JPH04259385A - 磁気特性変化を利用した信号パターンの形成方法 - Google Patents
磁気特性変化を利用した信号パターンの形成方法Info
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- JPH04259385A JPH04259385A JP2231991A JP2231991A JPH04259385A JP H04259385 A JPH04259385 A JP H04259385A JP 2231991 A JP2231991 A JP 2231991A JP 2231991 A JP2231991 A JP 2231991A JP H04259385 A JPH04259385 A JP H04259385A
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、位置や速度を検出する
非接触型センサーなどに使用される、金属表面に磁気特
性の異なる信号パターン（磁気目盛りなど）を形成する
方法に関する。
非接触型センサーなどに使用される、金属表面に磁気特
性の異なる信号パターン（磁気目盛りなど）を形成する
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】金属表面へのレーザ光照射による再溶融
凝固で金属材料の磁気特性を変えることを利用して信号
パターン（磁気目盛り）を形成することできる。その一
例として、１８％Ｃｒ−７％Ｎｉの不安定オーステナイ
ト鋼の部材を冷間引抜と矯正して加工誘起マルテンサイ
ト組織にし、レーザ照射によって表面を溶融凝固させる
とその部分はオーステナイト（非磁性体）化する。再溶
融部と非溶融部を交互に繰り返したパターンを形成する
ことによって、非磁性・強磁性パターンを形成する。こ
のような表面を磁気検出器で走査すると、パターンに応
じたパルス信号が得られ、この信号をカウントすれば、
部材の変位や速度を検出することができる（例えば、住
友金属、Ｖｏｌ． ４２−３ （１９９０）， ｐｐ．
２１−２６参照）。
凝固で金属材料の磁気特性を変えることを利用して信号
パターン（磁気目盛り）を形成することできる。その一
例として、１８％Ｃｒ−７％Ｎｉの不安定オーステナイ
ト鋼の部材を冷間引抜と矯正して加工誘起マルテンサイ
ト組織にし、レーザ照射によって表面を溶融凝固させる
とその部分はオーステナイト（非磁性体）化する。再溶
融部と非溶融部を交互に繰り返したパターンを形成する
ことによって、非磁性・強磁性パターンを形成する。こ
のような表面を磁気検出器で走査すると、パターンに応
じたパルス信号が得られ、この信号をカウントすれば、
部材の変位や速度を検出することができる（例えば、住
友金属、Ｖｏｌ． ４２−３ （１９９０）， ｐｐ．
２１−２６参照）。
【０００３】また、金属基体の上に急冷凝固により非晶
質化する合金を結晶質の肉盛溶着層を形成し、これにレ
ーザ（高密度エネルギー）照射で急速溶解・急速凝固さ
せて非晶質層パターンを形成する。結晶質部分と非晶質
部分との交互パターンを磁気検出器で走査すれば、同様
に変位や速度を検出することができる。この技術に関連
した発明を本出願人も特願平１−３２４１６３号、２−
９３９２６号、２−９３９３０号などにて提案した。
質化する合金を結晶質の肉盛溶着層を形成し、これにレ
ーザ（高密度エネルギー）照射で急速溶解・急速凝固さ
せて非晶質層パターンを形成する。結晶質部分と非晶質
部分との交互パターンを磁気検出器で走査すれば、同様
に変位や速度を検出することができる。この技術に関連
した発明を本出願人も特願平１−３２４１６３号、２−
９３９２６号、２−９３９３０号などにて提案した。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来例の前者の場合に
は、マルテンサイト化のためには特定組成のオーステナ
イト鋼を用意しなければならず、冷間引抜や矯正の強加
工工程が必要でありかつその加工度の制御も必要であり
、さらに適用部材の形状が限定されてしまう。また、後
者の場合には、非晶質化する合金を特別に用意する必要
があり、また非晶質化（アモルファス化）のために極め
て大きな冷却速度を必要とする。
は、マルテンサイト化のためには特定組成のオーステナ
イト鋼を用意しなければならず、冷間引抜や矯正の強加
工工程が必要でありかつその加工度の制御も必要であり
、さらに適用部材の形状が限定されてしまう。また、後
者の場合には、非晶質化する合金を特別に用意する必要
があり、また非晶質化（アモルファス化）のために極め
て大きな冷却速度を必要とする。
【０００５】本発明の目的は、従来よりも組成範囲を広
くしたステンレス鋼を利用して、強加工工程を経ること
