JPH03184724A - 放電加工用電極材とその製造方法 - Google Patents
放電加工用電極材とその製造方法Info
- Publication number
- JPH03184724A JPH03184724A JP32172789A JP32172789A JPH03184724A JP H03184724 A JPH03184724 A JP H03184724A JP 32172789 A JP32172789 A JP 32172789A JP 32172789 A JP32172789 A JP 32172789A JP H03184724 A JPH03184724 A JP H03184724A
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- JP
- Japan
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- electrode
- carbonaceous
- discharge machining
- electric discharging
- electrical discharge
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- Pending
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- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野〕
本発明は、加工仕上げ面、加工速度および電極消耗比の
改善を図った放電加工用電極材とその製造方法に関する
。
改善を図った放電加工用電極材とその製造方法に関する
。
形彫り方式の放電加工電極には、電極の製作が容易であ
ること、電極消耗比が小さいこと、加工速度が早いこと
、被加工物の面粗さが小さいこと、電極変形が少ないこ
と、等の性能が要求される。
ること、電極消耗比が小さいこと、加工速度が早いこと
、被加工物の面粗さが小さいこと、電極変形が少ないこ
と、等の性能が要求される。
従来、これらの要求に沿う材質としてＣｕ、Ｃｕ−Ｗ系
などの金属電極が用いられてきたが、近時、上記の要求
性能をより満足する電極材質として黒鉛のような炭素質
材料で構成されたものの使用比率が増大している。
などの金属電極が用いられてきたが、近時、上記の要求
性能をより満足する電極材質として黒鉛のような炭素質
材料で構成されたものの使用比率が増大している。
しかし、炭素質電極においても、例えばアーク発生が少
ない安定な放電の確保、ピーク電流が小さい場合の低電
極消耗化など多くの改善課題が残されている。とくに微
細な精密加工に対しては、被加工物の仕上げ面を向上さ
せるための放電安定化が不可欠の要件となる。
ない安定な放電の確保、ピーク電流が小さい場合の低電
極消耗化など多くの改善課題が残されている。とくに微
細な精密加工に対しては、被加工物の仕上げ面を向上さ
せるための放電安定化が不可欠の要件となる。
すなわち、−Ｍに被加工物における仕上げ面の良否は、
放電面全体で均一に放電されるかどうかによって定まる
とされている。このような放電の安定化を図るには、電
極の材質組織を微細化する必要があり、このため粒子径
の細かなフィラー原料を用いて気孔のない均質緻密の組
織に形成した等方性黒鉛材が最良の材質とされている。
放電面全体で均一に放電されるかどうかによって定まる
とされている。このような放電の安定化を図るには、電
極の材質組織を微細化する必要があり、このため粒子径
の細かなフィラー原料を用いて気孔のない均質緻密の組
織に形成した等方性黒鉛材が最良の材質とされている。
ところが、黒鉛材は全て３０００℃付近の黒鉛化処理を
介して製造されるため、この加熱過程での揮発成分の逸
散に伴う気孔の生成１よ避けられない。したがって、高
精度加工時の電極性能として十分に満足できないばかり
でなく、電極消耗の面にも問題がある。
介して製造されるため、この加熱過程での揮発成分の逸
散に伴う気孔の生成１よ避けられない。したがって、高
精度加工時の電極性能として十分に満足できないばかり
でなく、電極消耗の面にも問題がある。
加工仕上げ面の改善に関しては、Ｃｕ電極を用いる放電
加工において加工液中にＳｉ、Ａｊ！、黒鉛等の粉末を
混入しておくことが効果的で、加工時間も短縮できると
の報告がある（機械技術、第３７巻、第５号６〜１０頁
）。
加工において加工液中にＳｉ、Ａｊ！、黒鉛等の粉末を
混入しておくことが効果的で、加工時間も短縮できると
の報告がある（機械技術、第３７巻、第５号６〜１０頁
）。
しかしながら、前記の方法では炭素質材料に比べて電極
性能の劣るＣｕ電極を用いているうえにＳｉ、Ａ／！等
の粉末を加工液中に均一分散させることに困難性があり
、良好な加工仕上げ面の確保に必要な安定放電の度合を
