量，在前述被加工件表面形成由电极材料或电极材料利用放电的能量反应后的物质组成的覆盖膜，其特征在于，前述电极使前述电极材料占此电极体积的体积比例为25％～65％。

下一个发明的放电表面处理装置是，将金属或者金属化合物的粉末压缩成型的粉末压缩体构成的电极，和要形成覆盖膜的被加工件配置在加工液中或在气体中，利用使前述电极和前述被加工件电连接的电源装置，使前述电极和前述被加工件之间产生脉冲状放电，利用其能量，在前述被加工件表面形成由电极材料或电极材料利用放电的能量反应后的物质组成的覆盖膜，其特征在于，前述电极具有小于或者等于10W/mK的导热率。

此外，为了实现上述目的，本发明涉及的放电表面处理用电极的评价方法用于以下放电表面处理中，该放电表面处理是以将金属或金属化合物的粉末压缩成型的粉末压缩体为电极，在加工液中或在气体中，使前述电极和被加工件之间产生放电，利用其能量，在前述被加工件表面形成由电极材料或电极材料利用放电的能量反应后的物质组成的覆盖膜，其特征在于，对前述电极逐渐加压规定的负荷，基于前述电极表面刚发生龟裂之前的压缩强度，评价电极是否为能在前述被加工件表面形成规定覆盖膜的电极。

附图说明

图1是表示在放电表面处理装置中放电表面处理概略的图示。

图2是表示放电表面处理用电极制造工序的流程图。

图3是示意表示成型粉末时的成型器状态的断面图。

图4A是表示放电时施加放电表面处理用电极和工件之间的电压波形的图示。

图4B是表示放电时流经放电表面处理装置的电流的电流波形的图示。

图5是表示改变混合在Cr₃C₂粉末中的Co粉末量，制造的放电表面处理用电极中的Co含量的变化与覆盖膜厚度的关系的图示。

图6是表示在放电表面处理用电极中不含不形成碳化物的材料或难以形成碳化物的材料的情况下，相对于处理时间的覆盖膜形成状况的图示。

图7是使用Co含量为70体积％的电极进行放电表面处理的情况下形成的覆盖膜的照片。

图8是表示在改变Cr₃C₂30％-Co70％体积比的放电表面处理用电极的硬度的情况下形成厚膜的状态的图示。

图9是简要表示测定电极的压缩强度的试验装置的照片。

图10是表示电极压缩强度和覆盖膜厚度的关系的图示。

图11是表示平均粒径和可以堆积厚覆盖膜的电极压缩强度之间关系的图示。

图12是表示使用导热率不同的放电表面处理用电极进行放电表面处理的情况下，在工件表面形成的覆盖膜厚度和放电表面处理用电极的导热率的关系的图示。

图13A是简要表示由成膜试验判定电极好坏的方法的图示。

图13B是简要表示由成膜试验判定电极好坏的方法的图示。

图13C是简要表示由成膜试验判定电极好坏的方法的图示。

具体实施方式

下面参照附图，对本发明涉及的放电表面处理用电极、放电表面处理用电极的制造方法和评价方法、放电表面处理装置及放电表面处理方法的优选实施方式进行详细说明。

实施方式1.

首先，对在本发明中使用的放电表面处理方法和其装置的概略进行说明。图1是表示在放电表面处理装置中放电表面处理概略的图示。放电表面处理装置1具有以下部分而构成：被加工件11(以下简称为工件)，其要形成覆盖膜14；放电表面处理用电极12，其用于在工件11表面上形成覆盖膜14；放电表面处理用电源13，其向两者提供电压，以使工件11和放电表面处理用电极12间电连接，在两者之间产生电弧放电。在液体中进行放电表面处理的情况下，还设置有加工槽16，该加工槽16使工件11和放电表面处理用电极12的与工件11对向的部分用油等的加工液体15充满。此外，在气体中进行放电表面处理的情况下，将工件11和放电表面处理用电极12放置在处理气氛中。在图1和以下的说明中，是以在加工液中进行放电表面处理的情况为例。此外，以下也有时简单把放电表面处理用电极记作电极。并且，以下把放电表面处理用电极12和工件11对向的表面之间的距离称之为极间距离。

对这种结构的放电表面处理装置1的放电表面处理方法进行说明。放电表面处理是这样进行的，例如把要形成覆盖膜14的工件11作为阳极，把成为覆盖膜14提供源的金属或陶瓷等的平均粒径10nm～数μm的粉末成型的放电表面处理用电极12作为阴极，用未图示的控制机构控制极间距离，使这些电极在加工液15中不接触，同时通过使两者之间产生放电。

当放电表面处理用电极12和工件11之间产生放电时，由此放电的热量使工件11和电极12地一部分熔融。在这里，在电极12的颗粒之间的结合力弱的情况下，利用放电造成的爆炸冲击波或静电力使熔融的电极12的一部分(以下称为电极颗粒)21被从电极12拉开，向工件11表面移动。然后，当电极颗粒21到达工件11表面时，再凝固后成为覆盖膜14。此外，被拉开的电极颗粒21的一部分与加工液15中或气体中的成分22反应生成的物质23也在工件11表面形成覆盖膜14。这样，在工件11表面上形成覆盖膜14。但是，在电极12的粉末之间的结合力强的情况下，利用放电造成的爆炸冲击波或静电力，电极12不能剥离，不能把电极材料提供给工件11。也就是说，是否可以通过放电表面处理形成厚的覆盖膜，受到从电极12一侧的材料提供、其提供的材料在工件11表面的熔融及与工件11材料的结合方式的影响。所以对这个电极材料提供产生影响的是电极12的坚硬程度，即硬度。

在这里，对在放电表面处理中使用的放电表面处理用的电极12的制造方法的一个例子进行说明。图2是表示放电表面处理用电极制造工序的流程图。首先，把具有要在工件11上形成的覆盖膜14的成分的金属或陶瓷等的粉末粉碎(步骤S1)。在由多种成分构成的情况下，按所希望的比例将每个成分的粉末混合后粉碎。例如，把市售的平均粒径数十μm的金属或陶瓷等的球形粉末，用球磨机等粉碎机粉碎到小于或者等于3μm。也可以在液体中进行粉碎，这种情况下，使液体蒸发而使粉末干燥(步骤S2)。干燥后的粉末由于粉末和粉末凝聚形成大块，所以要进行筛选，以使此大块破碎，同时把在下面的工序中使用的蜡和粉末充分混合(步骤S3)。例如，在残留有凝聚了的粉末的筛网上放上陶瓷球或金属球，使网振动，凝聚了的块利用振动的能量和与球的冲击而破碎，穿过网眼。仅把穿过此网眼的粉末用于下面的工序。

在这里，对步骤S3中筛选粉碎的粉末进行说明。在放电表面处理中，为了放电而在放电表面处理用电极12和工件11之间施加的电压一般为80V～400V的范围。如果把此范围的电压施加在电极12和工件11之间，放电表面处理中的电极12和工件11之间的距离为0.3mm左右。如上所述，在放电表面处理中，可以推测由于在两极之间产生的电弧放电，会存在以下情况，即构成电极12的凝聚了的块以其大小直接从电极12脱离。其中如果块的大小小于或者等于极间距离(小于或者等于0.3mm)，则即使在极间存在块，也会产生随后的放电。此外认为由于放电在距离近的部位产生，在块存在的地方引起放电，因放电的热能和爆炸力，可以使块粉碎细化变碎。

但是，如果构成电极12的块的大小大于或者等于极间距离(大于或者等于0.3mm)，则此块由于放电以原封不动的大小从电极12脱离，在工件11上堆积，或漂浮在电极12和工件11之间充满加工液的极间。如果如前者那样堆积大的块，由于在电极和工件11的距离近的地方产生放电，所以放电集中在此部分，在其他的地方不发生放电，不能在工件11表面均匀堆积覆盖膜14。此外，此大的块过大，不能被放电的热完全熔融。因此覆盖膜14非常脆，脆到用手可以剥落的程度。此外，如果如后者那样大的块在极间漂浮，则使电极12和工件11之间短路，不能产生放电。换句话说，为了要均匀形成覆盖膜14而且稳定地放电，在构成电极的粉末中不能存在因粉末凝聚形成的、大于或者等于极间距离的大块。此粉末的凝聚容易在金属粉末和导电性陶瓷的情况下产生，在非导电性的粉末中不容易产生。此外粉末的平均粒径越小，越容易产生粉末的凝聚。因此为了防止因这样的粉末凝聚产生的块造成的放电表面处理中的弊病，在步骤S3中筛选凝聚的粉末的工序是必要的。根据以上的看法，进行筛选时必须使用尺寸比极间距离小的网眼。

然后，在后面的工序中的冲压时，在可以很好地向粉末内部传递冲压压力的情况下，根据需要在粉末中混合重量比为大约1％～10％的石蜡等的蜡(步骤S4)。当把粉末和蜡混合时，可以改善成型性，但由于粉末的周围重新被液体包敷，因此由于其分子间的力或静电力的作用而凝聚，形成大块。所以为了把重新凝聚的块打碎而进行筛选(步骤S5)。其中筛选的方法与在上述的步骤S3中的方法相同。

随后用压缩冲压把得到的粉末成型(步骤S6)。图3是示意表示使粉末成型时的成型器状态的断面图。把下冲头104从金属模具(冲模)105上形成的孔的下部插入，在由此下冲头104和金属模具(冲模)105形成的空间中，填充在上述步骤S5中经筛选的粉末(在由多种成分构成的情况下为粉末的混合物)101。此后把上冲头103从金属模具(冲模)105上形成的孔的上部插入。然后用加压器等从填充了这样粉末101的成型器的上冲头103和下冲头104的两侧施加压力，把粉末101压缩成型。下面把压缩成型的粉末101称为粉末压缩体。此时如果冲压压力高，电极12变硬，如果冲压压力低，电极12变软。此外在电极材料的粉末101粒径小的情况下，电极12变硬，在电极材料的粉末101粒径大的情况下，电极12变软。