なく、レーザ光照射による再溶融凝固で金属組織を変え
て磁気特性をも変えることで信号パターン（磁気目盛り
）を形成する方法を提供することである。
くしたステンレス鋼を利用して、強加工工程を経ること
なく、レーザ光照射による再溶融凝固で金属組織を変え
て磁気特性をも変えることで信号パターン（磁気目盛り
）を形成する方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述の目的が、部品の表
面に、添付図面のシェフラー状態図に示すように点Ａ（
１５．２％Ｃｒ当量、８．０％Ｎｉ当量）、Ｂ（２１．
２％Ｃｒ当量、３．２％Ｎｉ当量）、Ｃ（４０．０％Ｃ
ｒ当量、１３．０％Ｎｉ当量）、Ｄ（３７．０％Ｃｒ当
量、３０．０％Ｎｉ当量）で囲まれる範囲内のオーステ
ナイトとフェライトの共存組織を有するステンレス鋼層
を配置し、該部品表面を所定寸法に機械加工し、前記ス
テンレス鋼の表面にレーザなどの高密度エネルギーを所
定信号パターン形状に印加して局部的に再溶融急冷凝固
させて、該高密度エネルギーを印加しない前記ステンレ
ス鋼部分の組織とは磁気特性を異なるようにし、そして
、必要に応じて仕上げ表面加工を施すことを特徴とする
磁気特性変化を利用した信号パターンの形成方法によっ
て達成される。
面に、添付図面のシェフラー状態図に示すように点Ａ（
１５．２％Ｃｒ当量、８．０％Ｎｉ当量）、Ｂ（２１．
２％Ｃｒ当量、３．２％Ｎｉ当量）、Ｃ（４０．０％Ｃ
ｒ当量、１３．０％Ｎｉ当量）、Ｄ（３７．０％Ｃｒ当
量、３０．０％Ｎｉ当量）で囲まれる範囲内のオーステ
ナイトとフェライトの共存組織を有するステンレス鋼層
を配置し、該部品表面を所定寸法に機械加工し、前記ス
テンレス鋼の表面にレーザなどの高密度エネルギーを所
定信号パターン形状に印加して局部的に再溶融急冷凝固
させて、該高密度エネルギーを印加しない前記ステンレ
ス鋼部分の組織とは磁気特性を異なるようにし、そして
、必要に応じて仕上げ表面加工を施すことを特徴とする
磁気特性変化を利用した信号パターンの形成方法によっ
て達成される。
【０００７】上述の組成範囲の内で、点Ｅ（１７．８％
Ｃｒ当量、７．５％Ｎｉ当量）、Ｆ（２１．０％Ｃｒ当
量、５．０％Ｎｉ当量）、Ｇ（３８．０％Ｃｒ当量、１
６．８％Ｎｉ当量）、Ｈ（３６．０％Ｃｒ当量、２７．
０％Ｎｉ当量）で囲まれる範囲内のステンレス鋼である
ことは、後述する検出信号強度が大きいので、好ましい
。部品（すなわち、基体）がオーステナイト系ステンレ
ス鋼などの非磁性金属から造られていることは磁気特性
検出の際に有利である。
Ｃｒ当量、７．５％Ｎｉ当量）、Ｆ（２１．０％Ｃｒ当
量、５．０％Ｎｉ当量）、Ｇ（３８．０％Ｃｒ当量、１
６．８％Ｎｉ当量）、Ｈ（３６．０％Ｃｒ当量、２７．
０％Ｎｉ当量）で囲まれる範囲内のステンレス鋼である
ことは、後述する検出信号強度が大きいので、好ましい
。部品（すなわち、基体）がオーステナイト系ステンレ
ス鋼などの非磁性金属から造られていることは磁気特性
検出の際に有利である。
【０００８】ステンレス鋼層を１０３ ℃／秒以下の冷
却速度で肉盛溶着して部品の表面上に形成することでシ
ェフラー状態図に示された金属組織とすることができる
。 あるいは、シェフラー状態図に示された金属組織を有す
る材料を溶接などの手法によって部品表面に接合する。 再溶融急冷凝固の時の冷却速度が２×１０３ 〜１０７
℃／秒であることが好ましく、後述するようにシェフ
ラー状態図での０％フェライト量ライン（ａ）および１
００％フェライト量ライン（ｂ）の間が狭まるようにな
って、肉盛溶着の金属（ステンレス鋼）層とは異なるオ
ーステナイト量とフェライト量との比でかつ異なる金属
組織（微細な棒状共晶凝固組織ないしマッシブ凝固（パ
ーティションレス凝固）組織が得られる（中尾、西本：
ステンレス鋼のレーザグレージング」、生産と技術、Ｖ
ｏｌ．４２， Ｎｏ．３夏号、（社）生産技術振興協会
（１９９０）、 ３９−４４参照）。
却速度で肉盛溶着して部品の表面上に形成することでシ
ェフラー状態図に示された金属組織とすることができる
。 あるいは、シェフラー状態図に示された金属組織を有す
る材料を溶接などの手法によって部品表面に接合する。 再溶融急冷凝固の時の冷却速度が２×１０３ 〜１０７
℃／秒であることが好ましく、後述するようにシェフ
ラー状態図での０％フェライト量ライン（ａ）および１
００％フェライト量ライン（ｂ）の間が狭まるようにな
って、肉盛溶着の金属（ステンレス鋼）層とは異なるオ
ーステナイト量とフェライト量との比でかつ異なる金属
組織（微細な棒状共晶凝固組織ないしマッシブ凝固（パ
ーティションレス凝固）組織が得られる（中尾、西本：
ステンレス鋼のレーザグレージング」、生産と技術、Ｖ