得るには自ずから限界がある。
性能の劣るＣｕ電極を用いているうえにＳｉ、Ａ／！等
の粉末を加工液中に均一分散させることに困難性があり
、良好な加工仕上げ面の確保に必要な安定放電の度合を
得るには自ずから限界がある。
本発明は、炭素質電極の組織にＡ／！、Ｓｉ等の成分を
均質に複合化することによって高度の安定放電性能を付
与するとともに、加工速度ならびに電極消耗度を改善し
た放電加工用電極およびその製造方法の提供を目的とす
るものである。
均質に複合化することによって高度の安定放電性能を付
与するとともに、加工速度ならびに電極消耗度を改善し
た放電加工用電極およびその製造方法の提供を目的とす
るものである。
上記の目的を達成するための本発明による放電加工用電
極は、炭素質組織中にＡｌおよび／またはＳｉ成分を含
有してなることを構成上の特徴としている。
極は、炭素質組織中にＡｌおよび／またはＳｉ成分を含
有してなることを構成上の特徴としている。
炭素質組織とは、非晶質の炭素材から黒鉛結晶が発達し
た黒鉛材までの材質を指すが、微粒子系で均質な組織性
状を有していることが望ましい。
た黒鉛材までの材質を指すが、微粒子系で均質な組織性
状を有していることが望ましい。
本発明において好適な構造態様は、ＡｌまたはＳｉもし
くはこれら両成分が前記の炭素質組織に均質分布する微
小な気孔を充填する状態に含有されていることである。
くはこれら両成分が前記の炭素質組織に均質分布する微
小な気孔を充填する状態に含有されていることである。
このような構造態様の放電加工用電極材は、炭素質素材
に、Ａｕｔｏｓおよび／またはＳｔｏｗゾルを４０＋１
０℃の温度で強制含浸したのち、非酸化性雰囲気中で加
熱処理する方法によって製造することができる。
に、Ａｕｔｏｓおよび／またはＳｔｏｗゾルを４０＋１
０℃の温度で強制含浸したのち、非酸化性雰囲気中で加
熱処理する方法によって製造することができる。
Ａｌ２Ｏ３ゾルには、粒子径１０〜２０−μの微粉体が
コロイド化した粘度（２５℃）２０ｃｐ程度のもの、ま
たＳｉｎ、ゾルとしては、粒子径１０〜２０ｍ＋μの微
粉体がコロイド化した粘度５ｃｐ程度のものがそれぞれ
効果的に用いられる。
コロイド化した粘度（２５℃）２０ｃｐ程度のもの、ま
たＳｉｎ、ゾルとしては、粒子径１０〜２０ｍ＋μの微
粉体がコロイド化した粘度５ｃｐ程度のものがそれぞれ
効果的に用いられる。
これらのゾルは単独もしくは共用し、４０±ｌＯ℃の温
度域で炭素質素材に強制含浸する。含浸時の温度が４０
±１０″Ｃの範囲を外れる場合には、ゲル成分が炭素質
素材の組織中に円滑に浸透しなくなる。
度域で炭素質素材に強制含浸する。含浸時の温度が４０
±１０″Ｃの範囲を外れる場合には、ゲル成分が炭素質
素材の組織中に円滑に浸透しなくなる。
強制含浸は、例えばオートクレーブのような圧力容器に
流入したゾルに炭素質素材を浸漬し、系内を真空減圧し
たのち加圧する方法によっておこなうことができる。
流入したゾルに炭素質素材を浸漬し、系内を真空減圧し
たのち加圧する方法によっておこなうことができる。
含浸処理後の炭素質素材は、引き続きＮ、、Ａｒなとの
非酸化性雰囲気中で加熱処理を施すことによって含浸物
を焼結固定する。この際の温度は約１１００℃とするこ
とが適当で、これ以上の高温域になると含浸成分が炭素
質素材と反応して脆弱な炭化物に転化する現象が発生す
る。
非酸化性雰囲気中で加熱処理を施すことによって含浸物
を焼結固定する。この際の温度は約１１００℃とするこ
とが適当で、これ以上の高温域になると含浸成分が炭素
質素材と反応して脆弱な炭化物に転化する現象が発生す
る。
〔作 用］
本発明の放電加工用電極によれば、電極を構成する炭素
質組織中に均質分布するＡｌ２および／またはＳｉ成分
が放電時に分解して放電面に分散介在し、放電が加工面
全域で安定化する状態を形成するとともにピーク電流を
低下するために機能する。また、Ａ／！、Ｓｉ成分は炭
素質組織中の微細な気孔まで充填するから、°全体的に
緻密な複合構造を呈する。
質組織中に均質分布するＡｌ２および／またはＳｉ成分
が放電時に分解して放電面に分散介在し、放電が加工面
全域で安定化する状態を形成するとともにピーク電流を
低下するために機能する。また、Ａ／！、Ｓｉ成分は炭
素質組織中の微細な気孔まで充填するから、°全体的に
緻密な複合構造を呈する。
これらの構造およびその作用を介して、面粗さの小さい
良好な仕上げ面を付与する精密加工を可能とし、同時に
加工速度の向上、電極消耗度の低下など放電加工用電極
材としての要求性能が満足される。
良好な仕上げ面を付与する精密加工を可能とし、同時に
加工速度の向上、電極消耗度の低下など放電加工用電極
材としての要求性能が満足される。
このような高性能の放電加工用電極材は、ＡＩ！。
！ ０３ 、 Ｓ ｉ Ｏｘ等をゾル状態で炭素質素
材に強制含浸し加熱処理する本発明の方法によって製造
