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TITEL DER
ERFINDUNG
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Entladungsoberflächenbehandlungsgerät und Entladungsoberflächenbehandlungsverfahren.
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TECHNISCHES
GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein Entladungsoberflächenbehandlungsgerät und ein Entladungsoberflächenbehandlungsverfahren.
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Entladungsoberflächenbehandlungsgerät zur Ausbildung
einer modifizierten Schicht auf einer Metalloberfläche, durch
Erzeugung einer Entladung zwischen einer Elektrode, die aus einem
modifizierenden Material oder einem Material besteht, das eine Quelle
für das
modifizierende Material bildet, und einem Metall, das ein Material
darstellt, dessen Oberfläche
behandelt werden soll.
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TECHNISCHER HINTERGRUND
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Aus
der
DE 197 01 170
A1 ist ein Funkenbeschichtungsverfahren zur Ausbildung
einer Beschichtungsschicht auf einer Metalloberfläche mittels elektrischer
Entladung zwischen einer Beschichtungselektrode und einem Metallteil
bekannt.
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Dabei
beschreibt die
DE
197 01 170 A1 verschiedene Materialien, aus welchen die
Funkenbeschichtungselektrode gefertigt ist. Diese verschiedenen
Materialien bestehen aus Mischungen von TiH
2 mit
einem anderen Metall, Karbid, Nitrid oder Borid. Die elektrische
Entladung zwischen der Funkenbeschichtungselektrode und dem Werkstück wird
dabei in einem Arbeitsfluid erzeugt, welches Kohlenstoff enthält.
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Aus
der
DE 195 40 352
A1 ist ein Funkenerosionsgerät und insbesondere eine Anordnung
von Elektroden zum funkenerosiven Senken und eine elektrische Schaltung
zur Ansteuerung derselben bekannt. Gemäß Patentanspruch 1 der
DE 195 40 352 A1 ist
die Elektrode in mehrere Segmente aufgeteilt, welche gegeneinander
elektrisch isoliert sind.
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In
Bezug auf Oberflächenbehandlungstechniken
zur Beschichtung einer Oberfläche
eines Metalls mit einer modifizierten Schicht, die Korrosionsbeständigkeitseigenschaften
und Abriebfestigkeitseigenschaften aufweist, wurde ein Entladungsoberflächenbehandlungsverfahren
vorgeschlagen, bei welchem: eine Elektrode, die aus einem modifizierenden Material
oder einem Material besteht, das eine Quelle für ein modifizierendes Material
bildet, und ein Metall, daß den
Gegenstand der Behandlung bildet, in eine Entladungsprozeßlösung eingebracht
werden, und eine Entladung in der Entladungsprozeßlösung zwischen
ihnen erzeugt wird, so daß ein
modifizierter Beschichtungsfilm, beispielsweise ein Harzbeschichtungsfilm,
der durch das Elektrodenmaterial gebildet wird, oder eine Substanz
wie beispielsweise ein Metallkarbid, das durch eine Reaktion des
Elektrodenmaterials infolge der Entladungsenergie erzeugt wird,
auf einer Formoberfläche
infolge der Entladungsenergie ausgebildet wird. Das Entladungsoberflächenbehandlungsverfahren
dieser Art ist bekannt. Vergleiche beispielsweise die vom japanischen
Patentamt offengelegten Anmeldungen mit der Nr. 9-19829A und 9-192937A.
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Um
die voranstehend geschilderte Oberflächenbehandlung zu erzielen,
ist es erforderlich, Stromimpulse zwischen der Elektrode und dem
Teil anzulegen, welches Gegenstand der Behandlung ist. In Bezug
auf die Impulsspannung, die zwischen der Elektrode und dem Teil
angelegt werden muß,
welches Gegenstand der Behandlung ist, ist es erforderlich, kurze
Impulse von 2 bis 8 μs
anzulegen, damit die Elektrode leichter verbraucht wird, und auch
eine ausreichende Ruhezeit von annähernd 64 bis 256 μs zwischen
den Impulsen vorzusehen, um zu verhindern, daß das Teil, welches Gegenstand
der Behandlung ist, infolge der Erzeugung einer Entladung zwischen
den Elektroden bearbeitet wird; der Impulsentladungsvorgang unter
Verwendung derartiger Stromimpulse ermöglicht es daher, eine geeignete Beschichtungsschicht
auf der Oberfläche
des Behandlungsgegenstands auszubilden.