此后把粉末压缩体从成型器中取出，在真空炉或氮气气氛的炉中加热(步骤S7)。加热时，如果提高加热温度，则电极12变硬，如果降低加热温度，则电极12变软。此外利用加热也可以使电极12的电阻降低。因此，即使在步骤S4中不混入蜡进行压缩成型的情况下加热也具有意义。由这样进行粉末压缩体中的粉末之间的结合，制造具有导电性的放电表面处理用电极12。

此外，在省略了上述步骤S1的粉碎工序的情况下，也就是直接使用平均粒径数十μm的粉末的情况下，以及省略了步骤S3的筛选工序，混合有大于或者等于0.3mm的大块的情况下，也能成型放电表面处理用电极12。但是该电极12存在表面硬度稍高，中心部分的硬度低的硬度不均问题。

此外，因为难以氧化的Co或Ni(镍)、它们的合金或氧化物和陶瓷的平均粒径小于或者等于3μm的粉末市售的很多，所以在使用这样的粉末的情况下，可以省略上述的步骤S1的粉碎工序和S2的干燥工序。

下面，对用上述的方法制造的放电表面处理用电极的具体实施方式进行说明。在实施方式1中，构成电极的粉末平均粒径为5～10μm的情况下，对不形成碳化物的材料或难以形成碳化物的材料的比例、电极的硬度、由此电极形成的覆盖膜的厚度之间的关系进行说明。

在此实施方式1中，对于改变不形成碳化物的材料或难以形成碳化物的材料的成分的放电表面处理用电极，以下示出了电极的硬度和放电表面处理方法而在被加工件上形成的覆盖膜厚度的变化进行试验的结果。试验用的放电表面处理用电极基体的材质为Cr₃C₂(碳化铬)粉末，在其中添加作为不形成碳化物的材料或难以形成碳化物的材料的Co粉末。添加的Co的体积在0～80％之间变化，试验的放电表面处理用电极的硬度定为后述的规定的硬度。此外，电极按图2的流程图，用粒径5μm的Cr₃C₂粉末和粒径5μm的Co粉末制造，在步骤S1的粉末粉碎工序中，以得到粒径5μm的条件进行粉碎，在步骤S4的与蜡混合的工序中，混合2～3重量％的蜡，在步骤S6的冲压工序中，用100MPa的冲压压力使粉末压缩成型，在S7的加热工序中，使加热温度在400℃～800℃范围变化。此加热温度为，Cr₃C₂粉末的比例越多其越高，Co粉末的比例越多，其越低。这是因为在Cr₃C₂粉末的比例多的情况下，制造的电极容易脆，如在低的温度下加热，马上就崩断，与此相反，在Co粉末的比例多的情况下，即使加热温度低，电极的强度也容易变高。

在此说明书中使用的所谓的体积比(体积％)，是指把混合的材料分别除以此材料密度的值的比例，具体地说，混合多种材料的情况下，是各自的体积的比例；在材料是合金的情况下，分别把含在合金中的材料(金属元素)用各自的密度(比重)去除的值的比例作为体积％。即，将目标成分的重量％除以此成分的密度的值，除以在放电表面处理用电极中使用的各个成分的重量％除以其成分的密度的值累加后的值而得到的值。例如在此例子的Cr₃C₂粉末和Co粉末的混合物中的Co粉末的体积比(体积％)用下式表示。

由此式，不用说，作为合金如果是混合的材料原有的比重接近的材料，则重量％大致相同。

在这里，此对此实施方式1中的放电表面处理时的放电脉冲条件进行说明。图4A和图4B是表示放电表面处理时的放电脉冲条件的一个例子的图示，图4A表示放电时施加到放电表面处理用电极和工件之间的电压波形，图4B表示放电时流经放电表面处理装置的电流的电流波形。如图4A所示，在时刻t₀，在两极之间施加无负荷电压ui，在经过放电延迟时间Td后的时刻t₁，在两极之间开始流过电流，从而开始放电。此时的电压为放电电压ue，此时流过的电流为峰值电流ie。然后在时刻t₂，当停止向两极之间提供电压时，电流不流过。即放电停止。其中，把t₂-t₁称为脉冲宽度te。间隔间歇时间to，反复在两极之间施加此时刻t₀～t₂的电压波形。也就是如此图4A所示，在放电表面处理用电极12和工件11之间施加脉冲状电压。在本例中，放电表面处理时使用的放电脉冲条件为峰值电流ie＝10A、放电持续时间(放电脉冲宽度)te＝64μs、间歇时间to＝128μs。此外，在试验中使用面积为15mm×15mm的电极，对工件进行15分钟的放电表面处理。

图5为表示改变混合在作为碳化物的Cr₃C₂粉末中的难以形成碳化物的Co粉末量而制造放电表面处理用电极，制造的放电表面处理用电极中的Co量变化与覆盖膜厚度的关系的图示。在此图5中，横轴表示放电表面处理用电极中含有的Co的体积％，纵轴为以对数刻度表示在被加工件上形成的覆盖膜厚度(μm)。

在基于上述放电脉冲条件形成覆盖膜的情况下，随制造的电极内含有的Co体积％，在工件上形成的覆盖膜的厚度不同。根据图5所示，Co含量小于或者等于10体积％的情况下，膜厚为10μm左右，从Co含量大约30体积％开始膜厚逐渐变厚，Co含量超过40体积％开始膜厚可以增加到接近10,000μm左右。

对此还进行了更详细的研究。在基于上述条件在工件上形成覆盖膜时，在电极内的Co含量为0体积％的情况下，也就是Cr₃C₂粉末为100体积％的情况下，可以形成的覆盖膜厚度上限为10μm左右，不能增加到比此更大的厚度。

图6是表示放电表面处理用电极中不含不形成碳化物的材料和难以形成碳化物的材料的情况下，相对于处理时间的覆盖膜形成状况的图示。在此图6中，横轴表示对单位面积进行放电表面处理的处理时间(分/cm²)，纵轴表示以进行放电表面加工处理前的工件表面的位置为基准时的覆盖膜的厚度(工件的表面位置)(μm)。如此图6所示，在放电表面处理的初期阶段，覆盖膜随时间一起生长变厚，但在某一时间(约5分/cm²)达到饱和。其后一段时间，覆盖膜的厚度不再生长，如继续进行放电表面处理超过某个时间(约20分/cm²)，则覆盖膜的厚度开始减少，最后覆盖膜的厚度变成负值，变成蚀刻也就是去除加工。但是，即使在变成去除加工的状态，实际在工件上也存在覆盖膜，具有10μm左右的厚度。即，覆盖膜的厚度在适当的时间(处理时间为5～20分/cm²之间)内处理后的状态几乎不变。从此结果可以认为5～20分钟的处理时间是适当的。

返回到图5，随着电极内难以形成碳化物的材料即Co含量的增加，可以使覆盖膜变厚，如果电极中的Co含量超过30体积％，则形成覆盖膜的厚度开始变厚，如果超过40体积％，则容易稳定地形成的厚膜。在图6中记述了，膜厚从Co含量为30体积％左右开始平滑增加，但是这是多次进行试验的平均值，实际上在Co含量为30体积％左右的情况下，也有覆盖膜的厚度不增加的情况，即使厚度增加的情况下，覆盖膜的强度也弱，也就是如用金属片等硬擦，有时可以去除，不稳定。因此优选的是Co含量大于或者等于40体积％。

这样通过在覆盖膜中增加以金属形态残留的材料，可以形成含有不形成碳化物的金属成分的覆盖膜，可以容易稳定地形成厚膜。

图7是使用Co含量为70体积％的电极进行放电表面处理的情况下形成的覆盖膜的照片。此照片是形成厚膜的例子，表示形成2mm左右的厚膜的情况。此覆盖膜是用15分钟的处理时间形成的，如果增加处理时间，还可以形成更厚的覆盖膜。

这样，通过使用在电极内含有大于或者等于40体积％的Co等难以形成碳化物或不形成碳化物的材料的电极，由放电表面处理可以在工件表面稳定地形成厚的覆盖膜。

在上述的例子中，说明了使用Co作为难以形成碳化物的材料的情况，用Ni、Te(铁)、Al(铝)、Cu(铜)、Zn(锌)等也能得到相同的结果。

此外，在这里所说的厚膜是指组织的内部(由于是用脉冲放电形成的覆盖膜，最外表面的表面粗糙度不好，乍一看没有光泽)具有金属光泽的致密的覆盖膜。例如即使是Co这样的难以形成碳化物的材料含量少的情况下，如果电极的强度(硬度)弱，有时在工件上也能堆积附着物。可是此附着物不是致密的覆盖膜，用金属片等擦是可以容易地去除的，这样的覆盖膜在本发明中不称之为厚膜。同样的，因为在上述专利文献1等中记载的堆积层也是这样的不致密的覆盖膜，是用金属片等擦是可以容易地去除的，所以这样的覆盖膜在本发明中也不称之为厚膜。

此外，在上述的说明中，对将Cr₃C₂粉末和Co粉末压缩成型后进行加热来制造电极的情况进行了说明，但有时也可以把压缩成型的压缩体直接作为电极使用。但是，为了形成致密的厚膜，电极的硬度过硬过软都不好，需要适当的硬度，所以一般要进行热处理。加热粉末压缩体与保持成型和固化有关系。

此电极的硬度与电极材料粉末的结合强度有关，与通过放电向工件一侧提供电极材料的量有关。在电极硬度高的情况下，由于电极材料的结合强，即使产生放电也仅释放出少量的电极材料，不能充分进行覆盖膜的形成。相反在电极硬度低的情况下，由于电极材料的结合弱，如果产生放电，则能提供大量的材料，在这个量过多的情况下，利用放电脉冲的能量不能使这些材料充分熔融，不能形成致密的覆盖膜。

在使用相同材料相同粒径的粉末的情况下，影响电极的硬度即电极的材料的结合状态的参数是冲压的压力和加热温度。在此实施方式1中，作为冲压压力的例子使用约100MPa，如果把此冲压的压力再提高，则降低加热温度也能得到同样的硬度。相反如果降低冲压的压力，则需要把加热温度设定得高一些。

