JPS5976816A - 表面焼入れ法 - Google Patents
表面焼入れ法Info
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- JPS5976816A JPS5976816A JP18853582A JP18853582A JPS5976816A JP S5976816 A JPS5976816 A JP S5976816A JP 18853582 A JP18853582 A JP 18853582A JP 18853582 A JP18853582 A JP 18853582A JP S5976816 A JPS5976816 A JP S5976816A
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- Japan
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- hardening
- laser beam
- cooling
- hardened layer
- laser
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- Pending
Links
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/06—Surface hardening
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Heat Treatment Of Articles (AREA)
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】
本発明はレーザビームによる小熱容畦体、若しくは薄肉
体の表面焼入れ法に関する。
体の表面焼入れ法に関する。
レーザ焼入わ法は、レーザビームによす材料表面を局部
的に加熱し、８辺母拐への熱拡散に焼入れ歪が小さいこ
と及びレーザビーム自体。
的に加熱し、８辺母拐への熱拡散に焼入れ歪が小さいこ
と及びレーザビーム自体。
狭隘個所へσ）伝送か容易なこと等からシリンダライナ
ー、パイプ、各撞ハウジング等円筒材料の内面焼入れに
適すると考えられる。このような円筒状部劇では内径か
８０〜ＩＱＯｗ＋Ｉ１１．肉ｊ厚か内径のｌ／２０〜１
／１０のものが多い。ところが従来のレーザ焼入れ法を
用いて薄肉円筒の内面を全面にわたって表面φ入れする
場合、ミクロにみて熱容帛が小さいので、この自冷作用
か弱まり、十分な冷却速度か得られ１変態硬化、４か形
成され雌い。同様な現象はレーザビームによる小熱容屋
体の表面焼入れ法に関しても問題となる。
ー、パイプ、各撞ハウジング等円筒材料の内面焼入れに
適すると考えられる。このような円筒状部劇では内径か
８０〜ＩＱＯｗ＋Ｉ１１．肉ｊ厚か内径のｌ／２０〜１
／１０のものが多い。ところが従来のレーザ焼入れ法を
用いて薄肉円筒の内面を全面にわたって表面φ入れする
場合、ミクロにみて熱容帛が小さいので、この自冷作用
か弱まり、十分な冷却速度か得られ１変態硬化、４か形
成され雌い。同様な現象はレーザビームによる小熱容屋
体の表面焼入れ法に関しても問題となる。
また、このような小熱容量体若しくは薄肉体の表面焼入
れに際し、自冷作用を助ける目的で。
れに際し、自冷作用を助ける目的で。
ビーム照射鏝部材に直接水を浴ひせて、水焼入れを施す
事も考えられるが、照射作業及び焼入れ作業に要する時
間中前月を放置しておかなけれはならず、冷却速１枦の
低下に伴う焼入れ材料の不具合点をある程度覚悟する必
要があり、その上、レーザ加工ヘッド及びレンズ・ミラ
ー等の光学部品が汚染し或いは破填するおそれも牛する
。
事も考えられるが、照射作業及び焼入れ作業に要する時
間中前月を放置しておかなけれはならず、冷却速１枦の
低下に伴う焼入れ材料の不具合点をある程度覚悟する必
要があり、その上、レーザ加工ヘッド及びレンズ・ミラ
ー等の光学部品が汚染し或いは破填するおそれも牛する
。
本発明は上記従来技術の欠点をｌＩＦ７消して、小熱叶
