JPH01174913A - 耐熱性耐腐蝕性磁気スケールの製造方法 - Google Patents
耐熱性耐腐蝕性磁気スケールの製造方法Info
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- JPH01174913A JPH01174913A JP33588887A JP33588887A JPH01174913A JP H01174913 A JPH01174913 A JP H01174913A JP 33588887 A JP33588887 A JP 33588887A JP 33588887 A JP33588887 A JP 33588887A JP H01174913 A JPH01174913 A JP H01174913A
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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〕
この発明は、高温や腐蝕環境で使用する磁気スケールの
製造方法に関するものである。
製造方法に関するものである。
第７図は例えば特公昭４ｇ−１０６５５号公報に示され
た従来の磁気スケールを示す断面図である。図において
、（６１は鉄またはエリンバ−（商品名）のような鉄合
金よりなる棒状の基体、（７）は基体（６１の表面にメ
ツキまたはクラッドで被着形成された銅またはアルミニ
ウムのような非磁性金属層、（８１は非磁性金属層（７
１の上に形成されたコバルト・ニッケルのような磁性層
である。
た従来の磁気スケールを示す断面図である。図において
、（６１は鉄またはエリンバ−（商品名）のような鉄合
金よりなる棒状の基体、（７）は基体（６１の表面にメ
ツキまたはクラッドで被着形成された銅またはアルミニ
ウムのような非磁性金属層、（８１は非磁性金属層（７
１の上に形成されたコバルト・ニッケルのような磁性層
である。
従来の磁気スケールは以上のように構成されており２例
えば金属データブック：日本金属学会編。
えば金属データブック：日本金属学会編。
丸善（１９７４）に示されているように鉄およびエリン
バ−〇熱膨張係数はそれぞれ１２．ｌＸ１Ｇ−６および
８．０Ｘ１０−５であり、銅およびアルミニウムの熱膨
張係数はそれぞれ１７．０Ｘ１０＝および２Ｂ、５ Ｘ
１０→である。また、コバルト・ニッケルの熱膨張係数
は例えば耐熱鋼データ集：特殊鋼クラブ（１９６５）に
示されているように、Ｓ−８１６（ＡＩＳＩ６７１）で
は１１．９Ｘ１０−６である。
バ−〇熱膨張係数はそれぞれ１２．ｌＸ１Ｇ−６および
８．０Ｘ１０−５であり、銅およびアルミニウムの熱膨
張係数はそれぞれ１７．０Ｘ１０＝および２Ｂ、５ Ｘ
１０→である。また、コバルト・ニッケルの熱膨張係数
は例えば耐熱鋼データ集：特殊鋼クラブ（１９６５）に
示されているように、Ｓ−８１６（ＡＩＳＩ６７１）で
は１１．９Ｘ１０−６である。
第７図に示すような構成では、１００〜３００℃の高温
になると、基体、非磁性金属層、磁性層の熱膨張量が異
なるため、基体から非磁性金属層や磁性層が剥離すると
いう問題があった。また、剥離しないような場合でも、
基体、非磁性金属層、磁性層に熱応力が加わり、磁性層
の磁気特性が劣化し、磁気スケールの感度が低下すると
いう問題があった。また、多層構造のため腐蝕環境で使
用する場合にはスケール全体を磁性層のコバルト・ニッ
ケルで覆うか、耐蝕性材料で覆うようにするなどの処理
が必要であり、実用は困難であった。
になると、基体、非磁性金属層、磁性層の熱膨張量が異
なるため、基体から非磁性金属層や磁性層が剥離すると
いう問題があった。また、剥離しないような場合でも、
基体、非磁性金属層、磁性層に熱応力が加わり、磁性層
の磁気特性が劣化し、磁気スケールの感度が低下すると
いう問題があった。また、多層構造のため腐蝕環境で使
用する場合にはスケール全体を磁性層のコバルト・ニッ
ケルで覆うか、耐蝕性材料で覆うようにするなどの処理
が必要であり、実用は困難であった。
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、高温腐蝕環境でも安定に使用できる磁気スケール
を形成することを目的としたものである。
ので、高温腐蝕環境でも安定に使用できる磁気スケール
を形成することを目的としたものである。
この発明にかかわる磁気スケールの製造方法では、非磁
性のオーステナイト系ステンレス鋼に第１の高エネルギ
密度熱源を照射して加熱・溶融・凝固させて加熱部分を
磁性体に変化させた後、さらに、この磁性体部分に第２
の高エネルギ密度熱源を照射して２表面を急加熱再溶融
させて急速凝固させることにより、再び非磁性層を形成
するようにした。