ｏｌ．４２， Ｎｏ．３夏号、（社）生産技術振興協会
（１９９０）、 ３９−４４参照）。
【０００９】高密度エネルギーがＹＡＧレーザ光である
ことは好ましく、電子ビーム、アーク放電などであって
も良い。
ことは好ましく、電子ビーム、アーク放電などであって
も良い。
【００１０】
【作用】本発明では、シェフラー状態図に示すように、
冷却速度１０３ ℃／秒以下の急冷条件下で形成したと
きに、オーステナイトとフェライトとの共存する領域の
ステンレス鋼を用い、このステンレス鋼をパルスレーザ
光照射で短時間に溶融し、すぐに急冷凝固（冷却速度：
２×１０３ 〜１０７ ℃／秒で）させると、溶融凝固
部分はオーステナイト量とフェライト量との比および金
属組織が母材（レーザ照射されないステンレス鋼部分）
に対して変化し、磁気的性質も変化する。
冷却速度１０３ ℃／秒以下の急冷条件下で形成したと
きに、オーステナイトとフェライトとの共存する領域の
ステンレス鋼を用い、このステンレス鋼をパルスレーザ
光照射で短時間に溶融し、すぐに急冷凝固（冷却速度：
２×１０３ 〜１０７ ℃／秒で）させると、溶融凝固
部分はオーステナイト量とフェライト量との比および金
属組織が母材（レーザ照射されないステンレス鋼部分）
に対して変化し、磁気的性質も変化する。
【００１１】ステンレス鋼を含む鋼の溶着（溶接、肉盛
など）の金属組織を表すシェフラー状態図では、図１に
示すように、横軸をクロム（Ｃｒ）当量（フェライト安
定化元素Ｃｒと、Ｃｒと同様の効果のある他の元素との
合計）とし、縦軸をニッケル（Ｎｉ）当量（オーステナ
イト安定化元素Ｎｉと、Ｎｉと同様の効果のある他の元
素との合計）としてある。基本的には、Ｎｉ当量が大き
くかつＣｒ当量が小さい領域での金属組織はオーステナ
イトとなり、Ｎｉ当量が小さくかつＣｒ当量が大きい領
域ではフェライトとなり、Ｎｉ当量とＣｒ当量とが適当
な割合で存在する領域ではフェライト、オーステナイト
、マルテンサイトが共存している。
など）の金属組織を表すシェフラー状態図では、図１に
示すように、横軸をクロム（Ｃｒ）当量（フェライト安
定化元素Ｃｒと、Ｃｒと同様の効果のある他の元素との
合計）とし、縦軸をニッケル（Ｎｉ）当量（オーステナ
イト安定化元素Ｎｉと、Ｎｉと同様の効果のある他の元
素との合計）としてある。基本的には、Ｎｉ当量が大き
くかつＣｒ当量が小さい領域での金属組織はオーステナ
イトとなり、Ｎｉ当量が小さくかつＣｒ当量が大きい領
域ではフェライトとなり、Ｎｉ当量とＣｒ当量とが適当
な割合で存在する領域ではフェライト、オーステナイト
、マルテンサイトが共存している。
【００１２】フェライト・オーステナイト共存組織とな
る領域は、Ｎｉ当量を変数Ｙｎ、Ｃｒ当量を変数Ｘｃと
すると下記の１式： １．１０１Ｘｃ−８．１３９≧Ｙｎ≧０．３２
５Ｘｃ−３．９５３（Ｘｃ≧０、Ｙｎ≧０） ……
１式 で表され、線（ａ）が０％フェライト（１００％オース
テナイト）量の境界ラインであり、線（ｂ）が１００％
フェライト（０％オーステナイト）量の境界ラインであ
る。
る領域は、Ｎｉ当量を変数Ｙｎ、Ｃｒ当量を変数Ｘｃと
すると下記の１式： １．１０１Ｘｃ−８．１３９≧Ｙｎ≧０．３２
５Ｘｃ−３．９５３（Ｘｃ≧０、Ｙｎ≧０） ……
１式 で表され、線（ａ）が０％フェライト（１００％オース
テナイト）量の境界ラインであり、線（ｂ）が１００％
フェライト（０％オーステナイト）量の境界ラインであ
る。
【００１３】
なお、Ｙｎ≦−０．８０１Ｘｃ＋２５．５２（Ｘｃ
≧０、Ｙｎ≧０）…… ２式で表される領域（線（ｃ
）より下側）ではマルテンサイトが混在する。シェフラ
ー状態図は溶着金属が１０３ ℃／秒程度以下の冷却速
度で凝固した場合の組織図であり、冷却速度がより速く
なると、１式で示されるフェライト・オーステナイト共
存組織が狭くなるように、線（ａ）および（ｂ）が下記
の３式： Ｙｎ＝０．８７Ｘｃ−８．６７（Ｘｃ≧０、Ｙ
ｎ≧０）…… ３式の線（ｄ）に近づく。このことは
上述した参考文献の第４１頁、図４に開示されている。 また、冷却速度を速くすることで得られる金属組織（微
細な棒状共晶凝固組織ないしマッシブ凝固組織）の状態
図が同じ第４１頁、図３に開示されている。
≧０、Ｙｎ≧０）…… ２式で表される領域（線（ｃ
）より下側）ではマルテンサイトが混在する。シェフラ
ー状態図は溶着金属が１０３ ℃／秒程度以下の冷却速
度で凝固した場合の組織図であり、冷却速度がより速く
なると、１式で示されるフェライト・オーステナイト共
存組織が狭くなるように、線（ａ）および（ｂ）が下記
の３式： Ｙｎ＝０．８７Ｘｃ−８．６７（Ｘｃ≧０、Ｙ
ｎ≧０）…… ３式の線（ｄ）に近づく。このことは
上述した参考文献の第４１頁、図４に開示されている。 また、冷却速度を速くすることで得られる金属組織（微