され、中心部分までＡｊ！、Ｓｉ成分が浸透した複合組
織の電極材を効率的に得ることができる。
材に強制含浸し加熱処理する本発明の方法によって製造
され、中心部分までＡｊ！、Ｓｉ成分が浸透した複合組
織の電極材を効率的に得ることができる。
〔実施例］
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
実施例１、比較例
見掛比重１． ８２ｇ／ｃｍ’ 、気孔率１５％の組織
特性を備える等方性黒鉛素材をオートクレーブの圧力容
器に入れ、これに粒子径１０〜２０ｍμのアルミナを２
０重量％の濃度でコロイド化させた比重１．１７．粘度
（２５℃）２０ｃｐのＡｌｚＯｓゾルを流入して ゾル
中に黒鉛素材を浸漬した。
特性を備える等方性黒鉛素材をオートクレーブの圧力容
器に入れ、これに粒子径１０〜２０ｍμのアルミナを２
０重量％の濃度でコロイド化させた比重１．１７．粘度
（２５℃）２０ｃｐのＡｌｚＯｓゾルを流入して ゾル
中に黒鉛素材を浸漬した。
ついで、ゾル温度を４０℃に保持した状態で、圧力容器
を−７４０ｍｄＨの減圧下に２時間処理したのち、９
、 ５ ｋｇ／ｃｍ２の加圧下に４時間処理して黒鉛素
材の組織中にＡｌｚＯ３ゾルを強制含浸させた。Ａ Ｅ
ｚ○、の含浸率は１． ６重量％であった。
を−７４０ｍｄＨの減圧下に２時間処理したのち、９
、 ５ ｋｇ／ｃｍ２の加圧下に４時間処理して黒鉛素
材の組織中にＡｌｚＯ３ゾルを強制含浸させた。Ａ Ｅ
ｚ○、の含浸率は１． ６重量％であった。
含浸処理した黒鉛素材をＡｒ雰囲気に保たれた電気炉に
移し、１１００℃まで昇温させて加熱処理を施し、含浸
ゲル成分を焼結固定した。
移し、１１００℃まで昇温させて加熱処理を施し、含浸
ゲル成分を焼結固定した。
このようにして得られた黒鉛素材を加工して放電加工用
電極とし、次の条件で放電加工試験をおこなった。
電極とし、次の条件で放電加工試験をおこなった。
パルス幅 ： ２０μｓ
ピーク電流 ：５Ａ
電極の極性 ： ＋
放電面積 ： ５ｃｍ”
被加工材質 ： ５Ｋ−５（炭素工具！ｌ１ｌ）デユー
ティファクタ＝５０％ 放電加工試験の結果を表１に示した。なお、比較のため
に素材に用いた等方性黒鉛材から放電加工用電極を作製
して同一条件により放電加工試験をおこなった結果を比
較例として表１に併載した。
ティファクタ＝５０％ 放電加工試験の結果を表１に示した。なお、比較のため
に素材に用いた等方性黒鉛材から放電加工用電極を作製
して同一条件により放電加工試験をおこなった結果を比
較例として表１に併載した。
表 １
表１の結果から、実施例の放電加工用電極は比較例のも
のと比べて加工速度、加工面粗さ（仕上面の良好度）、
電極消耗比ともに改善されていることが認められる。
のと比べて加工速度、加工面粗さ（仕上面の良好度）、
電極消耗比ともに改善されていることが認められる。
実施例２
ＡＮ２０３ゾルの代わりに、粒子径１０〜２０−μのシ
リカ微粉を３０！ｉｉ％の濃度でコロイド化した比重１
．２０、粘度（２５℃） ６ｃｐの５ｉ（ｈゾルを用
いたほかは実施例１と同一条件で含浸処理をおこなった
。この場合の含浸率は、２．０重量％であった。含浸処
理後の黒鉛材を実施例１と同様に加熱処理したのち放電
加工用電極に加工形成し、同一条件で放電加工試験をし
た。
リカ微粉を３０！ｉｉ％の濃度でコロイド化した比重１
．２０、粘度（２５℃） ６ｃｐの５ｉ（ｈゾルを用
いたほかは実施例１と同一条件で含浸処理をおこなった
。この場合の含浸率は、２．０重量％であった。含浸処
理後の黒鉛材を実施例１と同様に加熱処理したのち放電
加工用電極に加工形成し、同一条件で放電加工試験をし
た。
その結果は、加工速度０ 、 ０４ ｇ／ｌｌ１ｉｎ、
、加工面粗さＲ蒙ａｘｌＯμｍ、電極消耗比）６ｖｏｆ
ｆ％であり、良好な電極性能を示した。
、加工面粗さＲ蒙ａｘｌＯμｍ、電極消耗比）６ｖｏｆ
ｆ％であり、良好な電極性能を示した。
実施例３
実施例１のＡｌｔｏ３ゾルと実施例２のＳｉｎ。
ゾルを同量配合した混合ゾルを用い、実施例１と同一の
条件で含浸、加熱処理を施した。この材料を放電加工用
電極に加工し、実施例１に倣って放電加工試験をおこな
ったところ、加工速度０．０５ ｇ／１ｌｌｉｎ、、加
工面粗さＲｍａｘｌ 、Ｉ／ＩＩ 、 を極消耗比５ｖ
ｏ１％で、良好な電極性能を示した。
条件で含浸、加熱処理を施した。この材料を放電加工用
電極に加工し、実施例１に倣って放電加工試験をおこな
ったところ、加工速度０．０５ ｇ／１ｌｌｉｎ、、加
工面粗さＲｍａｘｌ 、Ｉ／ＩＩ 、 を極消耗比５ｖ
ｏ１％で、良好な電極性能を示した。
以上のとおり、本発明によれば炭素質組織にＡｌおよび
／またはＳｉ成分を均質に分散複合化することにより、
精密加工に必要な加工面粗さの改善、加工速度の増大お
よび電極消耗比の軽減化を図ることができる。したがっ
て、要求性能を満足する放電加工用電極材とその製造方