此外，在此实施方式1中，作为放电表面处理时的放电脉冲条件的例子，表示了1个条件下的试验结果，当然因覆盖膜的厚度等不同，用其他条件也可以得到相同的结果。

从以上可以看出，为了形成厚膜，材料的条件是重要的，但也可以看出在放电表面处理，特别是在形成厚膜的情况下，其他条件也是非常重要的。通常，放电表面处理用电极按上述的图2的流程图，把粉末材料压缩成型，加热后制成电极。此时，一般大多是由压缩成型时的冲压压力和加热处理时的加热温度决定电极的状态。也就是现有的电极状态的管理，是使用在冲压压力和加热温度等规定的条件下成型的电极，进行覆盖膜形成，用其状态进行判断。可是在此方法中，为了对电极状态进行管理，必须形成覆盖膜，要花很大气力。所以发明人对把(1)电极的电阻；(2)电极的弯曲试验及(3)电极的硬度试验的方法作为电极状态的管理方法进行了研究。

首先，(1)的电阻，是把放电表面处理用的电极切成规定的形状，测定电阻的方法。有放电表面处理用电极越牢固其越小的倾向，是放电表面处理用电极强度的很好的指标，但是存在这样的问题，即测定中容易产生波动，以及受材料物理特性值的影响，不同材料的情况下为不同的值，所以必须掌握每种不同材料在最佳状态情况下的值。

其次，(2)的弯曲试验，是把放电表面处理用的电极切成规定的形状，进行三点弯曲试验，测定对弯曲的抗力的方法。此方法存在有测定容易产生波动，测定需要成本等问题。

最后，(3)的硬度试验，有把压头按压在放电表面处理用电极上，用此压痕的形状测定硬度的方法，以及用铅笔等的测头划放电表面处理用电极，用有没有划伤进行判断的方法等。

这三种方法相互具有很强的相关性，但从测定的难易程度等理由可以看出，用(3)的铅笔等测头进行硬度试验，判断放电表面处理用电极的状态的方法最适合。所以下面对电极的硬度和用此电极形成的覆盖膜的性质的关系进行说明。此外，下面作为电极硬度的基准使用的指标，在构成电极的粉末粒径大而电极软的情况下，使用JISK 5600-5-4中的涂膜用铅笔划痕试验，在构成电极的粉末粒径小而电极硬的情况下，使用洛氏硬度。上述JISK 5600-5-4标准原来是用于评价涂装覆盖膜的标准，但也非常适合评价硬度低的材料。当然，此涂膜用铅笔划痕试验的结果可以与其他的硬度评价方法的结果进行相互换算，所以使用其他硬度评价方法作为指标也可以。

如上所述，为了形成厚膜，材料的条件是重要的，但根据试验，在形成厚膜的条件下，其他的条件，特别是电极的硬度也是非常重要的。对于用放电表面处理的厚膜的形成和放电表面处理用电极的硬度之间的关系，以Cr₃C₂30％-Co70％的体积比制造的放电表面处理用电极的情况为例进行说明。图8是表示在改变Cr₃C₂30％-Co70％体积比的放电表面处理用电极的硬度的情况下形成厚膜的状态的图示。在此图8中，横轴表示由用于硬度评价的涂层用铅笔的硬度测定的放电表面处理用电极的硬度，越向左越硬，越向右越软。纵轴是用放电表面处理用电极形成的覆盖膜的厚度的评价状态。进行评价试验时在放电表面处理时使用的放电脉冲条件为峰值电流ie＝10A、放电持续时间(放电脉冲时间)te＝64μs、间歇时间to＝128μs。在评价试验中用面积为15mm×15mm的电极形成覆盖膜。

如这个图8所示，放电表面处理用电极的硬度为大约4B～7B的情况下，覆盖膜的状态非常好，形成致密的厚膜。此外，放电表面处理用电极的硬度为大约B～4B之间的情况下，也形成良好的覆盖膜。但是，在此范围内随着变硬，覆盖膜形成速度有变慢的倾向，在B左右硬度的情况下，形成厚膜相当困难。如果比B更硬的话不能形成厚膜，随放电表面处理用电极的硬度增加，成为去除加工被加工件(工件)的情况。

另一方面，放电表面处理用电极的硬度为8B左右也能形成良好的厚膜，但是如果进行组织分析，有覆盖膜中的孔洞逐渐增加的倾向。如果放电表面处理用电极的硬度变得比9B还软，发现电极成分不充分熔融，直接附着在被加工件上的现象，覆盖膜不致密，成为多孔的覆盖膜。上述放电表面处理用电极的硬度和覆盖膜状态之间的关系，也因使用的放电脉冲条件不同有一些变化，在使用适当的放电脉冲条件的情况下，也能够一定程度地扩大可以形成良好覆盖膜的范围。上述的倾向与构成电极的材料无关，该倾向对于由平均粒径5～10μm大小的粉末制造的电极可以确认。

由此实施方式1，用粒径5～10μm的粉末，在构成放电表面处理用电极的材料中添加大于或者等于40体积％的Co、Ni、Fe、Al、Cu、Zn等的不形成碳化物的材料或难以形成碳化物的材料，以采用涂膜用铅笔划痕试验的硬度为B～8B之间，优选的是4B～7B之间的硬度，制造放电表面处理用电极，通过使用此放电表面处理用电极进行放电表面处理，具有在工件上可以稳定形成厚膜的效果。此外，用此放电表面处理用电极可以替代焊接和喷镀作业，可以将现有的以喷镀和焊接进行的作业流水线化。

实施方式2.

在放电表面处理中，能否利用放电从电极释放出电极材料，取决于构成电极的粉末的结合强度。也就是如果结合强度强，粉末难以利用放电的能量释放，弱的话则容易释放。此外，此结合强度因构成电极的粉末的大小不同而不同。例如，在构成电极的粉末粒径大的情况下，因为电极中粉末相互结合的点数少，所以电极强度弱，而在构成电极的粉末粒径小的情况下，因为电极中粉末相互结合的点数多，所以电极强度强。因此，能否通过放电能否从电极释放出电极材料，因粉末粒径的尺寸不同而不同。在上述的实施方式1中，在使用粒径5～10μm的粉末的情况下，用涂膜用铅笔划痕试验的硬度为B～8B为最佳值，而在此实施方式2中，对在粒径1～5μm的情况的电极硬度和覆盖膜的厚度进行说明。

在这里，例举了以下情况，将按规定比例含有Co、Cr、Ni等的成分的合金粉末，以例如雾化法或研磨等(粒径变成3μm左右)粉碎并混合后，按实施方式1的图2的流程图制造放电表面处理用电极。但是，在步骤S4的混合蜡的工序中，混合2～3重量％的蜡，在步骤S6的冲压工序中，用约100MPa的冲压压力使制作电极时的粉末压缩成型，在步骤S7的加热工序中，使加热温度在600℃～800℃范围变化。在此电极的制造中，也可以省略S7的加热工序，把混合粉末压缩成型得到的粉末压缩体作为电极使用。此外上述的合金粉末的组成为Cr20重量％、Ni10重量％、W(钨)15重量％、Co55重量％，这种情况下的Co的体积％大于或者等于40％。

用制造的电极进行放电表面处理时的放电脉冲条件，在图4A和图4B中为峰值电流ie＝10A、放电持续时间(放电脉冲宽度)te＝64μs、间歇时间to＝128μs。此外，使用面积为15mm×15mm的电极形成覆盖膜。其结果，电极材料由粉末构成，但由于使用使合金成为粉末的方式，所以材质均匀而没有波动，所以可以形成成分没有波动的质量优良的覆盖膜。

当然，按规定的组成把称量的各材料的粉末(在此，为Cr粉末、Ni粉末、W粉末、Co粉末)混合后制造电极的情况下，也可以制造同样的电极。但是由于存在粉末的混合产生波动等的问题，所以性能不得不有一些降低。

在上述的说明中，使用将Cr20重量％、Ni10重量％、W15重量％、其余为Co的比例的合金制成粉末的材料，作成粉末的合金组成并不限定于此，只要是例如Cr25重量％、Ni10重量％、W7重量％、其余为Co的比例的合金；Mo28重量％、Cr17重量％、Si(硅)3重量％、其余为Co的比例的合金；Cr15重量％、Fe8重量％、其余为Ni的比例的合金；Cr21重量％、Mo9重量％、Ta(钽)4重量％、其余为Ni的比例的合金；Cr19重量％、Ni53重量％、Mo3重量％、(Cd(镉)+Ta)5重量％、Ti0.8重量％、Al0.6重量％、其余为Fe的比例的合金等，含有体积％大于或者等于40％的作为难以形成碳化物的元素的Co、Ni、Fe、Al、Cu、Zn的就可以。

但是，因为如果合金的合金比例不同，材料的硬度等性质也不同，所以电极的成型性和覆盖膜的状态会产生一些差异。例如在电极材料的硬度硬的情况下，用冲压使粉末成型变得困难。此外在用加热处理使电极强度增加的情况下，也需要提高加热温度等办法。举个例子，Cr25重量％、Ni10重量％、W7重量％、其余为Co的比例的合金是比较软的材料，Mo28重量％、Cr17重量％、Si3重量％、其余为Co的比例的合金是比较硬的材料，为了给予电极必要的硬度，在电极的加热处理中，后者必须把加热温度为设定比前者平均高100℃左右。

此外，形成厚膜的容易程度如实施方式1所示，随在覆盖膜中含有的金属量增加而变容易。作为在电极成分即合金粉末中含有的材料，作为难以形成碳化物的材料的Co、Ni、Fe、Al、Cu、Zn越多，越容易形成致密的厚膜。

在用各种合金粉末进行试验中得知，与实施方式1相同，如果在电极中的难以形成碳化物的材料或不形成碳化物的材料的含量超过40体积％，则容易稳定地形成厚膜。并且，优选电极中的Co含量超过50体积％，因为这样的话可以形成足够厚度的厚膜。