性のオーステナイト系ステンレス鋼に第１の高エネルギ
密度熱源を照射して加熱・溶融・凝固させて加熱部分を
磁性体に変化させた後、さらに、この磁性体部分に第２
の高エネルギ密度熱源を照射して２表面を急加熱再溶融
させて急速凝固させることにより、再び非磁性層を形成
するようにした。
この発明では、非磁性のオーステナイト系ステンレス鋼
に高エネルギ密度熱源を照射し溶融・凝固させてキュー
り点が高いフェライトを析出させ。
に高エネルギ密度熱源を照射し溶融・凝固させてキュー
り点が高いフェライトを析出させ。
磁性体に変化させるようにしたので高温域で使用しても
剥離等の恐れがなく、また熱応力による特性劣化がなく
、さらに、上記磁性体形成部分に高パワー密度に集光し
た高エネルギ密度熱源をパルス照射して、極表面のみを
溶融・急速凝固させることにより、再び非磁性のオース
テナイト組織にするようにして、非磁性材料の内部に磁
性体を形成するよう圧し次ので腐蝕の問題のない磁気格
子が形成できる。
剥離等の恐れがなく、また熱応力による特性劣化がなく
、さらに、上記磁性体形成部分に高パワー密度に集光し
た高エネルギ密度熱源をパルス照射して、極表面のみを
溶融・急速凝固させることにより、再び非磁性のオース
テナイト組織にするようにして、非磁性材料の内部に磁
性体を形成するよう圧し次ので腐蝕の問題のない磁気格
子が形成できる。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図、及び第２図は各々この発明の一実施例による耐熱性
耐腐蝕性磁気スケールの製造方法を説明する斜視図であ
り、一部所面構造を示している。図において、（１１は
板状のオーステナイト系非磁性ステンレス鋼（例えばＪ
ＩＳの５ＵＳ３０４ ）の基体、（２）はこの基体＋１
１の内部に電子ビームまたはレーザビーム■等の第１の
高エネルギ密度熱源により加熱溶融され、磁性体に変化
した磁性体部分であり、基体（１１に所定間隔で形成さ
れる。磁性体部分（２）はオーステナイト相中にフェラ
イトが析出している。１３１は例えばＹＡＧレーザ（２
１等の第２の高エネルギ密度熱源を磁性体部分（２１の
表面にパルス照射することによう形成された非磁性のオ
ーステナイト層である。
図、及び第２図は各々この発明の一実施例による耐熱性
耐腐蝕性磁気スケールの製造方法を説明する斜視図であ
り、一部所面構造を示している。図において、（１１は
板状のオーステナイト系非磁性ステンレス鋼（例えばＪ
ＩＳの５ＵＳ３０４ ）の基体、（２）はこの基体＋１
１の内部に電子ビームまたはレーザビーム■等の第１の
高エネルギ密度熱源により加熱溶融され、磁性体に変化
した磁性体部分であり、基体（１１に所定間隔で形成さ
れる。磁性体部分（２）はオーステナイト相中にフェラ
イトが析出している。１３１は例えばＹＡＧレーザ（２
１等の第２の高エネルギ密度熱源を磁性体部分（２１の
表面にパルス照射することによう形成された非磁性のオ
ーステナイト層である。
第３図はこの発明の一実施例に係る耐熱性耐腐蝕性磁気
スケールを着磁している様子を示す側面構成図であり、
（４１は着磁用電磁石であり、 （Ｉ［Ｉは磁気スケー
ルである。
スケールを着磁している様子を示す側面構成図であり、
（４１は着磁用電磁石であり、 （Ｉ［Ｉは磁気スケー
ルである。
第４図は第３図に示す方法で着磁した耐熱性耐腐蝕性磁
気スケールをもちいて変位量を検出している様子を示す
斜視図であり９図において、（５）は磁気スケールαａ
に侵留している磁化量を検出する例えばホール素子のよ
うなセンサである。第５図は第４図の方法で検出された
残留磁化量を示す曲線図であり、横軸に変位量、縦軸に
残留磁化量をとっている。
気スケールをもちいて変位量を検出している様子を示す
斜視図であり９図において、（５）は磁気スケールαａ
に侵留している磁化量を検出する例えばホール素子のよ
うなセンサである。第５図は第４図の方法で検出された
残留磁化量を示す曲線図であり、横軸に変位量、縦軸に
残留磁化量をとっている。
第１図において、板状の非磁性ステンレス５ＵＳ３０４
の基体（１）に出力１ｋＷ、掃引速度１ｍ／ｍｉｎ程度
のＣ０２レーザビーム■を照射すると、照射部は急激に
加熱溶融される。続いて、ビームを移動すると、いまま
でビームが照射されていた部分は今度は急激に冷却され
凝固する。５ＵＳ３０４のようなオーステナイト系ステ
ンレス鋼は溶融凝固や応力によって、結晶構造が磁性を
持たない面心立方格子のオーステナイトから磁性体の体
心立方格子のフェライトに変化し、磁性を帯びる。５Ｕ
Ｓ３０４の基体（１）にＣＯ２レーザを照射したので基
体（１１に面状の磁性層、すなわち、磁気格子が形成さ
れる。
の基体（１）に出力１ｋＷ、掃引速度１ｍ／ｍｉｎ程度
のＣ０２レーザビーム■を照射すると、照射部は急激に