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Bei
einem normalen Entladungsvorgang ist es wünschenswert, um die Bearbeitungsrate
zu verbessern, wobei die Impulsenergie pro Entladung konstant gehalten
wird, um die Oberflächenrauhigkeit
einer bearbeiteten Oberfläche
beizubehalten, die Ruhezeit zwischen den angelegten Impulsen so
kurz wie möglich
zu wählen,
damit eine kontinuierliche Entladung mit hoher Geschwindigkeit erfolgen
kann; bei der voranstehend geschilderten Entladungsoberflächenbehandlung
ist es allerdings erforderlich, um zu verhindern, daß das Teil,
das Gegenstand der Behandlung ist, durch Entladung bearbeitet wird,
eine ausreichende Ruhezeit zwischen den Impulsen vorzusehen; daher
gibt es eine Einschränkung
in Bezug auf die Erhöhung
der Bearbeitungsrate und die Verbesserung der Behandlungsgeschwindigkeit
durch Verkürzung
der Ruhezeit der angelegten Impulse.
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Anders
ausgedrückt
ist bei der Entladungsoberflächenbehandlung
unmöglich,
einfach die Ruhezeit zwischen Impulsen zu verkürzen, da sich bei Verkürzung der
Ruhezeit bei der Entladungsoberflächenbehandlung die Entladung
konzentriert, und die hierdurch hervorgerufene Wärme die Elektrode beschädigt, so
daß kein
guter Beschichtungsfilm ausgebildet werden kann.
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Wie
voranstehend geschildert ist es erforderlich, um eine Entladungsoberflächenbehandlung
zur Verfügung
zu stellen, ordnungsgemäß die Elektrode durch
die Entladung zu verbrauchen, während
der Vorgang bei hoher Geschwindigkeit durchgeführt wird, und gibt es, um zu
verhindern, daß sich die
Entladung konzentriert, eine Einschränkung in Bezug auf die zwischen
den Elektroden angelegten Impulsform, und gibt es momentan Einschränkungen
im Hinblick auf die Erzielung eines Verfahrens zur Bearbeitung einer
großen
Anzahl an Teilen und zur Bearbeitung einer großen Fläche mit hohem Wirkungsgrad.
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In
Bezug auf Verfahren zur Durchführung
einer Entladungsoberflächenbehandlung
in effizienter Weise bei Massenproduktionsteilen und einer Bearbeitungsoberfläche mit
großer
Fläche
wurden beispielsweise Verfahren vorgeschlagen, bei denen mehrere
einfache Elektroden gleichzeitig verwendet werden, so daß eine Anzahl
an Teilen gleichzeitig unter Verwendung der jeweiligen Elektroden
bearbeitet wird, und wobei eine Bearbeitungsoberfläche, die eine
große
Fläche
abdeckt, in Abschnitte unterteilt ist, so daß eine Anzahl an Elektroden
dazu verwendet wird, gleichzeitig die jeweiligen Abschnitte zu bearbeiten.
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Selbst
wenn einfach mehrere Elektroden verwendet werden, und eine Stromversorgungseinheit
vorgesehen ist, wird allerdings keine unabhängige Entladungsschaltung für jede Elektrode
ausgebildet, was dazu führt,
daß eine
Entladung zwischen Polen jeder Elektrode nicht unabhängig auf
getrennte Weise erfolgt. Ebenso wie bei der Entladungsbehandlung
unter Verwendung einer Elektrode tritt daher eine Entladung nur
an einem bestimmten Punkt auf, der den Punkt der minimalen Entfernung
zwischen den Polen unter sämtlichen
Elektroden bildet, und ist es nicht möglich, Entladungen gleichzeitig zwischen
den jeweiligen Polen mehrerer Elektroden zu erzeugen. Aus diesem
Grund ist in einem Fall, in welchem die Impulsbedingungen konstant
gehalten werden, aus dem Gesichtspunkt des Bearbeitungswirkungsgrads,
dieser Fall ebenso wie in jenem Fall, in dem nur eine Elektrode
verwendet wird.