細な棒状共晶凝固組織ないしマッシブ凝固組織）の状態
図が同じ第４１頁、図３に開示されている。
【００１４】そのために、１式で表される領域では冷却
速度を速める（変える）ことによってフェライト量とオ
ーステナイト量を変えることができる。その領域のうち
１．１０１Ｘｃ−８．１３９≧Ｙｎ≧０．８７
Ｘｃ−８．６７（Ｘｃ≧０、Ｙｎ≧０）…… ４式 で表される領域（線（ａ）および（ｄ）で挟まれた領域
）では、フェライト量が減少し（即ち、オーステナイト
領域が拡大し）、一方、 ０．８７Ｘｃ−８．６７≧Ｙｎ≧０．３２５Ｘ
ｃ−３．９５３（Ｘｃ≧０、Ｙｎ≧０） …… ５
式 で表される領域（線（ｄ）および（ｂ）で挟まれた領域
）では、フェライト量が増加する（即ち、フェライト領
域が拡大する）。
速度を速める（変える）ことによってフェライト量とオ
ーステナイト量を変えることができる。その領域のうち
１．１０１Ｘｃ−８．１３９≧Ｙｎ≧０．８７
Ｘｃ−８．６７（Ｘｃ≧０、Ｙｎ≧０）…… ４式 で表される領域（線（ａ）および（ｄ）で挟まれた領域
）では、フェライト量が減少し（即ち、オーステナイト
領域が拡大し）、一方、 ０．８７Ｘｃ−８．６７≧Ｙｎ≧０．３２５Ｘ
ｃ−３．９５３（Ｘｃ≧０、Ｙｎ≧０） …… ５
式 で表される領域（線（ｄ）および（ｂ）で挟まれた領域
）では、フェライト量が増加する（即ち、フェライト領
域が拡大する）。
【００１５】フェライトは強磁性であり、オーステナイ
トは非磁性であるので、シェフラー状態図での１式で表
されるフェライト・オーステナイト共存領域では、基本
的に冷却速度を速めることによって、金属組織のオース
テナイト量とフェライト量との比がそして金属組織自体
も変化し、磁気的性質も変化する。そして、磁気的特性
の変化（検出器（共振コイル）からの信号強度差）をス
テンレス鋼組成との関係で調べると、図１での閉領域（
点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄで囲まれた領域）アの範囲内であれば
、磁気的特性変化を評価することができる。さらに、図
１での閉領域（点Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈで囲まれた領域）イの
範囲内であれば、よりはっきりとした磁気的特性変化が
得られる。また、Ｎｉ当量およびＣｒ当量が多すぎると
、加工しにくくなり、さらに原料費のコストアップにな
るので、上記範囲に限定する。
トは非磁性であるので、シェフラー状態図での１式で表
されるフェライト・オーステナイト共存領域では、基本
的に冷却速度を速めることによって、金属組織のオース
テナイト量とフェライト量との比がそして金属組織自体
も変化し、磁気的性質も変化する。そして、磁気的特性
の変化（検出器（共振コイル）からの信号強度差）をス
テンレス鋼組成との関係で調べると、図１での閉領域（
点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄで囲まれた領域）アの範囲内であれば
、磁気的特性変化を評価することができる。さらに、図
１での閉領域（点Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈで囲まれた領域）イの
範囲内であれば、よりはっきりとした磁気的特性変化が
得られる。また、Ｎｉ当量およびＣｒ当量が多すぎると
、加工しにくくなり、さらに原料費のコストアップにな
るので、上記範囲に限定する。
【００１６】ステンレス鋼の金属組織での磁気特性変化
は変化しない部分と変化した部分との比較で検出でき、
そのためには、センシングコイル、ホール素子、ＭＲ素
子などの磁気／電気特性検出器を用いることができる。 したがって、本願発明に係る組成を有するステンレス鋼
をシェフラー状態図でのフェライト・オーステナイト共
存組織にした母材（層）の表面に信号パターン形状に応
じてレーザ光照射で再溶融し高速冷却凝固させて磁気特
性を変化させた部分を形成することで、信号パターン（
磁気目盛りなど）を形成することができる。
は変化しない部分と変化した部分との比較で検出でき、
そのためには、センシングコイル、ホール素子、ＭＲ素
子などの磁気／電気特性検出器を用いることができる。 したがって、本願発明に係る組成を有するステンレス鋼
をシェフラー状態図でのフェライト・オーステナイト共
存組織にした母材（層）の表面に信号パターン形状に応
じてレーザ光照射で再溶融し高速冷却凝固させて磁気特
性を変化させた部分を形成することで、信号パターン（
磁気目盛りなど）を形成することができる。
【００１７】この再溶融急冷凝固処理の前および後に、
ステンレス鋼層の表面を研削、研磨を含めた機械加工す