此外，除了作为难以形成碳化物的材料的Co、Ni、Fe、Al、Cu、Zn以外，即使作为合金成分即使混合的材料是形成碳化物的材料，在其包含的材料中是在相对难以形成碳化物的材料的情况下，覆盖膜中含有除了Co、Ni、Fe、Al、Cu、Zn以外的金属成分，Co、Ni、Fe、Al、Cu、Zn的比例还至少可以形成致密的厚膜。

此外，在由Cr和Co两种元素组成的合金的情况下得知，从电极中的Co含量超过20体积％开始，变得容易形成厚膜。Cr是形成碳化物的材料，但与Ti等活性材料相比，是难以形成碳化物的材料。也就是在Cr的情况下，是容易碳化的材料，但是与Ti这样的材料相比，碳化的容易程度差，在电极中含Cr的情况下，其一部分变成碳化物，一部分仍以金属Cr的状态变成覆盖膜。研究上述的结果认为，在覆盖膜中作为金属残留的材料的比例大于或者等于大约30体积％对于形成致密的厚膜是必要的。

下面示出了使用由粒径1～5μm的粉末制造的电极形成覆盖膜的情况下，电极的硬度和覆盖膜的厚度的关系的研究结果。此外，在用粒径约6μm大小的粉末制造电极的情况下，可以使用上述的JISK5600-5-4中规定的涂膜用铅笔划痕试验，用粒径比这小的粉末制造电极的情况下，不能应用此试验。所以在此例子中，使用用1/4英寸的钢球以15kgf按压时的压入距离h(μm)求出的硬度H＝100-1000×h的硬度指标。

其结果电极的硬度在大约25～35的情况下，覆盖膜的状态最好，可以形成致密的厚膜。不过即使稍微偏离此范围，仍是可以形成厚膜的范围，在硬的方向到50左右的硬度也可以形成厚膜，在软的方向到20左右也可以形成厚膜。但是，随着硬度增加覆盖膜的形成速度有变慢的倾向，在50左右的硬度下，形成厚膜相当困难。更硬的话不能形成厚膜，随着变硬则变成对加工件侧进行去除加工。此外在软的方向上，在20左右的硬度的情况下可以形成厚膜，但未熔融的材料有增加的倾向，如果电极比20更软，发现电极成分没有充分熔融，直接附着在被加工件侧的现象。此外，此电极硬度和覆盖膜的状态的关系，也会因使用的放电脉冲条件的不同产生一些变化，在使用适当的放电脉冲条件的情况下，也能够扩大可以形成某种程度良好的覆盖膜的范围。

此外，如此实施方式2所示，如果粉末的粒径为3μm左右(大约1μm～5μm)，适合于放电表面处理的电极硬度变高，用实施方式1所示的JIS K 5600-5-4中的涂膜用铅笔划痕试验测定变得困难。因此在这里使用洛氏硬度试验。洛氏硬度试验是以规定的负荷按压球，从此压痕的形状求出硬度的。因为负荷过高的话会造成电极的损伤，所以采用适当的强度是必要的。硬度试验中，其他的还有威氏硬度试验等，当然也可以测定电极的硬度，但是这种情况下存在有难以看到压痕端部的开裂等问题，所以最好压头形状为球形。

由此实施方式2，由含有大于或者等于40体积％的不形成或难以形成碳化物的材料的、构成电极的粉末的平均粒径为1～5μm的粉末，以硬度为20～50的状态制造放电表面处理用电极，通过用此电极进行放电表面处理，可以在工件表面上形成致密的厚的覆盖膜。

实施方式3.

将与实施方式2相同的材料的粉末变成平均1μm来制造电极。尽管是相同的材料，但通过使粉末粒径变小，可以进一步增大适于放电表面处理的电极硬度。这种情况下，如果含有大于或者等于40体积％的不形成或难以形成碳化物的材料，则也容易稳定地形成厚膜。

这种情况下，电极的硬度为大约30～50的情况下，覆盖膜的状态最好，可以形成致密的厚膜。但是即使稍微偏离此范围，也是可以形成厚膜的范围，在硬的方向上到60左右的硬度可以形成厚膜，在软的方向上到25左右的硬度可以形成厚膜。但是，随着硬度增加覆盖膜的形成速度有变慢的倾向，在60左右的硬度下，形成厚膜相当困难。再变硬的话不能形成厚膜，随着变硬则变成去除被加工件侧的去除加工。此外在软的方向上，到25左右的硬度的情况下可以形成厚膜，但未熔融的材料有增加的倾向，如果电极比25左右更软，发现电极成分没有充分熔融，直接附着在被加工件侧的现象。此外，此电极硬度和覆盖膜的状态的关系，也会因使用的放电脉冲条件的不同产生一些变化，在使用适当的放电脉冲条件的情况下，也能够扩大可以形成某种程度良好覆盖膜的范围。此外，关于由平均粒径小于或者等于1μm的粉末制造的电极，也能得到相同的结果。

由此实施方式3，由含有大于或者等于40体积％的不形成或难以形成碳化物的材料的、构成电极的粉末的平均粒径小于或者等于1μm的粉末，以硬度为25～60的状态制造放电表面处理用电极，通过用此电极进行放电表面处理，可以在工件表面上形成致密的厚的覆盖膜。

实施方式4.

在此实施方式4中，对可以使由放电表面处理方法在工件上形成的覆盖膜变厚的放电表面处理用电极进行说明。

首先，对由构成放电表面处理用电极的粒径尺寸引起的硬度变化进行说明。在图2的流程图的步骤S6的冲压工序中，把粉末冲压成型时，从与冲压面或金属模具面接触的粉末向电极的内部传递压力，此时粉末稍稍移动。这时，在粉末的平均粒径为数十μm左右的大小的情况下，在粉末和粉末之间形成的空隙变大，与冲压面和金属模具面接触的(电极表面的)粉末移动，埋入此空隙，存在于电极表面的颗粒密度增加，此部分的摩擦增大。也就是说，仅在电极表面保持对冲压压力的反作用力，而不向电极内部传递压力。由于这个原因形成了硬度的分布。

如使用具有这样的硬度分布的放电表面处理用电极进行处理，则变成以下两个当中任一个的状态。第1种情况是电极的外围部为最佳硬度，内部过软的情况。这种情况下，由电极的外围部可以在工件上堆积覆盖膜，但由其内部在工件上不能形成覆盖膜或形成易碎的覆盖膜。第2种情况是电极的外围部过硬，内部软的情况。这种情况下，因为外围部在放电表面处理中不消耗电极，所以变成去除加工，而由其内部在工件上形成易碎的覆盖膜。此外，电极外围部硬到变成进行工件表面去除加工的程度的情况下，由于电极的内部被消耗，而电极外围部不消耗，所以电极的放电一侧的面变成外围部突出的形状，而在外围部产生多处放电。这样的话，容易引起放电集中，使放电变得不稳定。这些任一种情况都是在放电表面处理中所不希望的。

所以，对用粒径小的粉末制造的放电表面处理用电极的硬度和覆盖膜的形成进行了试验。在这里，仅使用平均粒径1.2μm的合金粉末，按图2所示的顺序制造了50mm×11mm×5.5mm形状的放电表面处理用电极。此时使用的合金粉末是Cr25wt％、Ni10wt％、W7wt％、C0.5wt％、其余为Co的比例的合金。此外，除了这样组成的合金粉末以外，也可以使用Mo28wt％、Cr17wt％、Si3wt％、其余为Co的比例的合金、或者Cr28wt％、Ni5wt％、W19wt％、其余为Co的比例的合金等。在图2的步骤S6的冲压工序中，以67MPa的压力将粉末压缩成型，此外，为了得到具有不同硬度的电极，在步骤S7的加热工序中，在730℃和750℃的各个温度下，在真空炉中把粉末压缩体加热一小时。

首先，研究了改变加热温度而制造的各个电极的硬度。此外，在此实施方式4中，作为电极的硬度使用电极的压缩强度。图9是简要表示测定电极的压缩强度的试验装置的照片。由图9所示的试验装置，以每秒1N的比例增加作用在电极上的负荷力，用电极上部的测力传感器(Load Cell)测定作用在电极(Electrode)上的力。因为当达到某个力则在电极表面形成龟裂，再释放负荷力，所以用形成此龟裂前的力计算出电极的压缩强度。其结果为，在730℃加热的电极的压缩强度为100MPa，在750℃加热的电极的压缩强度为180MPa。

接下来，对用合金粉末制造的电极的压缩强度和覆盖膜厚度的关系进行说明。此时的放电表面处理条件为，峰值电流设为10A，放电持续时间(放电脉冲宽度)设为4μs。

图11是表示在上述条件下进行放电表面处理时，电极的压缩强度和覆盖膜厚度的关系的图示。在这个图11中，横轴表示放电表面处理用电极的压缩强度(MPa)，纵轴表示用具有在横轴表示的压缩强度的放电表面处理用电极进行放电表面处理的情况下，在工件表面形成的覆盖膜厚度(mm)。此外，纵轴的覆盖膜厚度小于0mm的值表示不形成覆盖膜，而是对表面进行切削的去除加工。如此图所示，在放电表面处理用电极的压缩强度为100MPa的情况下，可以在工件表面上进行堆积加工，而在压缩强度为180MPa的情况下，变成工件表面的去除加工。特别是，为了在工件表面上形成厚度大于或者等于0.2mm的厚的覆盖膜，电极的压缩强度必须小于或者等于100MPa。此外，如果电流的峰值和放电时间增加，由于仅仅使从电极提供的电极粉末的量增加，而从电极夺取电极粉末的力不增加，所以在其他的加工条件下也成为与图11相同的结果。