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Falls
eine säulenförmige, einfache
Elektrode eingesetzt wird, kann eine Entladung zwischen den Polen
immer in der Nähe
des Zentrums der Elektrodenbodenoberfläche auftreten, das für eine Entladung
am empfindlichsten ist. Auf der Oberfläche des behandelten Gegenstands
gegenüberliegend
der Elektrodenbodenoberfläche
geht daher die Ausbildung einer modifizierten Schicht aufeinanderfolgend vom
Zentrum der gegenüberliegenden
Oberfläche aus
auf dieselbe Art und Weise weiter, und ist die Ausbildung des behandelten
Films beendet, wenn die gesamte, gegenüberliegende Oberfläche mit
dem Film bedeckt wurde. Nach Beendigung ist daher die behandelte
Oberfläche
in ihrem Zentrum erhöht
ausgebildet. Dies wird deutlicher, wenn eine Elektrode mit großem Durchmesser
und eine große
Elektrodenbodenfläche
verwendet werden. Daher nimmt die Gleichförmigkeit der modifizierten
Schichten ab.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend geschilderten
Probleme zu lösen, und
ein Entladungsoberflächenbehandlungsgerät und ein
Entladungsoberflächenbehandlungsverfahren
für das
Gerät bereitzustellen,
welche eine Entladungsoberflächenbehandlung
gleichförmig
mit hohem Wirkungsgrad bei hoher Geschwindigkeit durchführen können, und
auch eine mehrschichtige, mehrfache Ausbildung modifizierter Schichten
mit unterschiedlichen Funktionen durchführen können, und zwar gleichförmig, mit
hohem Wirkungsgrad, und mit hoher Geschwindigkeit.
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Diese
Aufgabe wird durch das Entladungsoberflächenbehandlungsgerät nach Anspruch
1 sowie durch das Entladungsoberflächenbehandlungsverfahren nach
Anspruch 6 gelöst.
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Vorteilhafte
Ausführungsformen
sind in den abhängigen
Ansprüchen
angegeben.
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Im
einzelnen stellt die vorliegende Erfindung ein Entladungsoberflächenbehandlungsgerät zur Ausbildung
einer modifizierten Schicht auf einer Metalloberfläche durch
Erzeugung einer Entladung zwischen einer Elektrode, die aus einem
modifizierenden Material oder einem Material besteht, das eine Quelle
für das
modifizierende Material darstellt, und Metall zur Verfügung, das
ein Material darstellt, dessen Oberfläche behandelt werden soll,
wobei mehrere Elektroden vorgesehen sind, die jeweils gegeneinander
isoliert sind, und jede der Elektroden an ein Stromversorgungsgerät angeschlossen
ist, das ausschließlich
für die
zugehörige
Elektrode verwendet wird, so daß jede
der Elektroden unabhängig
mit einem Entladungsimpuls von dem entsprechenden Stromversorgungsgerät versorgt
wird.
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Daher
werden Impulsspannungen gleichzeitig zwischen den jeweiligen Elektroden
und den jeweiligen Teilen, die Gegenstand der Behandlung sind, angelegt,
unter Verwendung von Stromversorgungsgeräten für die jeweiligen Elektroden,
so daß Impulsentladungen
unabhängig
gleichzeitig erzeugt werden, oder praktisch gleichzeitig, zwischen
den jeweiligen Elektroden und den jeweiligen Oberflächenbehandlungsmaterialien;
daher wird es möglich,
den Behandlungswirkungsgrad zu verbessern, ohne daß es erforderlich
ist, die Ruhezeit zwischen Impulsen zu ändern.
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Darüber hinaus
ermöglicht
es die vorliegende Erfindung, ein Entladungsoberflächenbehandlungsgerät zur Verfügung zu
stellen, bei welchem Elektroden verwendet werden können, die
aus unterschiedlichen Materialien bestehen.
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Daher
ist es möglich,
eine mehrschichtige, mehrfache Ausbildung modifizierter Schichten
mit hohem Behandlungswirkungsgrad durchzuführen.