法として極めて有用である。
／またはＳｉ成分を均質に分散複合化することにより、
精密加工に必要な加工面粗さの改善、加工速度の増大お
よび電極消耗比の軽減化を図ることができる。したがっ
て、要求性能を満足する放電加工用電極材とその製造方
法として極めて有用である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、炭素質組織中にＡｌおよび／またはＳｉ成分を含有
してなる放電加工用電極材。 ２、炭素質素材に、Ａｌ＿２Ｏ＿３および／またはＳｉ
Ｏ＿２ゾルを４０±１０℃の温度で強制含浸したのち、
非酸化性雰囲気中で加熱処理することを特徴とする放電
加工用電極材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32172789A JPH03184724A (ja) | 1989-12-12 | 1989-12-12 | 放電加工用電極材とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32172789A JPH03184724A (ja) | 1989-12-12 | 1989-12-12 | 放電加工用電極材とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03184724A true JPH03184724A (ja) | 1991-08-12 |
Family
ID=18135768
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32172789A Pending JPH03184724A (ja) | 1989-12-12 | 1989-12-12 | 放電加工用電極材とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03184724A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5369240A (en) * | 1992-02-05 | 1994-11-29 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Graphite matrix electrode with dispersed silicon particles |
| JP2005297082A (ja) * | 2004-04-07 | 2005-10-27 | Tokai Carbon Co Ltd | 放電加工用黒鉛電極およびその製造方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58114820A (ja) * | 1981-12-26 | 1983-07-08 | Ibiden Co Ltd | ワイヤ−カツト放電加工機による型彫り放電加工用の黒鉛電極 |
| JPS58140379A (ja) * | 1982-02-09 | 1983-08-20 | イビデン株式会社 | 型彫り放電加工用黒鉛電極 |
| JPS6133819A (ja) * | 1984-07-24 | 1986-02-17 | Naotake Mori | 放電加工用電極 |
-
1989
- 1989-12-12 JP JP32172789A patent/JPH03184724A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58114820A (ja) * | 1981-12-26 | 1983-07-08 | Ibiden Co Ltd | ワイヤ−カツト放電加工機による型彫り放電加工用の黒鉛電極 |
| JPS58140379A (ja) * | 1982-02-09 | 1983-08-20 | イビデン株式会社 | 型彫り放電加工用黒鉛電極 |
| JPS6133819A (ja) * | 1984-07-24 | 1986-02-17 | Naotake Mori | 放電加工用電極 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5369240A (en) * | 1992-02-05 | 1994-11-29 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Graphite matrix electrode with dispersed silicon particles |
| JP2005297082A (ja) * | 2004-04-07 | 2005-10-27 | Tokai Carbon Co Ltd | 放電加工用黒鉛電極およびその製造方法 |
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