技術情報

【イエプコ表面処理】 放電白層除去の重要性

放電加工と白層形成のメカニズムについて

放電加工は、放電液中でスパークを発生させ被加工面を溶融・蒸発させて形状加工するものです。このときの金属表面は10,000~50,000℃になり、金属表面には、溶融再固化層が形成され、その下に硬化層さらに焼き戻しされた軟化層等の母材組織とは異なった加工変質層が形成されます。また、この加工変質層の大きさは、放電条件によって異なります。


左の写真:1回放電加工した後の表面→この時点ですでに白層が形成されています
右の写真:連続して放電加工した表面→白層により表面が覆われます。 
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左の写真:放電加工後の表面→無数の白層で覆われており荒れた表面となっています
右の写真:白層にはマイクロクラックが発生します
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一般的にこの加工変質層は、表面粗さを悪くし、また、マイクロクラックと呼ばれる割れが発生しています。よって、これらの加工変質層を残した表面は次工程で様々な不具合発生の原因となることがあるため除去することが重要です。


イエプコ表面処理による放電白層の除去

そこで、イエプコ表面処理ではクリーニング工程でこれらの加工変質層を除去します。また、クリーニング後の表面は、粗大結晶の脱落孔や偏析の脱落によって活性化した荒れた表面がつくられます。


その表面につくられた結晶の脱落孔やマイクロクラックを閉塞し安定化させることが必要になります。この工程をピーニング工程と呼び、小さな球体をワークへ打ち付けますがクリーニング後直ちに行うことが必要です。

イエプコのクリーニング工程には、エージェントと呼ばれる粒子を使用します。これらはワークの加工法、条件によって異なる変質層除去に対応できるよう多くの種類を用意しています。

また、これは一般のブラスト材のように粒子サイズで分類されるものでなく、それぞれの加工変質層除去に最適なものを選定することができます。加工変質層除去に最適なエージェントの選定とエージェントそのものもイエプコ社の持つノウハウが介在していることは言うまでもありません。

イエプコのエージェントが放電白層を除去する原理

先ず、放電白層は冒頭に述べたように母材の上に形成された加工変質層で母材との結びつきは弱く、加工表面には引張り残留応力があり、マイクロクラックが既に発生していることも多。(写真4)


よって、その表面に高速でエージェントを打ち付けることによりエージェントの衝突エネルギーで白層の一部を弾き飛ばしたり(硬いエージェントがと硬い白層に衝突するとはね返り係数が1に近いため白層を弾き飛ばす。)、クラックを発生させたりします。

この作用が連続的に行われるため、表面の白層が短時間で除去されます。しかし、エージェントのエネルギーが小さい場合には、白層が表面に残留する場合もあります。これらを除去するためにはエージェントを吹き付ける圧力とエージェントの選定が重要になります。

また、エージェントは硬質材料のため、ワークに当ると直に反発し弾き飛びます。従って、ワーク表面で平行移動しワークを削るような作用が発生しません。

放電白層を除去した表面

写真5はセロテープでマスキングしイエプコ表面処理した境界部の拡大写真で、白層が除去されていることが分かります。

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最終更新日:10.03.31