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Weiterhin
ermöglicht
es die vorliegende Erfindung, ein Entladungsoberflächenbehandlungsgerät zur Verfügung zu
stellen, welches eine derartige Anordnung aufweist, daß die Teile,
die Gegenstand der Behandlung sind, als Laufringteile von Lagern vorhanden
sind, und mehrere Elektroden so ausgerichtet sind, daß sie sich
in der Richtung einer Kugellaufoberfläche der Laufringteile erstrecken.
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Daher
ist es möglich,
die Entladungsoberflächenbehandlung
der Kugellaufoberfläche
der Laufringteile durchzuführen.
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Weiterhin
ermöglicht
es die vorliegende Erfindung, ein Entladungsoberflächenbehandlungsgerät zur Verfügung zu
stellen, welches eine Anordnung aufweist, bei welcher die Teile,
die Gegenstand der Behandlung sind, als Schienen vorhanden sind,
und mehrere Elektroden in Richtung der Länge der Schienen ausgerichtet
sind.
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Daher
ist es möglich,
effizient eine Entladungsoberflächenbehandlung
bei langen Schienen durchzuführen.
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Weiterhin
stellt die vorliegende Erfindung darüber hinaus ein Entladungsoberflächenbehandlungsverfahren
zur Verfügung,
zur Ausbildung einer modifizierten Schicht auf einer Metalloberfläche, durch
Erzeugung einer Entladung zwischen einer Elektrode, die aus einem
modifizierenden Material oder einem Material besteht, das eine Quelle
für das modifizierende
Material ist, und Metall, das ein Material darstellt, dessen Oberfläche behandelt
werden soll, und welches die Schritte umfasst: elektrisches Isolieren
jeder der Elektroden (101) von jeder anderen Elektrode;
unabhängiges
Verbinden jeder der Elektroden mit einem zugehörigen Stromversorgungsgerät; Annähern der
Elektroden an die zu behandelnde Metalloberfläche; gleichzeitiges und unabhängiges Liefern
von Entladungsimpulsen von den Stromversorgungsgeräten; und
gleichzeitiges Erzeugen von Entladungen zwischen den jeweiligen
Elektroden und der Metalloberfläche,
wobei eine modifizierte Schicht auf der Metalloberfläche ausgebildet wird.
Durch dieses Verfahren wird es ermöglicht, den Wirkungsgrad bei
der Entladungsoberflächenbehandlung
zu verbessern.
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Daher
werden Impulsspannungen gleichzeitig zwischen den jeweiligen Elektroden
und den jeweiligen Teilen, die Gegenstand der Behandlung sind, angelegt,
unter Verwendung von Stromversorgungsgeräten für die jeweiligen Elektroden,
so daß Impulsentladungen
gleichzeitig unabhängig
oder praktisch gleichzeitig zwischen den jeweiligen Elektroden und
den jeweiligen Oberflächenbehandlungsmaterialien
erzeugt werden; hierdurch wird es möglich, den Behandlungswirkungsgrad
zu verbessern, ohne daß es
erforderlich ist, die Ruhezeit zwischen Impulsen zu ändern.
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Weiterhin
ermöglicht
es die vorliegende Erfindung, ein Entladungsoberflächenbehandlungsverfahren
zur Verfügung
zu stellen, bei welchem Elektroden verwendet werden können, die
aus unterschiedlichen Materialien bestehen, und durch welches eine mehrschichtige,
mehrfache Ausbildung modifizierter Schichten zur Verfügung gestellt
wird.
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Daher
ist es möglich,
eine mehrschichtige, mehrfache Ausbildung modifizierter Schichten
mit einem hohen Behandlungswirkungsgrad durchzuführen.
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Weiterhin
ermöglicht
es die vorliegende Erfindung, ein Entladungsoberflächenbehandlungsverfahren
zur Verfügung
zu stellen, welches eine derartige Anordnung aufweist, daß die Teile,
die Gegenstand der Behandlung sind, als Laufringteile von Lagern
vorliegen, und mehrere Elektroden in Richtung einer Kugellaufoberfläche der
Laufringteile ausgerichtet sind.