ることは、信号パターンの精度を高めるだけでなく、検
出器のプローブがステンレス鋼層の表面と接触する場合
には、検出器のプローブとの摺動を滑らかにしたり、プ
ローブとの間隙を小さくかつプローブを傷つけないなど
の効果がある。
ステンレス鋼層の表面を研削、研磨を含めた機械加工す
ることは、信号パターンの精度を高めるだけでなく、検
出器のプローブがステンレス鋼層の表面と接触する場合
には、検出器のプローブとの摺動を滑らかにしたり、プ
ローブとの間隙を小さくかつプローブを傷つけないなど
の効果がある。
【００１８】そして、信号パターン（再溶融急冷凝固領
域・部分）を特定方向に周期的に繰り返すように形成す
れば、異なる磁気特性値が交互に繰り返される信号（磁
気目盛り信号）が得られ、あるいは、特定方向に連続的
に幅を減少または増加させるように形成すれは、磁気特
性値が徐々に低下または増大する信号を得られる。これ
ら信号によって、部材の位置や速度を特定・算定するこ
とができる。
域・部分）を特定方向に周期的に繰り返すように形成す
れば、異なる磁気特性値が交互に繰り返される信号（磁
気目盛り信号）が得られ、あるいは、特定方向に連続的
に幅を減少または増加させるように形成すれは、磁気特
性値が徐々に低下または増大する信号を得られる。これ
ら信号によって、部材の位置や速度を特定・算定するこ
とができる。
【００１９】
【実施例】以下、添付図面を参照して、本発明の実施態
様例および比較例によって本発明を詳細に説明する。図
２に示すリングロータを次のようにして製作した。先ず
、オーステナイト鋼のＳＵＳ３０４（非磁性金属）の円
筒リング１を用意し、その形状は外径が３７．７ｍｍ、
内径が３０．０ｍｍ、および幅が８．０ｍｍであった。 このリング１の外周中央に幅が４．０ｍｍで、深さ０．
５ｍｍの溝を機械加工で形成した。表１に示す組成のス
テンレス鋼の合金粉末Ｎｏ．１〜２３（試料）を用意し
た。
様例および比較例によって本発明を詳細に説明する。図
２に示すリングロータを次のようにして製作した。先ず
、オーステナイト鋼のＳＵＳ３０４（非磁性金属）の円
筒リング１を用意し、その形状は外径が３７．７ｍｍ、
内径が３０．０ｍｍ、および幅が８．０ｍｍであった。 このリング１の外周中央に幅が４．０ｍｍで、深さ０．
５ｍｍの溝を機械加工で形成した。表１に示す組成のス
テンレス鋼の合金粉末Ｎｏ．１〜２３（試料）を用意し
た。
【００２０】
【表１】
【００２１】そして、これらの合金粉末Ｎｏ．１〜２３
をシェフラー状態図に記入すると、図４のようになる。 リング１の溝に用意した合金粉末を連続的に供給し、下
記条件のＣＯ２ レーザを合金粉末に照射して、リング
１の回転によってこの粉末を連続的に溶解し、レーザか
ら外れた溶融体は直ちに凝固して、肉盛層２となった。
をシェフラー状態図に記入すると、図４のようになる。 リング１の溝に用意した合金粉末を連続的に供給し、下
記条件のＣＯ２ レーザを合金粉末に照射して、リング
１の回転によってこの粉末を連続的に溶解し、レーザか
ら外れた溶融体は直ちに凝固して、肉盛層２となった。
【００２２】ＣＯ２ レーザビーム：集光レンズにて直
径２ｍｍの大きさに集光したレーザビームを幅５ｍｍと
なるようにビームオシレータにて走査した。 ＣＯ２ レーザ出力： ２．５Ｋｗ レーザ走査速度： ２００ｍｍ／分この肉盛溶接
によってシェフラー状態図に対応した組織のステンレス
肉盛層２をリング１の全周に形成し、研削加工で外径を
３７．５ｍｍにして、幅４ｍｍで深さ０．３ｍｍの帯状
レーザ肉盛層２とした。
径２ｍｍの大きさに集光したレーザビームを幅５ｍｍと
なるようにビームオシレータにて走査した。 ＣＯ２ レーザ出力： ２．５Ｋｗ レーザ走査速度： ２００ｍｍ／分この肉盛溶接
によってシェフラー状態図に対応した組織のステンレス
肉盛層２をリング１の全周に形成し、研削加工で外径を
３７．５ｍｍにして、幅４ｍｍで深さ０．３ｍｍの帯状
レーザ肉盛層２とした。
【００２３】レーザ肉盛層２に、図２に示すように、パ
ルスＹＡＧレーザ光３を集光レンズ４にて微小スポット
に集光して、スケール（目盛り）間隔Ｗ（２．２５ｍｍ
）で幅ｄ（１．１２５ｍｍ）のスポット処理部５となる
ように再溶融急冷処理（スポット処理）を行った。この
レーザスポット処理条件は次の通りであった。ＹＡＧレ
ーザビーム： 集光レンズにて直径０．２ｍｍのサイ
ズに集光。
ルスＹＡＧレーザ光３を集光レンズ４にて微小スポット
に集光して、スケール（目盛り）間隔Ｗ（２．２５ｍｍ
）で幅ｄ（１．１２５ｍｍ）のスポット処理部５となる
ように再溶融急冷処理（スポット処理）を行った。この
レーザスポット処理条件は次の通りであった。ＹＡＧレ
ーザビーム： 集光レンズにて直径０．２ｍｍのサイ
ズに集光。