加熱溶融される。続いて、ビームを移動すると、いまま
でビームが照射されていた部分は今度は急激に冷却され
凝固する。５ＵＳ３０４のようなオーステナイト系ステ
ンレス鋼は溶融凝固や応力によって、結晶構造が磁性を
持たない面心立方格子のオーステナイトから磁性体の体
心立方格子のフェライトに変化し、磁性を帯びる。５Ｕ
Ｓ３０４の基体（１）にＣＯ２レーザを照射したので基
体（１１に面状の磁性層、すなわち、磁気格子が形成さ
れる。
このように形成された磁気格子は、キュリー点の高いフ
ェライトが析出しているので耐熱性には優れているが、
逆に、フェライトが析出しているため耐腐蝕性が損なわ
れている。
ェライトが析出しているので耐熱性には優れているが、
逆に、フェライトが析出しているため耐腐蝕性が損なわ
れている。
そこで、第２図に示すように、磁性体部分（２）の表面
に９例えば、パルスエネルギー０ Ｊ／ｐ、 パルス
幅２．０ｍｓ、ビーム照射面積１０１１ｍ２の条件でＹ
ＡＧレーザｃ！ｌｌ ｆ：パルス照射すると、ビーム照
射部は極表面層のみが瞬時に溶融凝固する。このときの
凝固組織は完全にオーステナイト組織になり、磁性体部
分の表面に順次ビームを照射していくことにト より表面全体をオースナナ４２組織にすることができる
。すなわち、 ５ＵＳ３０４のようなオーステナイト系
ステンレス鋼の場合の凝固過程は、冷却速度が遅い場合
にはオーステナイトが初晶として析出し、ついで温度低
下と共にフェライトが析出し二相凝固するが、凝固時の
冷却速度がきわめて大きくなり１０５°に／ｓｅｃオー
ダになる条件でレーザ照射すると、過冷却現象によりオ
ーステナイトのみとなり、フェライトは析出しなくなる
。
に９例えば、パルスエネルギー０ Ｊ／ｐ、 パルス
幅２．０ｍｓ、ビーム照射面積１０１１ｍ２の条件でＹ
ＡＧレーザｃ！ｌｌ ｆ：パルス照射すると、ビーム照
射部は極表面層のみが瞬時に溶融凝固する。このときの
凝固組織は完全にオーステナイト組織になり、磁性体部
分の表面に順次ビームを照射していくことにト より表面全体をオースナナ４２組織にすることができる
。すなわち、 ５ＵＳ３０４のようなオーステナイト系
ステンレス鋼の場合の凝固過程は、冷却速度が遅い場合
にはオーステナイトが初晶として析出し、ついで温度低
下と共にフェライトが析出し二相凝固するが、凝固時の
冷却速度がきわめて大きくなり１０５°に／ｓｅｃオー
ダになる条件でレーザ照射すると、過冷却現象によりオ
ーステナイトのみとなり、フェライトは析出しなくなる
。
以上のように、ビーム″照射条件を適当に選らんで少な
くとも２度のビーム照射を行なうことにより、非磁性の
オーステナイトの基体の内部に磁性層を形成することが
できる。表面全体がオーステナイト組織になっているの
で腐蝕環境でも問題なく使用することができる。
くとも２度のビーム照射を行なうことにより、非磁性の
オーステナイトの基体の内部に磁性層を形成することが
できる。表面全体がオーステナイト組織になっているの
で腐蝕環境でも問題なく使用することができる。
第３麿に示す方法で着磁すると磁性体部分（２）は磁化
される。従って、ビームを照射して磁性体部分（２１を
形成する間隔を任意に選び、第４図のように残留磁化−
ｉｔを検出する素子例えばホール素子などを用いること
により、第５図に示すような変位量と残留磁化量の関係
かえられ、変位の検出が可能となる。また、この方法で
は非磁性基体の中に磁性層を形成したので、残留磁化が
第５図に示すようにパルス的に検出され、従来の方法に
比べ安定で、かつ非常に検出感度が高くなる。
される。従って、ビームを照射して磁性体部分（２１を
形成する間隔を任意に選び、第４図のように残留磁化−
ｉｔを検出する素子例えばホール素子などを用いること
により、第５図に示すような変位量と残留磁化量の関係
かえられ、変位の検出が可能となる。また、この方法で
は非磁性基体の中に磁性層を形成したので、残留磁化が
第５図に示すようにパルス的に検出され、従来の方法に
比べ安定で、かつ非常に検出感度が高くなる。
また、磁性層に析出したフェライトのキュリー点は約７
００″Ｃと高いので、耐熱性が優れている。
００″Ｃと高いので、耐熱性が優れている。
さらに９表面はすべてオーステナイト組織なので耐蝕性
も優れている。
も優れている。
なお、上記実施例では、第１の高エネルギ密度熱源とし
て、Ｃ０２レーザを用いたが、 ＹＡＧレーザなど他の
レーザや電子ビーム、プラズマアーク。
て、Ｃ０２レーザを用いたが、 ＹＡＧレーザなど他の
レーザや電子ビーム、プラズマアーク。
プラズマジェットなどを用いてもよい。また、第２の高
エネルギ密度熱源として、 ＹＡＧレーザを用いたが、
Ｃ０２レーザや電子ビームなどパルス出力が得られ、か
つ、 １ ｋｗ／１１１１２程度のビークパワー密度
が得られるものであればよい。