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Daher
ist es möglich,
die Entladungsoberflächenbehandlung
der Kugellaufoberfläche
der Laufringteile durchzuführen.
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Weiterhin
ermöglicht
es die vorliegende Erfindung, ein Entladungsoberflächenbehandlungsverfahren
zur Verfügung
zu stellen, welches eine derartige Anordnung aufweist, daß die Teile,
die Gegenstand der Behandlung sind, als Schienen vorliegen, und
mehrere Elektroden in Richtung der Länge der Schienen ausgerichtet
sind.
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Daher
wird es möglich,
effizient eine Entladungsoberflächenbehandlung
bei langen Schienen durchzuführen.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Entladungsoberflächenbehandlungsgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung;
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2 ist
eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform des Entladungsoberflächenbehandlungsgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung;
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3 ist
eine schematische Darstellung, die ein abgeändertes Beispiel 1 des Entladungsoberflächenbehandlungsgeräts gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt; und
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4 ist
eine schematische Darstellung, die ein abgeändertes Beispiel 2 des Entladungsoberflächenbehandlungsgeräts gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt.
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BESTE ART UND WEISE ZUR
AUSFÜHRUNG
DER ERFINDUNG
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Unter
Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
werden in der nachfolgenden Beschreibung bevorzugte Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung diskutiert. 1 zeigt
eine erste Ausführungsform
eines Entladungsoberflächenbehandlungsgeräts gemäß der vorliegenden
Erfindung. Bei diesem Entladungsoberflächenbehandlungsgerät sind mehrere
Elektroden (drei sind in der Figur dargestellt) 101, die
beispielsweise aus einem Material des Typs Ti oder einem Material
des Typs TiH2 bestehen, an einem Elektrodenhalter 100 parallel
zueinander so angebracht, daß sie
elektrisch gegeneinander isoliert sind. Ein exklusiv verwendetes
Stromversorgungsgerät 103 zum
Liefern eines Entladungsimpulses unabhängig an jede der Elektroden 101 ist
an jede der Elektroden 101 angeschlossen.
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Bei
dieser Anordnung ist dieselbe Anzahl (drei) an Stromversorgungsgeräten 103 wie
die Anzahl der Elektroden 101 unabhängig an den jeweiligen Elektroden 101 angebracht,
so daß Impulsspannungen
unabhängig
an die jeweiligen Elektroden 101 geliefert werden, zu denselben,
miteinander synchronisierten Zeitpunkten.
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Ein
Bearbeitungsgefäß 110 zur
Aufbewahrung einer Bearbeitungslösung
ist an einer Befestigungsbasis 111 befestigt, und die Bearbeitungslösung wird
von einem Bearbeitungslösungszufuhrgerät 112 zyklisch
zugeführt.
Innerhalb des Bearbeitungsgefäßes 110 befindet
sich eine Arbeitsbasis 113, auf welchem sich ein Teil W
befindet, das Gegenstand der Behandlung ist.
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Der
Elektrodenhalter 100 ist zwar in der Figur vereinfacht
dargestellt, und ist an eine X-, Y-, Z-Achsenantriebsvorrichtung 114, 115, 116 angeschlossen,
die ein allgemein verwendetes Achsentransportsystem aufweist, und
diese Antriebsvorrichtungen 114, 115 und 116 für die X-,
Y- und Z-Achse gestatten es,
daß das
Teil W, das Gegenstand der Behandlung ist, auf der Arbeitsbasis 113 relativ
in Richtung der X-Achse, der Richtung der Y-Achse und der Richtung der
Z-Achse verschoben werden kann.
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Bei
dem Entladungsoberflächenbehandlungsgerät mit der
voranstehend geschilderten Ausbildung wird dieselbe Anzahl an Teilen
W, die Gegenstand der Behandlung sind, wie die Elektroden 101 bei
den jeweiligen Elektroden 101 angeordnet, und in einer ölartigen
Bearbeitungslösung,
die viel Kohlenstoff enthält,
werden Impulsspannungen von den jeweiligen Stromversorgungsgeräten 103 für die jeweiligen
Elektroden 101 zwischen den Elektroden 101, die
aus einem Material des Ti-Typs bestehen, und den jeweiligen Teilen
W angelegt, welche Gegenstand der Behandlung sind, also zwischen
den jeweiligen Elektroden 101 und den jeweiligen Behandlungsgegenstandsteilen
W.