【００２４】
レーザ用Ｘｅランプ放電電圧： ４４０Ｖレーザパル
ス幅： ０．５ｍｓｅｃ パルスレート： ５０ｐｐｓ 溶融スポット直径： ０．２８ｍｍ 溶融スポットの中心間の間隔： 縦・横ともに０．２
ｍｍ冷却速度： １０５ 〜１０７ ℃／秒このＹＡ
Ｇレーザよる再溶融後の冷却凝固では、その冷却速度が
シェフラー状態図の場合よりも速く、得られる処理部で
はその組織（オーステナイト量とフェライト量との比あ
るいは金属組織自体）が非処理部（レーザ照射されない
部分）と異なる。
ス幅： ０．５ｍｓｅｃ パルスレート： ５０ｐｐｓ 溶融スポット直径： ０．２８ｍｍ 溶融スポットの中心間の間隔： 縦・横ともに０．２
ｍｍ冷却速度： １０５ 〜１０７ ℃／秒このＹＡ
Ｇレーザよる再溶融後の冷却凝固では、その冷却速度が
シェフラー状態図の場合よりも速く、得られる処理部で
はその組織（オーステナイト量とフェライト量との比あ
るいは金属組織自体）が非処理部（レーザ照射されない
部分）と異なる。
【００２５】そして、リングの外周を研磨加工してリン
グロータを製造した。製造したリングロータの肉盛層２
の極近くに図３に示すブロックダイヤグラムの検出器の
共振コイルを配置し、リングロータを回転させて検出器
からの信号強度を調べた。検出器からはスポット処理部
５の間隔（ピッチ）に応じたパルス状の波形が、ＹＡＧ
レーザ処理部５と非処理部（肉盛層２のまま）とでの磁
気特性の差に対応した強度差（波形のピークｔｏピーク
の値）で得られ、その結果を表１に信号出力として併記
する。
グロータを製造した。製造したリングロータの肉盛層２
の極近くに図３に示すブロックダイヤグラムの検出器の
共振コイルを配置し、リングロータを回転させて検出器
からの信号強度を調べた。検出器からはスポット処理部
５の間隔（ピッチ）に応じたパルス状の波形が、ＹＡＧ
レーザ処理部５と非処理部（肉盛層２のまま）とでの磁
気特性の差に対応した強度差（波形のピークｔｏピーク
の値）で得られ、その結果を表１に信号出力として併記
する。
【００２６】表１の信号出力の値と図４での試料番号位
置を検討すると、閉領域（点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄで囲まれた
領域）アの範囲内で信号出力がある程度得られ、さらに
、図１での閉領域（点Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈで囲まれた領域）
イの範囲内で大きな信号出力が得られる。上述の実施例
ではリング形状であったが、板（さらには棒）を基体と
して、その上に肉盛層を形成し、その一部を本発明にし
たがって再溶融急冷処理して信号パターンを形成するこ
ともできる。
置を検討すると、閉領域（点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄで囲まれた
領域）アの範囲内で信号出力がある程度得られ、さらに
、図１での閉領域（点Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈで囲まれた領域）
イの範囲内で大きな信号出力が得られる。上述の実施例
ではリング形状であったが、板（さらには棒）を基体と
して、その上に肉盛層を形成し、その一部を本発明にし
たがって再溶融急冷処理して信号パターンを形成するこ
ともできる。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る信号
パターンの形成方法では、従来よりも広い組成範囲での
ステンレス鋼を用いて、先にシェフラー状態図でのフェ
ライト・オーステナイト共存組織にしておいてからその
一部をもっと早い冷却速度となる再溶融急冷処理で組織
を即ち磁気特性を変化させ、その変化を信号検出に利用
している。そこで、本願発明では、従来方法でのマルテ
ンサイト化のための強加工は必要ないし、非晶質化のた
めに必要とされる特定の組成合金の用意と相当速い冷却
速度といった限定が緩やかな条件で済む。さらに、マル
テンサイト組織に比較してフェライト・オーステナイト
共存（混合）組織では耐食性が向上する。
パターンの形成方法では、従来よりも広い組成範囲での
ステンレス鋼を用いて、先にシェフラー状態図でのフェ
ライト・オーステナイト共存組織にしておいてからその
一部をもっと早い冷却速度となる再溶融急冷処理で組織
を即ち磁気特性を変化させ、その変化を信号検出に利用
している。そこで、本願発明では、従来方法でのマルテ
ンサイト化のための強加工は必要ないし、非晶質化のた
めに必要とされる特定の組成合金の用意と相当速い冷却
速度といった限定が緩やかな条件で済む。さらに、マル
テンサイト組織に比較してフェライト・オーステナイト