将粉末压缩成型制造的放电表面处理用电极的压缩强度，由单位体积中含的颗粒和颗粒的结合数量决定。当平均粒径变大时，单位体积中含的颗粒和颗粒的结合数减少，所以压缩强度降低。换句话说，意味着如果平均粒径相同，当使压缩强度小于或者等于可以形成厚的覆盖膜的某个值时，无论什么材质都可以形成厚的覆盖膜。例如，对此电极硬度的研究后发现，在由平均粒径1μm的合金粉末的粉末压缩体电极进行的放电表面处理中，作为用于形成适当的覆盖膜的电极评价的一个指标，以使压缩强度小于或者等于100MPa的方式进行管理是重要的，作为可以形成厚的覆盖膜的电极评价指标的压缩强度，如果平均粒径相同，即使材质改变，它也不变。但是，改变材质的情况下，用于制造电极的加热温度和冲压压力等的成型条件必须改变。

从以上说明可知，左右用放电表面处理是否可形成厚的覆盖膜的主要因素之一是电极的硬度。即，在使用平均粒径约为1μm的粉末的情况下，如果用改变压缩成型时的压力或加热温度而制造压缩强度小于或者等于100MPa的放电表面处理用电极进行放电表面处理，则在工件表面上可以形成厚的覆盖膜。由放电产生的力的作用，拉开电极粉末，此力所及的范围为φ数十μm～φ数mm。也就是说，在此数量级的大小中知道电极的强度是必要的，因此可以掌握电极的宏观硬度的压缩强度是最合适的。

并且在电极的粉末粒径变小的情况下，即使用相同的冲压压力、相同的加热温度制造电极，虽然单位体积的颗粒数增加，一个颗粒与它周围的颗粒的结合面数量不变，但由于单位体积内含的总结合面数增加，所以电极变硬。

近年来，粉末成型技术发展，可以制造具有10nm～100nm平均粒径粒径的金属粉末或陶瓷粉末。所以对使用平均粒径50nm的Ni粉末制造放电表面处理用电极的情况下的压缩强度和覆盖膜厚度的关系进行了试验。此外，在用平均粒径是纳米数量级的粉末制造电极的情况下，由于仅通过冲压就能得到具有足够强度的电极，所以可以省略图2的步骤S7的加热工序，在本例中省略了加热工序。此外，以制造的电极进行放电表面处理的放电脉冲条件，与上述的图10所示的条件相同。试验的结果确认了，在压缩强度小于160MPa的情况下，可以在工件表面进行堆积加工，而大于或者等于这个压缩强度的情况下，就变成工件表面的去除加工。

在这里，考察平均粒径50nm的Ni粉末的电极硬度后发现，在由Ni粉末的粉末压缩体电极的放电表面处理中，作为用于适当的覆盖膜形成的电极评价的指标，以使压缩强度小于或者等于160MPa的方式进行管理是重要的。

如上所述，把粉末压缩成型制造电极的压缩强度由单位体积中包含的颗粒和颗粒的结合数量决定。如果平均粒径变小，由于单位体积中含的颗粒和颗粒的结合数量增加，所以压缩强度提高。此外，如上所述，在用平均粒径50nm的Ni粉末的粉末压缩体电极进行的放电表面处理中，发现作为用于适当的覆盖膜形成的电极评价的指标，以使压缩强度小于或者等于160MPa的方式进行管理是重要的。如果与平均粒径为1.2μm的情况下的结果结合起来考察，则意味着对应于平均粒径，可以形成厚的覆盖膜的电极强度不同。此外作为用于适当地形成覆盖膜的电极评价的一个指标的压缩强度的值，如果平均粒径相同，则与电极的材质无关。因此由平均粒径小的粉末构成的放电表面处理用电极，在弄清楚能否堆积厚的覆盖膜时，也可以增加它的压缩强度。

此外，作为其他的电极材料，使用平均粒径3μm的Co粉末进行相同的试验时确认了，可以堆积覆盖膜的临界电极压缩强度为50MPa左右。这种情况下也确认了，左右用放电表面处理是否可形成厚的覆盖膜的主要原因之一是电极的硬度。也就是说确认了，如果使用平均粒径3μm的粉末，变更压缩成型时的压力或加热温度，制造压缩强度小于或者等于50MPa的电极，用此电极进行放电表面处理，则在工件表面上可以形成厚的覆盖膜。

这种情况下，由于粉末压缩成型制造的电极的压缩强度是由单位体积中包含的颗粒和颗粒的结合数目决定，所以作为用于适当的覆盖膜形成的电极评价的指标的压缩强度值，如果平均粒径相同，则与电极材料的材质无关。因此由平均粒径大的粉末构成的放电表面处理用电极，在弄清楚能否堆积厚的覆盖膜时，需要使此压缩强度变小。

图11是表示平均粒径和可以堆积厚覆盖膜的电极压缩强度的关系的图示。在这个图11中，横轴以对数刻度表示构成放电表面处理用电极的粉末的平均粒径(μm)，纵轴表示可以在工件表面上形成覆盖膜的电极的压缩强度即堆积临界压缩强度(MPa)。如此图所示，平均粒径越小，堆积临界压缩强度越大。

由这个实施方式4，通过使用以平均粒径为1μm的粉末作为原料，以压缩强度小于或者等于100Mpa制造的放电表面处理用电极，进行放电表面处理，可以在工件上形成在高温环境下有润滑性的致密的厚膜。此外，通过使用在平均粒径为50nm的粉末的情况下，以压缩强度小于或者等于160Mpa，或在平均粒径为3μm的粉末的情况下，以压缩强度小于或者等于50MPa制造的放电表面处理用电极，进行放电表面处理，可以在工件上形成在高温环境下有润滑性的致密的厚膜。

并且，由这个实施方式4，制造的放电表面处理用电极被用于放电表面处理中时，可以用它的压缩强度来评价是否能在工件上堆积厚的覆盖膜。因此可以适用于在相同的条件下，一次大量制造放电表面处理用电极的情况下的电极评价方法。具体说，将从在相同条件下一次大量制造的电极中抽出的一个或几个电极的压缩强度的测定结果，作为同时制造的电极的评价。由此，即使在电极大量生产的情况下，也可以对所有的电极质量进行管理。

实施方式5.

在这个实施方式5中说明，在使用金属粉末作为粉末压缩体电极的放电表面处理中，进行不使表面粗糙度降低而稳定的放电，可以堆积厚的覆盖膜的放电表面处理用电极。

如实施方式1～3说明的那样，为了由放电表面处理在工件表面上形成厚膜，在电极材料中添加不形成碳化物的材料或难以形成碳化物的材料的材料条件是重要的。但是，仅仅是简单地在电极中加入不形成碳化物的材料或难以形成碳化物的材料，在工件表面上形成的厚膜中残留有孔洞，存在有难以形成致密覆盖膜的问题。所以，在此实施方式5中，对用于形成厚膜而且致密的覆盖膜所必要的技术进行说明。

在这里，以含Cr30％、Ni3％、Mo2％、W5％、Fe3％等的Co基合金(以下简称为Co合金)为例进行说明。此Co合金粉末使用市场上出售的产品。此外，作为Co合金，只要使用如含Cr25％、Ni 10％、W7％等的Co基合金或者含Cr20％、Ni 10％、W15％等的Co基合金等，包含Co作为基础的合金就可以。

用平均粒径为3μm左右的Co合金粉末，按照上述图2的工序制造放电表面处理用电极。此时在步骤S6中的冲压工序的冲压压力可以为大约93～280MPa。这是因为，如果大于或者等于这个压力的话，粉末被压碎，电极的硬度产生波动，或冲压时在电极上产生空气裂纹。

当使用以上制造的Co合金粉末构成的放电表面处理用电极进行放电表面处理时，在工件表面可以形成Co合金的覆盖膜。但是，根据本发明人的试验看出，覆盖膜的性能受到作为电极材料的粉末在电极中占的比例的影响很大。由于电极由粉末压缩成型而制成，为空隙多的状态。如果此空隙过多，电极强度变弱，由放电脉冲不能正常提供电极材料。例如，因放电的冲击，产生电极在大范围内崩溃的现象。另一方面，如果空隙过少，电极材料过于牢固接触，产生由放电脉冲提供电极材料变少的现象，不能形成厚膜。

在这里使用的平均粒径为3μm左右的粉末是把粒径数十μm的粉末粉碎后制造的，是具有粒径的粒度分布以3μm为峰值的粉末。在把这样的某种程度均匀的粒径的粉末压缩成型后制造电极的情况下，根据发明人的试验，对于可以形成良好的覆盖膜的电极，其电极材料占电极体积的体积比例(剩余的成为空隙)为25％～50％的范围。但是，在电极材料的体积的比例(下面称为电极材料体积的比例)为25％的情况下，作为电极相当软，强度有不足的倾向。相反，电极材料体积的比例为50％的情况下，作为电极相当硬，发现一部分产生空气裂纹的情况。这种情况下的电极材料体积的比例造成的覆盖膜的状态的概略示于表1。但是，此比例因粉末粒径的分布等会多少有一些变化，例如，使用粒径分布宽的粉末的情况下，电极的空隙率(＝(100-电极材料体积的比例)％)有变小的倾向。相反使用粒径分布窄的粉末的情况下，电极的空隙率有变大的倾向。

表1

电极材料体积的比例	覆盖膜状态
		15％	电极崩溃，不能使用
20％	可以形成覆盖膜，但为易碎的状态
		25％	为多孔的，但可以形成厚膜
30％	可以形成致密的厚膜
		40％	可以形成致密的厚膜
50％	可以形成致密的厚膜，但膜的形成慢
		55％	对工件进行去除加工，不能形成厚膜

另一方面，在混合粒径不同的粉末的情况下，例如，在上述例子中使用的粒径为3μm左右的粉末中，混合粒径6μm左右的粉末的情况下，对于可以形成良好覆盖膜的电极，电极材料体积占电极体积的比例为40％～65％的范围。但是，电极材料体积的比例为40％的情况下，作为电极相当软，强度有不足的倾向。相反在电极材料体积的比例为65％的情况下，作为电极相当硬。这种情况下的电极材料体积的比例造成的覆盖膜的状态的概略示于表2。

表2

电极材料体积的比例	覆盖膜状态
		30％	电极崩溃，不能使用
35％	可以形成覆盖膜，但为易碎的状态
		40％	为多孔的，但可以形成厚膜

50％	可以形成致密的厚膜
		60％	可以形成致密的厚膜
65％	可以形成致密的厚膜，但膜的形成慢
		70％	对工件进行去除加工，不能形成厚膜

由这个实施方式5，由于使用考虑了电极材料占电极体积的体积比例的放电表面处理用电极，进行放电表面处理，所以即使使用以金属粉末作为原料制造的放电表面处理用电极，也能在工件上形成没有孔洞的致密的覆盖膜。

此外，在上述的专利文献2中记载了，在可以用非常高的压力形成的陶瓷的电极中，使用压缩成型到理论密度的50％～90％的电极，但不是如本实施方式5那样形成致密的金属的厚膜，其技术范围、用途、效果也不同。

实施方式6.