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Bei
dieser Anordnung tritt bei einem Servosteuervorgang von Pol zu Pol
eine Impulsentladung gleichzeitig oder praktisch gleichzeitig zwischen
jeder Elektrode 101 und jedem Teil W, das Gegenstand der
Behandlung ist, unabhängig
auf. Um die Entladung unabhängig
für jede
Elektrode 101 zu erzeugen, ist es hierbei erforderlich,
die jeweiligen Elektroden in einem elektrisch isolierten Zustand
zu halten.
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Das
Stromversorgungsgerät 103,
das in diesem Fall verwendet wird, kann eine normale Entladungsbearbeitungsstromversorgung
sein, und in Bezug auf die Entladungsbearbeitungsbedingungen wird
es vorgezogen, einen Zustand mit einer relativ geringen Entladungsenergie
zur Verfügung
zu stellen, beispielsweise eine Ti-Elektrode mit einer Kondensatorentladung
mit negativer Polarität.
Während
der Bearbeitung kann Ti, das ein Elektrodenmaterial ist, in der
Bearbeitungslösung
infolge der durch die Entladung erzeugten Wärmeenergie schweben, und an
der Oberfläche
des Teils W anhaften, welches Gegenstand der Behandlung ist. Gleichzeitig
wird Kohlenstoff, der in der ölartigen
Bearbeitungslösung vorhanden
ist, durch die Entladungsenergie zersetzt, so daß er sich von der Bearbeitungsflüssigkeit
trennt. Durch eine chemische Reaktion zwischen dem abgetrennten
Kohlenstoff und Ti wird TiC, ein Karbid von Ti, ausgebildet; daher
wird ein Hartbeschichtungsfilm aus dem Karbid TiC auf der Oberfläche des
Teils W ausgebildet, welches Gegenstand der Behandlung ist.
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Wie
voranstehend geschildert tritt während des
Pol-Pol-Servovorgangs eine Impulsentladung gleichzeitig oder praktisch
gleichzeitig zwischen jeder Elektrode 101 und jedem Teil
W, das Gegenstand der Behandlung ist, unabhängig auf; daher ist es möglich, den
Bearbeitungswirkungsgrad zu erhöhen, ohne
die Ruhezeit zwischen Impulsen zu ändern, und daher möglich, gleichzeitig
mehrere Teile W zu bearbeiten, die Gegenstand der Behandlung sind.
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2 zeigt
eine zweite Ausführungsform
eines Entladungsoberflächenbehandlungsgeräts gemäß der vorliegenden
Erfindung. In 2 sind jene Teile, die jenen
entsprechen, die in 1 beschrieben wurden, mit denselben
Bezugszeichen wie in 1 bezeichnet, und auf ihre Beschreibung
wird verzichtet.
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Bei
diesem Entladungsoberflächenbehandlungsgerät sind vier
Elektroden 101, die beispielsweise aus einem Material des
Typs Ti bestehen, usw., an einem Elektrodenhalter 100 parallel
zueinander so angebracht, daß sie
elektrisch gegeneinander isoliert sind. Ein exklusiv verwendetes
Stromversorgungsgerät 103 zum
Liefern eines Entladungsimpulses unabhängig an jede der Elektroden 101 ist
an jede der Elektroden 101 angeschlossen.
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Bei
dieser Anordnung ist dieselbe Anzahl (vier) an Stromversorgungsgeräten 103 wie
der Elektroden 101 unabhängig an den jeweiligen Elektroden 101 angebracht,
so daß Impulsspannungen
unabhängig
an die vier Elektroden 101 geliefert werden, zum selben,
miteinander synchronisierten Zeitpunkt.