共存（混合）組織では耐食性が向上する。
【図１】ステンレス鋼を含む鋼のシェフラー状態図であ
る。
る。
【図２】リングロータの肉盛層にＹＡＧレーザによる再
溶融急冷処理を施している斜視図である。
溶融急冷処理を施している斜視図である。
【図３】磁気特性の検出器のブロックダイヤグラムであ
る。
る。
【図４】試料Ｎｏ．１〜２３を記入したステンレス鋼を
含む鋼のシェフラー状態図である。
含む鋼のシェフラー状態図である。
１…リング
２…肉盛層
３…ＹＡＧレーザ
４…集光レンズ
５…スポット処理部
Claims (3)
- 【請求項１】 部品の表面に、添付図面のシェフラー
状態図に示すように点Ａ（１５．２％Ｃｒ当量、８．０
％Ｎｉ当量）、Ｂ（２１．２％Ｃｒ当量、３．２％Ｎｉ
当量）、Ｃ（４０．０％Ｃｒ当量、１３．０％Ｎｉ当量
）、Ｄ（３７．０％Ｃｒ当量、３０．０％Ｎｉ当量）で
囲まれる範囲内のオーステナイトとフェライトの共存組
織を有するステンレス鋼層を配置し、該部品表面を所定
寸法に機械加工し、そして、前記ステンレス鋼の表面に
レーザなどの高密度エネルギーを所定信号パターン形状
に印加して局部的に再溶融急冷凝固させて、該高密度エ
ネルギーを印加しない前記ステンレス鋼部分の組織とは
磁気特性を異なるようにすることを特徴とする磁気特性
変化を利用した信号パターンの形成方法。 - 【請求項２】 高密度エネルギーによる再溶融急冷凝
固処理の後に、前記部品に仕上げ表面加工を施すことを
特徴とする請求項１記載の形成方法。 - 【請求項３】 前記部品が非磁性金属で作られている
ことを特徴とする請求項１記載の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3022319A JP2616504B2 (ja) | 1991-02-15 | 1991-02-15 | 磁気特性変化を利用した信号パターンの形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3022319A JP2616504B2 (ja) | 1991-02-15 | 1991-02-15 | 磁気特性変化を利用した信号パターンの形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04259385A true JPH04259385A (ja) | 1992-09-14 |
| JP2616504B2 JP2616504B2 (ja) | 1997-06-04 |
Family
ID=12079404
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3022319A Expired - Fee Related JP2616504B2 (ja) | 1991-02-15 | 1991-02-15 | 磁気特性変化を利用した信号パターンの形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2616504B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0803582A3 (en) * | 1996-04-26 | 1997-11-12 | Denso Corporation | Method of stress inducing transformation of austenite stainless steel and method of producing composite magnetic members |
| US10072943B2 (en) | 2011-03-03 | 2018-09-11 | Rls Merilna Tehnika D.O.O. | Method of scale substrate manufacture |
| DE102018128433A1 (de) | 2018-11-08 | 2020-05-14 | Technische Universität Wien | Verfahren zur Bearbeitung eines einen Informationsbereich aufweisenden Bauteils, Bauteil mit einem Informationsbereich und Messsystem |
| CN111693563A (zh) * | 2020-05-08 | 2020-09-22 | 新兴际华集团有限公司 | 铁基重熔层的组织和性能分析方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01174913A (ja) * | 1987-12-29 | 1989-07-11 | Japan Atom Energy Res Inst | 耐熱性耐腐蝕性磁気スケールの製造方法 |