在本实施方式6中，对在使用将金属粉末压缩成型后制造的放电表面处理用电极的放电表面处理中，堆积厚的覆盖膜的放电表面处理进行说明。

在以图2所示的工序制造的放电表面处理用电极中，在粉末和粉末结合强的情况下，粉末之间的热传递变得顺畅，也就是导热率变大，相反，在粉末和粉末结合弱的情况下，粉末之间的热传递不能顺畅进行，也就是导热率变小。如果提高加热温度，促使粉末和粉末的金属相结合，电极的导热率变大。相反，如果降低加热温度，几乎不能促使粉末和粉末的金属相结合，电极的导热率变小。

在电极的导热率(单位长度、单位温度相当的能量)小的情况下，由于局部变成高温，由放电的热可以一瞬间使电极材料气化。由此爆炸力电极的熔融部分或固体部分剥离，从电极脱离的电极材料被堆积在工件表面。另一方面，在电极的导热率大的情况下，由于热容易扩散，难以生成热区，电极材料几乎不气化。因此不产生爆炸力，几乎不能提供电极材料。根据以上情况，为了在工件表面形成厚的覆盖膜，必须使比由放电的热引起的构成工件的材料的去除量多的电极材料堆积在工件上，因此放电表面处理用的电极的导热率必须小。

下面对使放电表面处理用电极的导热率减小进行说明。按照图2的工序，仅用平均粒径1.2μm的合金粉末，制造50mm×11mm×5.5mm的形状的放电表面处理用电极。此时使用的合金粉末为Cr25wt％、Ni10wt％、W7wt％、C0.5wt％、其余为Co的比例的合金。此外，除了这样组成的合金粉末，也可以使用Mo28wt％、Cr17wt％、Si3wt％、其余为Co的比例的合金、或Cr28wt％、Ni5wt％、W19wt％、其余为Co的比例的合金等。此外，在图2的步骤S6的冲压工序中，用67MPa的压力把粉末压缩成型，此外为了得到具有不同硬度的电极，在步骤S7的加热工序中，在730℃和750℃的各个温度下，在真空炉中把粉末压缩体加热一小时。此外，放电表面处理在与实施方式4相同的放电脉冲条件下进行。

首先，用激光闪光法对改变加热温度制造的各个电极的导热率进行研究。其结果是，以730℃加热的电极的导热率为10W/mK，以750℃加热的电极的导热率为12W/mK。

图12是表示使用导热率不同的放电表面处理用电极进行5分钟放电表面处理的情况下，在工件表面形成的覆盖膜厚度和放电表面处理用电极的导热率的关系的图示。在这个图12中，横轴表示放电表面处理用电极的导热率(W/mK)。纵轴表示用具有横轴所示的导热率的放电表面处理用电极进行放电表面处理情况下，在工件表面形成的覆盖膜厚度(mm)。在纵轴的覆盖膜厚度值为负的情况下，表示去除加工。如此图所示，在使加工时间相同的情况下，导热率越小覆盖膜的厚度越厚。此外如果使电极的导热率大于或者等于11.8W/mK，则变成对工件表面进行去除的去除加工。由此，利用试验发现，为了形成厚的覆盖膜，电极的导热率必须小于或者等于11.8W/mK。特别是为了形成大于或者等于0.2mm的厚的覆盖膜，电极的导热率要小于或者等于10W/mK。

放电表面处理后，如果观察导热率为12W/mK的放电表面处理用电极产生放电的表面，可以确认作为电极的粉末熔融后再凝固结果的金属光泽。也就是产生放电的表面不是粉末之间稍微结合的粉末压缩体，而是金属粉末熔融后变成相互粘结形成的再凝固的固体。另一方面，导热率10W/mK的放电表面处理用电极的产生放电的表面的状态观察不到光泽。

这样，如果导热率大于或者等于10W/mK，则由于在电极上不形成热区，电极和电弧柱的接触部分几乎不气化，所以爆炸力变小，在电极上形成的熔融区域不能全部除去，残留在电极表面。并且，由于反复放电，此熔融区域被蓄积，在电极表面形成熔融、再凝固的金属层。如果形成这样的金属层，则没有从电极向工件转移的电极粉末，会变成去除工件表面的去除加工。

此外，在此实施方式，6中对具有上述组成的合金粉末的情况进行了说明，但用Co合金粉末、Ni合金粉末或Fe合金粉末同样制造使导热率小于或者等于10W/mK的电极，用它进行放电表面处理的话，也可以形成厚的覆盖膜。

电极是把粉末压缩成型的粉末压缩体，决定(支配)电极导热率的不是电极粉末的材质，而是粉末和粉末的结合状态。因此对于所有的材料，制造小于或者等于这个导热率(10W/mK)的电极，都可以在工件上形成厚的覆盖膜。例如，即使使用导热率好的Cu(约300W/mK)或Al(200W/mK)，用此粉末制造的电极的导热率满足上述的导热率(10W/mK)的话，也可以在工件表面上形成厚的覆盖膜，如其导热率大于或等于上述导热率的话，则在工件上不能形成覆盖膜。

由本实施方式6，以试验证明了用导热率小于或者等于10W/mK的电极可以形成厚的覆盖膜，证明了把此值作为用于形成厚的覆盖膜的电极必要的指标使用是有用的。这样，使用导热率作为电极的指标，具有可以简单评价可以形成厚的覆盖膜的电极的优点。

此外，关于放电加工用的电极的导热率，在特开昭54-124806号公报中记载了使电极的导热率小于或者等于0.5Kcal/em·sec·℃的技术。但是，此特开昭54-124806号公报记载的发明是避免电极的消耗，以把电极形状复制加工到工件11上为目的的放电加工的技术，不是如本发明这样的在工件上形成覆盖膜的放电表面处理用电极的技术。

此外，在特开昭54-124806号公报中没有导热率下限值的记载，但是现在知道，在使电极的导热率减小(例如10W/mK)的情况下，在电极上形成热区，消耗电极，不能实现复制加工形状的放电加工的目的。即，与主动地消耗电极，在工件表面上形成覆盖膜的本实施方式6这样的放电表面处理相比，其目的和方法有很大不同。并且，0.5Kcal/cm·sec·℃(＝209303W/mK)这个值也太大，远远超出现在导热率最高的纯铜的值398W/mK。

由此实施方式6，由于用导热率小于或者等于10W/mK的放电表面处理用电极进行放电表面处理，所以即使用以金属粉末作为原料制造的放电表面处理用电极，也能在工件上形成厚的覆盖膜。

如以上说明所述，由本发明，因为对应粉末的粒径，使放电表面处理用电极的硬度、其压缩强度、电极材料占其体积的体积比例、或其导热率收敛在规定的范围内进行制造，用该电极进行放电表面处理，所以可以在工件上形成厚的致密的覆盖膜。

实施方式7.

在此实施方式7中，作为电极的评价方法，对用规定的条件实际产生连续放电，从电极的消耗量、处理时间、形成的覆盖膜厚度，对电极的好坏进行评价的方法进行说明。

将实施方式4所示的合金粉末(粉碎成平均粒径1.2μm的粉末)压缩成型，制造了50mm×11mm×5.5mm形状的放电表面处理用电极。此电极的制造工序与实施方式4相同。这样制造的电极是通过对粉末粒径、制造条件进行管理而制造的，但有时根据制造时的气温或湿度的不同、粉末的粉碎状态、蜡和粉末的混合状态等不同，会产生波动。前面已经就用电极的硬度等对这样的波动进行管理的方法进行了说明，但除了此方法以外，也可以使用电极直接进行覆盖膜的形成而研究。

图13A～图13C是用于说明通过成膜试验判断电极的好坏的方法的概略。在这些图中，对与在实施方式1的图1中使用的相同的构成要素采用相同的标号。由于是用于说明判定方法概略的图，所以省略了电源和驱动轴等的构成要素。

在此实施方式7的电极评价方法中，用上述制造的电极通过规定量的放电表面处理形成覆盖膜。上述的电极的情况下，从处理的难易程度考虑最好将11mm×5.5mm的面设置为放电面，也可以设置另外的面为放电面。首先，如图13A所示，进行此电极12和工件11之间的定位。然后，如图13B所示，开始放电，进行覆盖膜形成。接着，如图13C所示，在工件11上形成覆盖膜14。在图13B和图13C中，符号17表示放电的电弧柱。在这里，将电极12向图的Z轴向下方向驱动的距离保持为规定的值，测定成膜形成时间和形成的覆盖膜厚度。此外，在Z轴方向的进给量定为2mm。由于把电极向Z轴方向推进2mm，所以覆盖膜形成后的电极消耗量(长度)为2mm+(形成的覆盖膜厚度)+(放电间隙)。放电间隙为大约数10～100μm。此外放电表面条件定为峰值电流ie＝10A、放电持续时间(放电脉冲时间)te＝4μs。实际进行成膜试验的结果示于表3。

表3

电极编号	覆盖膜形成时间(分钟)	覆盖膜厚度(mm)	拉伸强度(MPa)
				No.1	16	0.35	35
No.2	20	0.11	25
				No.3	16	0.34	35
No.4	16	0.35	35
				No.5	13	0.30	20

在此表3中，电极编号是对进行试验的电极的编号，覆盖膜形成时间表示放电表面处理时间，覆盖膜厚度表示在覆盖膜形成时间内形成的覆盖膜的厚度，抗拉强度表示在工件11上形成的覆盖膜的上表面以粘接剂粘接试验片，用拉伸试验机对工件和粘在覆盖膜上的试验片进行拉伸试验，覆盖膜断裂的压力。