エネルギ密度熱源として、 ＹＡＧレーザを用いたが、
Ｃ０２レーザや電子ビームなどパルス出力が得られ、か
つ、 １ ｋｗ／１１１１２程度のビークパワー密度
が得られるものであればよい。
上記実施例では、ビーム照射条件についてはその一例を
示したもので、様々な条件を選択できることは言うまで
もない。
示したもので、様々な条件を選択できることは言うまで
もない。
さらに、上記実施例では、基体（１）として非磁性ステ
ンレス＠ ＳＵＳ ３０４ ′ｊｋ用いたが、他の非磁
性ステンレス鋼２例えば５ＵＳ３１６．５ＵＳ３０９．
５ＵＳ３１０などであってもよい。
ンレス＠ ＳＵＳ ３０４ ′ｊｋ用いたが、他の非磁
性ステンレス鋼２例えば５ＵＳ３１６．５ＵＳ３０９．
５ＵＳ３１０などであってもよい。
また、上記実施例では、磁性体部分（２）を着磁して残
留磁化−！ｌを検出するようにしたが、あらかしめ着磁
せずに、検出時に、第６図に示すように。
留磁化−！ｌを検出するようにしたが、あらかしめ着磁
せずに、検出時に、第６図に示すように。
励磁用磁石（９１と磁束量を検出する素子９例えばホー
ル素子（５１などをもちいても第５図と同様の変位量と
検出磁束量の関係が得られ、変位の検出が可能となる。
ル素子（５１などをもちいても第５図と同様の変位量と
検出磁束量の関係が得られ、変位の検出が可能となる。
以上のように、この発明によれば非磁性のオーステナイ
ト系ステンレス鋼に第１の高エネルギ密度熱源を照射し
溶融・凝固させて加熱部分を磁性体に変化させた後、さ
らに、上記磁性体部分に第２の高エネルギ密度熱像を照
射して１表面のみを溶融・急速凝固させることにより、
再び非磁性層を形成するようにしたので、耐熱性に優れ
腐蝕の問題のない磁気格子が形成でき、耐熱性、耐腐蝕
性磁気スケールを製造することができる。
ト系ステンレス鋼に第１の高エネルギ密度熱源を照射し
溶融・凝固させて加熱部分を磁性体に変化させた後、さ
らに、上記磁性体部分に第２の高エネルギ密度熱像を照
射して１表面のみを溶融・急速凝固させることにより、
再び非磁性層を形成するようにしたので、耐熱性に優れ
腐蝕の問題のない磁気格子が形成でき、耐熱性、耐腐蝕
性磁気スケールを製造することができる。
第１図、及び第２図は各々この発明の一実施例による耐
熱性耐腐蝕性磁気スケールの製造方法を説明する斜視図
、第３図はこの発明の一実施例に係る耐熱性耐腐蝕性磁
気スケールを着磁している様子を示す側面構成図、第４
図はこの発明の一実施例に係る耐熱性耐腐蝕性磁気スケ
ールを用いて変位量を検出する様子を示す斜視図、第５
図は第４図の方法で検出された残留磁化量と変位量の関
係を示す曲線図、第６図はこの発明の他の実施例に係る
耐熱性耐腐蝕性磁気スケールを用いて変位量を検出する
様子を示す斜視図、並びに第１図は従来の磁気スケール
を示す断面図である。 ＋１１・・・基体、（２）・・・磁性体部分、（３１・
・・非磁性層。 （ｌ［ｌ・・・磁気スケール、■・・・第１の高エネル
ギ密度熱源、 Ｑｌｌ・・・第２の高エネルギ密度熱源
なお１図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。
熱性耐腐蝕性磁気スケールの製造方法を説明する斜視図
、第３図はこの発明の一実施例に係る耐熱性耐腐蝕性磁
気スケールを着磁している様子を示す側面構成図、第４
図はこの発明の一実施例に係る耐熱性耐腐蝕性磁気スケ
ールを用いて変位量を検出する様子を示す斜視図、第５
図は第４図の方法で検出された残留磁化量と変位量の関
係を示す曲線図、第６図はこの発明の他の実施例に係る
耐熱性耐腐蝕性磁気スケールを用いて変位量を検出する
様子を示す斜視図、並びに第１図は従来の磁気スケール
を示す断面図である。 ＋１１・・・基体、（２）・・・磁性体部分、（３１・
・・非磁性層。 （ｌ［ｌ・・・磁気スケール、■・・・第１の高エネル
ギ密度熱源、 Ｑｌｌ・・・第２の高エネルギ密度熱源
なお１図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。
Claims (4)
- （１）非磁性のオーステナイト系ステンレス鋼を第１の
高エネルギ密度熱源により加熱・溶融し、加熱部分を磁
性体に変化させた後、この磁性体部分に第２の高エネル
ギー密度熱源を照射し、表面を急加熱再溶融させ、急速
凝固させて非磁性層を形成するようにした耐熱性耐腐蝕
性磁気スケールの製造方法。 - （２）第１の高エネルギ密度熱源はレーザビームまたは
電子ビームである特許請求の範囲第１項記載の耐熱性耐
腐蝕性磁気スケールの製造方法。 - （３）第１の高エネルギ密度熱源はプラズマアークまた
はプラズマジェットである特許請求の範囲第１項記載の
耐熱性耐腐蝕性磁気スケールの製造方法。 - （４）第２の高エネルビ密度熱源はパルス状のレーザビ
