超硬合金の電解加工に関する研究－電源の周波数と加工性能との関係

摘要

金型材料の超硬合金（炭化タングステンWC とコバルトCOを主成分とした硬質の焼結材料）化が注目されている．超硬合金は周知のように弾性係数·弾性限が工具鋼の何倍も高く，大きな圧縮荷重を受けても変形·摩耗が少なく，高精度の金型を長時間稼働させるのに適している．しかし硬質であるが故，加工が困難であり広い普及に至っていない．本研究では，超硬合金の加工に電解加工を用いることを検討している．過去の研究で，超硬合金を60Hz の交流電源により加工し，加工速度1.5～2g/min，仕上げ面粗さHmax3～4μm（当時の規格），使用したグラファイト電極の無消耗が実現されている．今後予想される超硬合金のますますの普及を考えると極めて有望な技術であると考えられる．しかし，問題も多く実用に供されることはなかった．その中でも重要な問題の一つにCo の溶出がある．電解液への浸漬や電解加工の際にCo が選択的に溶出し，超硬合金の強度低下を招く．先の報告，で，電解加工中に発生する2つのCo の溶出現象を抑える可能性について示した．すなわち，超硬合金が電解液に触れることにより発生する溶出現象と，加工のために電源を接続して電気化学的に超硬合金を溶出させる際のWC の溶解現象とCo の溶出の速度差によるCo の選択的溶出現象である．電解液にCo イオンを添加し，Co イオン濃度を上げることで，電解液に触れた際の超硬合金のCo 溶出を抑えることができ，さらに，両極性の電源を用いて加工することで，Co の過多な溶出を防止することができることを示した．今後本研究では加工精度の評価等を行っていくが，今回はまず，加工条件が加工性能に与える影響の調査を行った．本報では、電源の周波数と加工性能との関係について報告する．