电极编号No.1的电极覆盖膜形成时间为16分钟，此时的覆盖膜厚度为0.35mm，电极编号No.3、4也几乎相同。电极标号No.2的电极与电极编号No.1相比，覆盖膜形成时间长到20分钟，但覆盖膜的厚度小。相反，电极编号No.5覆盖膜形成时间短到13分钟，覆盖膜厚度为0.30mm。无论处理时间比一般的时间(16分钟)长还是短，用这些电极形成的覆盖膜的强度都有降低的倾向，可以看出处理时间和可以形成的覆盖膜厚度存在最佳值。此最佳值因电极材质、电极形状、处理条件等而不同，但从以规定条件进行覆盖膜形成的情况下的覆盖膜形成时间和覆盖膜厚度，可以判断电极的好坏。此判断的基准，例如，可以将平均处理时间的正负10％判断为好，超出此范围的判断为不好等。

此外，用覆盖膜的厚度也可以进行同样的判断。例如在上述试验中，使电极的进给量为规定的值进行试验，使处理的时间为规定时间，把此时的覆盖膜厚度作为判断的基准，可以将平均值的正负10％判断为好，超出此范围的判断为不好。

由本实施方式7，在工件上由电极在规定条件下形成覆盖膜时，使用覆盖膜形成时间或覆盖膜厚度，可以判断电极的好坏。

工业实用性

如上所述，本发明适用于可以使在工件表面上形成厚的覆盖膜的处理自动进行的放电表面处理装置。

Claims (52)

1.一种放电表面处理用电极，是在以下放电表面处理中使用的放电表面处理用电极，该放电表面处理是以将金属、金属化合物或陶瓷的粉末压缩成型的粉末压缩体作为电极，在加工液中或在气体中，使前述电极和被加工件之间产生放电，利用其放电能量，在前述被加工件表面形成由电极材料或电极材料利用放电的能量反应后的物质组成的覆盖膜，其特征在于，

前述粉末具有5～10μm的平均粒径，同时作为用于在被加工件上形成覆盖膜的成分，含有大于或者等于40体积％的不形成或难以形成碳化物的成分，前述电极以这样的方式成型，即，使得用涂膜用铅笔划痕试验得到的硬度为B～8B范围内的硬度。

2.一种放电表面处理用电极，是在以下放电表面处理中使用的放电表面处理用电极，该放电表面处理是以将金属、金属化合物或陶瓷的粉末压缩成型的粉末压缩体作为电极，在加工液中或在气体中，使前述电极和被加工件之间产生放电，利用其放电能量，在前述被加工件表面形成由电极材料或电极材料利用放电的能量反应后的物质组成的覆盖膜，其特征在于，

前述粉末具有1～5μm的平均粒径，同时含有用于在被加工件上形成覆盖膜的成分和大于或者等于40体积％的不形成或难以形成碳化物的成分的混合物，并以以下硬度成型，该硬度是在用1/4英寸的钢球以15kgf按压时的压入距离为h(μm)时求出的硬度H＝100-1000×h中，为20～50范围的硬度。

3.一种放电表面处理用电极，是在以下放电表面处理中使用的放电表面处理用电极，该放电表面处理是以将金属、金属化合物或陶瓷的粉末压缩成型的粉末压缩体作为电极，在加工液中或在气体中，使前述电极和被加工件之间产生放电，利用其放电能量，在前述被加工件表面形成由电极材料或电极材料利用放电的能量反应后的物质组成的覆盖膜，其特征在于，

前述粉末具有小于或者等于1μm的平均粒径，同时含有用于在被加工件上形成覆盖膜的成分和大于或者等于40体积％的不形成或难以形成碳化物的成分的混合物，并以以下硬度成型，该硬度是在用1/4英寸的钢球以15kgf按压时的压入距离为h(μm)时求出的硬度H＝100-1000×h中，为25～60范围的硬度。

4.如权利要求1～3中任一项所述的放电表面处理用电极，其特征在于，

前述不形成或难以形成碳化物的成分从Co、Ni、Fe、Al、Cu、Zn中选择。

5.一种放电表面处理用电极，是在以下放电表面处理中使用的放电表面处理用电极，该放电表面处理是以将金属或者金属化合物的粉末压缩成型的粉末压缩体作为电极，在加工液中或在气体中，使前述电极和被加工件之间产生放电，利用其放电能量，在前述被加工件表面形成由电极材料或电极材料利用放电的能量反应后的物质组成的覆盖膜，其特征在于，

前述电极的压缩强度小于或者等于160MPa。

6.如权利要求5所述的放电表面处理用电极，其特征在于，

在构成前述电极的主要成分的粉末的平均粒径是1μm的情况下，前述电极的压缩强度小于或者等于100MPa。

7.如权利要求5所述的放电表面处理用电极，其特征在于，

在构成前述电极的主要成分的粉末的平均粒径是3μm的情况下，前述电极的强度小于或者等于50MPa。

8.如权利要求5所述的放电表面处理用电极，其特征在于，

在构成前述电极的主要成分的粉末的平均粒径是50nm的情况下，前述电极的强度小于或者等于160MPa。

9.如权利要求5～8中任一项所述的放电表面处理用电极，其特征在于，

作为构成前述电极的粉末，包含Co粉末、Co合金粉末、Ni粉末或Ni合金粉末中的任一种。

10.一种放电表面处理用电极，是在以下放电表面处理中使用的放电表面处理用电极，该放电表面处理是以将作为金属或者金属化合物的粉末的电极材料压缩成型的粉末压缩体作为电极，在加工液中或在气体中，使电极和被加工件之间产生放电，利用其放电能量，在前述被加工件表面形成由前述电极材料或前述电极材料利用放电的能量反应后的物质组成的覆盖膜，其特征在于，

前述电极材料占前述电极体积的体积比例为25％～65％。

11.如权利要求10所述的放电表面处理用电极，其特征在于，

前述电极材料含有大于或者等于40体积％的难以形成碳化物的材料。

12.如权利要求10或11所述的放电表面处理用电极，其特征在于，

前述电极材料是平均粒径小于或者等于3μm的金属粉末或金属化合物的粉末。

13.如权利要求10～12中任一项所述的放电表面处理用电极，其特征在于，

前述电极材料是含Cr、Ni或W的以Co为基础的Co合金。

14.一种放电表面处理用电极，是在以下放电表面处理中使用的放电表面处理用电极，该放电表面处理是以将金属或者金属化合物的粉末压缩成型的粉末压缩体作为电极，在加工液中或在气体中，使前述电极和被加工件之间产生放电，利用其放电能量，在被加工件表面形成由电极材料或电极材料利用放电的能量反应后的物质组成的覆盖膜，其特征在于，

导热率小于或者等于10W/mK。

15.如权利要求14所述的放电表面处理用电极，其特征在于，

使用平均粒径小于或者等于3μm的、通过把的前述金属粉末或前述金属化合物的粉末粉碎得到的更细的粉末。

16.如权利要求14或15所述的放电表面处理用电极，其特征在于，

前述金属化合物的粉末是Co合金、Ni合金或Fe合金中的任一个。

17.一种放电表面处理用电极的制造方法，其特征在于，包含以下工序：

第1工序，该工序将金属、金属化合物或陶瓷的粉末粉碎；

第2工序，该工序把粉碎了的前述粉末凝聚成的块筛选，使其分解成小于或者等于极间距离的大小；以及

第3工序，该工序使述筛选后的粉末成为规定形状，用93～278MPa的压力进行压缩成型。

18.如权利要求17所述的放电表面处理用电极，其特征在于，还包含以下工序：

第4工序，该工序将前述压缩成形的粉末压缩体，以根据前述粉末的成分确定的温度加热。

19.一种放电表面处理方法，以将金属、金属化合物或陶瓷的粉末压缩成型的粉末压缩体作为电极，在加工液中或在气体中，使前述电极和被加工件之间产生放电，利用其放电能量，在前述被加工件表面形成由电极材料或电极材料利用放电的能量反应后的物质组成的覆盖膜，其特征在于，

前述粉末具有5～10μm的平均粒径，同时含有用于在前述被加工件上形成覆盖膜的成分和大于或者等于40体积％的不形成或难以形成碳化物的成分的混合物，以用涂膜用铅笔划痕试验得到的硬度为B～8B范围内的硬度的方式成型为电极，使用该电极形成前述覆盖膜。

20.一种放电表面处理方法，以将金属、金属化合物或陶瓷的粉末压缩成型的粉末压缩体作为电极，在加工液中或在气体中，使前述电极和被加工件之间产生放电，利用其放电能量，在前述被加工件表面形成由电极材料或电极材料利用放电的能量反应后的物质组成的覆盖膜，其特征在于，

前述粉末具有1～5μm的平均粒径，同时含有用于在前述被加工件上形成覆盖膜的成分和大于或者等于40体积％的不形成或难以形成碳化物的成分的混合物，并以以下硬度成型为电极，该硬度是在用1/4英寸的钢球以15kgf按压时的压入距离为h(μm)时求出的硬度H＝100-1000×h中，为20～50范围的硬度，使用该电极形成前述覆盖膜。

21.一种放电表面处理方法，该放电表面处理方法是在以下放电表面处理中使用，该放电表面处理是以将金属、金属化合物或陶瓷的粉末压缩成型的粉末压缩体作为电极，在加工液中或在气体中，使前述电极和被加工件之间产生放电，利用其放电能量，在前述被加工件表面形成由电极材料或电极材料利用放电的能量反应后的物质组成的覆盖膜，其特征在于，

前述粉末具有小于或者等于1μm的平均粒径，同时含有用于在被加工件上形成覆盖膜的成分和大于或者等于40体积％的不形成或难以形成碳化物的成分的混合物，并以以下硬度成型，该硬度是在用1/4英寸的钢球以15kgf按压时的压入距离为h(μm)时求出的硬度H＝100-1000×h中，为25～60范围的硬度，使用该电极形成前述覆盖膜。