ームまたは電子ビームである特許請求の範囲第１項ない
し第３項のいずれかに記載の耐熱性耐腐蝕性磁気スケー
ルの製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62335888A JP2588916B2 (ja) | 1987-12-29 | 1987-12-29 | 耐熱性耐腐蝕性磁気スケールの製造方法 |
| US07/237,384 US4935070A (en) | 1987-08-31 | 1988-08-29 | Method of manufacturing heat resisting magnetic scale |
| FR888811336A FR2619931B1 (fr) | 1987-08-31 | 1988-08-29 | Procede de fabrication d'un organe de detection magnetique resistant a la chaleur, et organe de detection ainsi obtenu |
| US07/513,967 US5076862A (en) | 1987-08-31 | 1990-04-24 | Method of manufacturing heat resisting magnetic scale |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62335888A JP2588916B2 (ja) | 1987-12-29 | 1987-12-29 | 耐熱性耐腐蝕性磁気スケールの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01174913A true JPH01174913A (ja) | 1989-07-11 |
| JP2588916B2 JP2588916B2 (ja) | 1997-03-12 |
Family
ID=18293495
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62335888A Expired - Lifetime JP2588916B2 (ja) | 1987-08-31 | 1987-12-29 | 耐熱性耐腐蝕性磁気スケールの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2588916B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04259385A (ja) * | 1991-02-15 | 1992-09-14 | Toyota Motor Corp | 磁気特性変化を利用した信号パターンの形成方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6283620A (ja) * | 1985-10-09 | 1987-04-17 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 磁気目盛 |
| JPS62227095A (ja) * | 1986-03-28 | 1987-10-06 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 磁気目盛の製造方法 |
-
1987
- 1987-12-29 JP JP62335888A patent/JP2588916B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6283620A (ja) * | 1985-10-09 | 1987-04-17 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 磁気目盛 |
| JPS62227095A (ja) * | 1986-03-28 | 1987-10-06 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 磁気目盛の製造方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04259385A (ja) * | 1991-02-15 | 1992-09-14 | Toyota Motor Corp | 磁気特性変化を利用した信号パターンの形成方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2588916B2 (ja) | 1997-03-12 |
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