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Daher
führen
die vier Elektroden 101, die einer jeweiligen getrennten
Fläche
a, b, c bzw. d entsprechen, die durch Unterteilung einer Bearbeitungsoberfläche entstehen,
welche eine große
Fläche
abdeckt, gleichzeitig Oberflächenbehandlungen
auf der jeweiligen Fläche
durch; anders als bei einem herkömmlichen
Entladungsvielfachgerät,
das eine einzige Stromversorgung verwendet, werden daher mehrere
Stromversorgungen eingesetzt, so daß eine Entladung annähernd gleichzeitig
für jede
der Elektroden 101 erzeugt wird, was es ermöglicht,
den Behandlungswirkungsgrad entsprechend der Anzahl an Stromversorgungen 103 zu
erhöhen.
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Hierbei
sind die jeweiligen Elektroden 101 so an dem Halter 100 befestigt,
daß zwischen
ihnen eine konstante Entfernung vorhanden ist, um so den gegenseitig
isolierten Zustand sicherzustellen; daher wird in einem Fall, in
welchem der Vorgang dadurch durchgeführt wird, daß nur die
Z-Achsenbewegung eingesetzt wird, infolge der Tatsache, daß bei der Oberfläche des
behandelten Gegenstands entsprechend den Spalten zwischen den Elektroden 101 keine
Oberflächenbehandlung
stattfindet, die Entladungsoberflächenbehandlung durchgeführt, während der
gesamte Halter in X-Y-Achsenrichtung verschwenkt wird.
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Wie
voranstehend geschildert wird unter Verwendung der getrennten vier
Elektroden 101 eine Entladung praktisch gleichzeitig an
den jeweiligen getrennten Flächen
a, b, c und d hervorgerufen, die durch Unterteilung einer Bearbeitungsoberfläche erhalten
werden, die eine große
Fläche
abdeckt, was es ermöglicht,
eine Hochgeschwindigkeitsbehandlung zur Verfügung zu stellen. Weiterhin
wird es möglich,
im Unterschied zum Einsatz einer Elektrode, die eine große Bodenfläche abdeckt,
beispielsweise eine Fläche,
welche die vier Elektroden 101 enthält, die Gleichförmigkeit
der Dicke des behandelten Films zu verbessern.
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3 zeigt
ein abgeändertes
Beispiel 1 zur Ausbildung einer modifizierten Schicht auf einer
Kugellaufoberfläche
eines Laufringteils für
Kugellager unter Verwendung des Entladungsoberflächenbehandlungsgeräts gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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Im
allgemeinen wird bei dem Vorgang zur Ausbildung einer modifizierten
Schicht auf einer Kugellaufoberfläche eines Laufringteils eine
Elektrode mit einfacher Form verwendet, und wird der Vorgang durchgeführt, während die
Elektrode so verschoben wird, daß sie die Oberfläche des
behandelten Gegenstands abtastet. Wenn die Oberflächenbehandlung bei
Massenprodukten durchgeführt
wird, beispielsweise Laufringteilen für Kugellager, ist es äußerst wichtig,
die hierzu erforderliche Zeit zu kontrollieren, und ist es erforderlich,
die Dicke der modifizierten Schicht pro Bearbeitungszeit der Oberflächenbehandlung
zu erhöhen,
also pro konstanter Bearbeitungszeit, und zwar so weit wie möglich.
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Um
diese Anforderung zu erfüllen
werden in einer Lösung
mehrere Elektroden 101 so angeordnet, daß sie der
Kugellaufoberfläche
e gegenüberliegen,
die eine Behandlungsgegenstandsoberfläche eines Laufringteils W ist,
und werden unabhängige Stromversorgungen 103 jeweils
an die jeweiligen Elektroden 101 angeschlossen, so daß Impulsspannungen
an die jeweiligen Elektroden von den Stromversorgungen 103 gleichzeitig
und getrennt angelegt werden. In diesem Fall sind die Elektroden 101 so ausgerichtet,
daß sie
in Richtung des Verlaufs der Kugellaufoberfläche e des Laufringteils W verlaufen (in
Umfangsrichtung des Laufringteils W).
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Mit
dieser Anordnung wird eine Entladung praktisch gleichzeitig an jeder
der Elektroden 101 erzeugt, was es ermöglicht, den Behandlungswirkungsgrad
um ein Mehrfaches zu erhöhen,
mit Zunahme der Anzahl an Elektroden 101.