22.如权利要求19～21中任一项所述的放电表面处理方法，其特征在于，

前述不形成或难以形成碳化物的成分从Co、Ni、Fe、Al、Cu、Zn之中选择。

23.一种放电表面处理方法，以将金属或者金属化合物的粉末压缩成型的粉末压缩体作为电极，在加工液中或在气体中，使前述电极和被加工件之间产生放电，利用其放电能量，在前述被加工件表面形成由电极材料或电极材料利用放电的能量反应后的物质组成的覆盖膜，其特征在于，

使用具有小于或者等于160MPa的压缩强度的电极形成前述覆盖膜。

24.如权利要求23所述的放电表面处理方法，其特征在于，

在构成前述电极的主要成分的粉末的平均粒径为1μm的情况下，前述电极的强度小于或者等于100MPa。

25.如权利要求23所述的放电表面处理方法，其特征在于，

在构成前述电极的主要成分的粉末的平均粒径为3μm的情况下，前述电极的强度小于或者等于50MPa。

26.如权利要求23所述的放电表面处理方法，其特征在于，

在构成前述电极的主要成分的粉末的平均粒径为50nm的情况下，前述电极的强度小于或者等于160MPa。

27.如权利要求23～26中任一项所述的放电表面处理方法，其特征在于，

作为构成前述电极的粉末，包含Co粉末、Co合金粉末、Ni粉末或Ni合金粉末中的任一个。

28.一种放电表面处理方法，以将作为金属或者金属化合物的粉末的电极材料压缩成型的粉末压缩体作为电极，在加工液中或在气体中，使前述电极和被加工件之间产生放电，利用其放电能量，在前述被加工件表面形成由前述电极材料或前述电极材料利用放电的能量反应后的物质组成的覆盖膜，其特征在于，

使用前述电极材料占前述电极体积的体积比例为25％～65％的电极形成前述覆盖膜。

29.如权利要求28所述的放电表面处理方法，其特征在于，

前述电极材料含有大于或者等于40体积％的难以形成碳化物的材料。

30.如权利要求28或29所述的放电表面处理方法，其特征在于，

前述电极材料是平均粒径小于或者等于3μm的金属粉末或金属化合物的粉末。

31.如权利要求28～30所述的放电表面处理方法，其特征在于，

前述电极材料是含Cr、Ni或W的以Co为基础的Co合金。

32.一种放电表面处理方法，以将金属或者金属化合物的粉末压缩成型的粉末压缩体作为电极，在加工液中或在气体中，使前述电极和被加工件之间产生脉冲状放电，利用其放电能量，在前述被加工件表面形成由电极材料或电极材料利用放电的能量反应后的物质组成的覆盖膜，其特征在于，

使用导热率小于或者等于10W/mK的电极形成前述覆盖膜。

33.如权利要求32所述的放电表面处理方法，其特征在于，

构成前述电极的粉末是Co合金、Ni合金或Fe合金中的任一个。

34.如权利要求32所述的放电表面处理方法，其特征在于，

在前述电极和前述被加工件之间提供脉冲宽度为4～100μs、峰值电流为5～30A的脉冲状电流。

35.一种放电表面处理装置，将金属、金属化合物或陶瓷的粉末压缩成型的粉末压缩体构成的电极，和要形成覆盖膜的被加工件配置在加工液中或在气体中，利用使前述电极和前述被加工件电连接的电源装置，使前述电极和前述被加工件之间产生脉冲状放电，利用其能量，在前述被加工件表面形成由电极材料或电极材料利用放电的能量反应后的物质组成的覆盖膜，其特征在于，

前述电极是，将含有用于在被加工件上形成覆盖膜的成分和大于或者等于40体积％的不形成或难以形成碳化物的成分的混合物的平均粒径为5～10μm的粉末，以用涂膜用铅笔划痕试验得到硬度为的B～8B范围的硬度的方式成型的。

36.一种放电表面处理装置，将金属、金属化合物或陶瓷的粉末压缩成型的粉末压缩体构成的电极，和要形成覆盖膜的被加工件配置在加工液中或在气体中，利用使前述电极和前述被加工件电连接的电源装置，使前述电极和前述被加工件之间产生脉冲状放电，利用其能量，在前述被加工件表面形成由电极材料或电极材料利用放电的能量反应后的物质组成的覆盖膜，其特征在于，

前述电极是，将含有用于在被加工件上形成覆盖膜的成分和大于或者等于40体积％的不形成或难以形成碳化物的成分的混合物的平均粒径为1～5μm的粉末，以以下硬度成型，该硬度是在用1/4英寸的钢球以15kgf按压时的压入距离为h(μm)时求出的硬度H＝100-1000×h中，为20～50范围的硬度。

37.一种放电表面处理装置，将金属、金属化合物或陶瓷的粉末压缩成型的粉末压缩体构成的电极，和要形成覆盖膜的被加工件配置在加工液中或在气体中，利用使前述电极和前述被加工件电连接的电源装置，使前述电极和前述被加工件之间产生脉冲状放电，利用其能量，在前述被加工件表面形成由电极材料或电极材料利用放电的能量反应后的物质组成的覆盖膜，其特征在于，

前述电极是，将含有用于在被加工件上形成覆盖膜的成分和大于或者等于40体积％的不形成或难以形成碳化物的成分的混合物的平均粒径小于或者等于1μm的粉末，以以下硬度成型，该硬度是在用1/4英寸的钢球以15kgf按压时的压入距离为h(μm)时求出的硬度H＝100-1000×h中，为25～60范围的硬度。

38.如权利要求35～37中任一项所述的放电表面处理装置，其特征在于，

前述不形成碳化物或难以形成碳化物的成分从Co、Ni、Fe、Al、Cu、Zn之中选择。

39.一种放电表面处理装置，将金属或者金属化合物的粉末压缩成型的粉末压缩体构成的电极，和要形成覆盖膜的被加工件配置在加工液中或在气体中，利用使前述电极和前述被加工件电连接的电源装置，使前述电极和前述被加工件之间产生脉冲状放电，利用其能量，在前述被加工件表面形成由电极材料或电极材料利用放电的能量反应后的物质组成的覆盖膜，其特征在于，

前述电极具有小于或者等于160MPa的压缩强度。

40.如权利要求39所述的放电表面处理装置，其特征在于，

在构成前述电极的主要成分的粉末的平均粒径为1μm的情况下，前述电极的压缩强度小于或者等于100MPa。

41.如权利要求39所述的放电表面处理装置，其特征在于，

在构成前述电极的主要成分的粉末的平均粒径为3μm的情况下，前述电极的强度小于或者等于50MPa。

42.如权利要求39所述的放电表面处理装置，其特征在于，

在构成前述电极的主要成分的粉末的平均粒径为50nm的情况下，前述电极的强度小于或者等于160MPa。

43.如权利要求39～42中任一项所述的放电表面处理装置，其特征在于，

作为构成前述电极的粉末，包含Co粉末、Co合金粉末、Ni粉末或Ni合金粉末中的任一个。

44.一种放电表面处理装置，将金属或者金属化合物的粉末压缩成型的粉末压缩体构成的电极，和要形成覆盖膜的被加工件配置在加工液中或在气体中，利用使前述电极和前述被加工件电连接的电源装置，使前述电极和前述被加工件之间产生脉冲状放电，利用其能量，在前述被加工件表面形成由电极材料或电极材料利用放电的能量反应后的物质组成的覆盖膜，其特征在于，

前述电极是使前述电极材料占前述电极体积的体积比例为25％～65％的电极。

45.如权利要求44所述的放电表面处理装置，其特征在于，

前述电极材料含有大于或者等于40体积％的难以形成碳化物的材料。

46.如权利要求44或45所述的放电表面处理装置，其特征在于，

前述电极材料是平均粒径小于或者等于3μm的金属粉末或金属化合物的粉末。

47.如权利要求44～46中任一项所述的放电表面处理装置，其特征在于，

前述电极材料是含Cr、Ni或W的以Co为基础的Co合金。

48.一种放电表面处理装置，将金属或者金属化合物的粉末压缩成型的粉末压缩体构成的电极，和要形成覆盖膜的被加工件配置在加工液中或在气体中，利用使前述电极和前述被加工件电连接的电源装置，使前述电极和前述被加工件之间产生脉冲状放电，利用其能量，在前述被加工件表面形成由电极材料或电极材料利用放电的能量反应后的物质组成的覆盖膜，其特征在于，

前述电极具有小于或者等于10W/mK的导热率。

49.如权利要求48所述的放电表面处理装置，其特征在于，

使用平均粒径小于或者等于3μm的、通过把前述金属粉末或前述金属化合物的粉末粉碎得到的更细的粉末。

50.如权利要求48或49所述的放电表面处理装置，其特征在于，

前述金属化合物的粉末是Co合金、Ni合金或Fe合金中的任一个。

51.一种放电表面处理用电极的评价方法，该评价方法用于以下放电表面处理中，该放电表面处理是以将金属或金属化合物的粉末压缩成型的粉末压缩体为电极，在加工液中或在气体中，使前述电极和被加工件之间产生放电，利用其能量，在前述被加工件表面形成由电极材料或电极材料利用放电的能量反应后的物质组成的覆盖膜，其特征在于，

对前述电极逐渐加压规定的负荷，基于前述电极表面刚发生龟裂之前的压缩强度，评价电极能否在前述被加工件表面形成规定覆盖膜。

52.一种放电表面处理用电极的评价方法，该评价方法用于以下放电表面处理中，该放电表面处理是以将金属或金属化合物的粉末压缩成型的粉末压缩体为电极，在加工液中或在气体中，使前述电极和被加工件之间产生放电，利用其能量，在前述被加工件表面形成由电极材料或电极材料利用放电的能量反应后的物质组成的覆盖膜，其特征在于，

根据由前述电极在前述被加工件上以规定的条件形成覆盖膜时的覆盖膜形成时间或覆盖膜厚度，判断前述电极的好坏。

Images