| JPH0287014A (ja) * | 1988-09-26 | 1990-03-27 | Japan Atom Energy Res Inst | 磁気スケールの製造方法 |
| JPH02158912A (ja) * | 1988-12-09 | 1990-06-19 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 磁気記録鋼材およびその製造方法 |
| JPH0312047A (ja) * | 1989-06-08 | 1991-01-21 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 情報記録用鋼板およびそれを用いる記録方法 |
-
1991
- 1991-02-15 JP JP3022319A patent/JP2616504B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| US6143094A (en) * | 1996-04-26 | 2000-11-07 | Denso Corporation | Method of stress inducing transformation of austenite stainless steel and method of producing composite magnetic members |
| EP1178123A1 (en) * | 1996-04-26 | 2002-02-06 | Denso Corporation | Method of stress inducing transformation of austenite stainless steel and method of producing composite magnetic members |
| US6521055B1 (en) | 1996-04-26 | 2003-02-18 | Denso Corporation | Method of stress inducing transformation of austenite stainless steel and method of producing composite magnetic members |
| US6949148B2 (en) | 1996-04-26 | 2005-09-27 | Denso Corporation | Method of stress inducing transformation of austenite stainless steel and method of producing composite magnetic members |
| US10072943B2 (en) | 2011-03-03 | 2018-09-11 | Rls Merilna Tehnika D.O.O. | Method of scale substrate manufacture |
| DE102018128433A1 (de) | 2018-11-08 | 2020-05-14 | Technische Universität Wien | Verfahren zur Bearbeitung eines einen Informationsbereich aufweisenden Bauteils, Bauteil mit einem Informationsbereich und Messsystem |
| WO2020094808A1 (de) | 2018-11-08 | 2020-05-14 | Technische Universität Wien | Verfahren zur bearbeitung eines einen informationsbereich aufweisenden bauteils, bauteil mit einem informationsbereich und messsystem |
| CN111693563A (zh) * | 2020-05-08 | 2020-09-22 | 新兴际华集团有限公司 | 铁基重熔层的组织和性能分析方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2616504B2 (ja) | 1997-06-04 |
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|---|---|---|---|
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