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Da
der Spitzenwert der angelegten Elektrode bei der Entladungsoberflächenbehandlung
die Oberflächenrauhigkeit
der behandelten Oberfläche
bestimmt, wird eine kleine Stromversorgung, die exklusiv für die Oberflächenbehandlung
verwendet wird, für
jede der Elektroden 101 bereitgestellt.
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Weiterhin
kann in diesem Fall ein mehrlagiger Beschichtungsfilm effizient
durch Änderung
der Materialien der jeweiligen Elektroden 101 ausgebildet
werden.
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Beispielsweise
kann eine Elektrode 101 als eine Elektrode auf der Grundlage
von Ti (Titan) vorgesehen sein, und die andere Elektrode als Elektrode auf
der Grundlage von Ag (Silber), so daß nach Ausbildung eines TiC-Beschichtungsfilms
k ein Silberbeschichtungsfilm ausgebildet wird. Der TiC-Beschichtungsfilm
ist ein Hartbeschichtungsfilm, und der Silberbeschichtungsfilm ist
ein Beschichtungsfilm, der Schmiereigenschaften aufweist daher ist
es möglich, einen
Beschichtungsfilm auszubilden, der Schmiereigenschaften aufweist,
auf einem Hartbeschichtungsfilm.
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Darüber hinaus
ist der voranstehend geschilderte Vorgang nicht auf einen inneren
Laufring beschränkt,
und kann auf dieselbe Weise auch bei einem äußeren Laufring eingesetzt werden.
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4 zeigt
ein abgeändertes
Beispiel 2 zur Ausbildung einer modifizierten Schicht auf einer
Führungsoberfläche einer
Schiene unter Verwendung des Entladungsoberflächenbehandlungsgeräts gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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Mehrere
Elektroden 101 sind in einem Elektrodenhalter 100 entlang
der Länge
einer Schiene W angeordnet,die eine Behandlungsgegenstandsoberfläche ist.
Die jeweiligen Elektroden 101 sind elektrisch gegeneinander
isoliert, und unabhängige Stromversorgungen 103 sind
jeweils an die jeweiligen Elektroden 101 angeschlossen,
so daß Impulsspannungen
an die jeweiligen Elektroden 101 von den Stromversorgungen 103 getrennt
geliefert werden.
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Daher
ist dieselbe Anzahl an Stromversorgungen 103 wie an Elektroden 101 getrennt
voneinander vorgesehen, und werden getrennt Impulsspannungen an
die jeweiligen Elektroden 101 gleichzeitig von den Stromversorgungen 103 geliefert.
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In
diesem Fall umfaßt
die Schiene W im allgemeinen sämtliche
linear geformten Teile, beispielsweise eine Linearführung für Bearbeitungsgeräte und Schienen
für den
Schienenverkehr.
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Bei
der Durchführung
einer Entladungsoberflächenbehandlung
bei einer Schiene W wird der Elektrodenhalter 100 in Richtung
der Länge
der Schiene W verschoben, und werden Impulsspannungen an die jeweiligen
Elektroden 101 gleichzeitig von den Stromversorgungen 103 getrennt
geliefert, so daß in
einer Lösung
eine Entladung zwischen den jeweiligen Elektroden 101 und
der Schiene W hervorgerufen wird.
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In
diesem Fall können
die Elektroden 101 aus demselben Material bestehen, oder
aus unterschiedlichen Arten an Materialien. Im Falle desselben Materials
kann eine modifizierte Schicht mit gewünschter Dicke effizient mit
hoher Rate ausgebildet werden, und im Falle unterschiedlicher Arten
an Materialien kann ein mehrlagiger Beschichtungsfilm effizient
ausgebildet werden.
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GEWERBLICHE
ANWENDBARKEIT
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Wie
voranstehend geschildert können
das Entladungsoberflächenbehandlungsgerät und das Entladungsoberflächenbehandlungsverfahren
gemäß der vorliegenden
Erfindung bei einer Mehrfachbearbeitungsoperation und einer Großflächenbearbeitungsoperation
für Teile
eingesetzt werden.