体若しくは薄肉体に対して均一、良好な表面硬化層を形
ＩＪνでき、しかもレーザビーム発生伝達糸σ）光学部
品の汚染や破１１１のおそれのない表面焼入れ法を提供
する事を目的とする。
体若しくは薄肉体に対して均一、良好な表面硬化層を形
ＩＪνでき、しかもレーザビーム発生伝達糸σ）光学部
品の汚染や破１１１のおそれのない表面焼入れ法を提供
する事を目的とする。
そのため１本発明の表面焼入れ法は、レーザビームを小
熱容１体若しくは薄肉体に照射して部材表面を硬化させ
る表面焼入れ法において。
熱容１体若しくは薄肉体に照射して部材表面を硬化させ
る表面焼入れ法において。
ビーム照射点以外の少なくともｌ而を冷却液に接触させ
なから、レーザビームをｌり射薇に照射する事を蚤旨と
する。
なから、レーザビームをｌり射薇に照射する事を蚤旨と
する。
や
ここで、冷却液と冷却節力を有する液体であれはよく、
水に限定されるものでないＭ４は言うまでもない。
水に限定されるものでないＭ４は言うまでもない。
また、冷却を施す血はなるべくビーム照射唐に近いほう
が効果か著しい。
が効果か著しい。
μ下１図面をもって本発明を詳説する。
第１ ＋１に本発明の＃！ｌ実施例に係る。練肉円筒内
面のレーザ表面焼入れを示１“装＾及び治具の断面模式
図である。
面のレーザ表面焼入れを示１“装＾及び治具の断面模式
図である。
破焼入れ部材として内径７０ｍｍ、肉厚１０ｍｍ＋長さ
８０ＩＩＩＩｎの０４５％炭素＃、ｆｆ ｒ”Ｔ内円
筒体１？その軸か鉛１一方向となるＪ、うにテーブル２
トに固設し、該薄肉円筒物１の外壁にｏ ｌフグ４を介
して密設された貯槽５内に冷却液としての水８を循環さ
せた。ここで貯槽５の外径は約１５０ｍｍとし円筒材の
は目２倍とした。さらに１シ１示しないレーザビーム発
生器から発生したレーザビーム６を反射璋９を介して螺
旋状に照射して円筒内面全面にわたる表面焼入れを行っ
た。
８０ＩＩＩＩｎの０４５％炭素＃、ｆｆ ｒ”Ｔ内円
筒体１？その軸か鉛１一方向となるＪ、うにテーブル２
トに固設し、該薄肉円筒物１の外壁にｏ ｌフグ４を介
して密設された貯槽５内に冷却液としての水８を循環さ
せた。ここで貯槽５の外径は約１５０ｍｍとし円筒材の
は目２倍とした。さらに１シ１示しないレーザビーム発
生器から発生したレーザビーム６を反射璋９を介して螺
旋状に照射して円筒内面全面にわたる表面焼入れを行っ
た。
焼入れ条件は次のとおりである。
レーザパワー８県
レーザビーム径１！ｉｍｍφ
ビーム移動速Ｗ ０５ＩＩＩ ／ ｍ ｉ ｎまた本発
明の効果を明確とするため比較例として水による冷却無
しで管内面のレーザ表面鋳入れも行った。表面焼入れを
／Ｉｉ Ｌ、た管断面模式図を第２１ツ１に７Ｉりす。
明の効果を明確とするため比較例として水による冷却無
しで管内面のレーザ表面鋳入れも行った。表面焼入れを
／Ｉｉ Ｌ、た管断面模式図を第２１ツ１に７Ｉりす。
第２１−ｇｌで８は硬化域をｂは硬さ６１１１定方同を
示すが、それらイ使化部の深さ方向の硬さ分布を調査し
た結果を第８１ン１に示す。
示すが、それらイ使化部の深さ方向の硬さ分布を調査し
た結果を第８１ン１に示す。
従来の冷却のない方法では＃ 答１か小さいた碇）。
憚ｉ旧全体の７．誠実か官しく一ヒ劉し９部相の温度勾
内［１が小さくなるためレーザビームによる加熱域の冷
却速度か低くなり、マルテンサイト変態かおこらないの
でビッカース硬さは低い。その金杯組織もベイナイト等
の中間組織が主体であった。
内［１が小さくなるためレーザビームによる加熱域の冷
却速度か低くなり、マルテンサイト変態かおこらないの
でビッカース硬さは低い。その金杯組織もベイナイト等
の中間組織が主体であった。
こねに対して本発明の実施例では０円筒材料自体の熱容
量か小さくとも例壁に接する水の冷却効果により、レー
ザ焼入れ中における部側の加熱部近傍の温度勾配が十分
大きく保たれ、レーザビーム照射域の冷却速度が十分速
くなるので、焼入れによる変態硬化層を深く形成する事
かできる。ここで硬化層の組織は均一なマルテンサイト
より成っていた。
量か小さくとも例壁に接する水の冷却効果により、レー
ザ焼入れ中における部側の加熱部近傍の温度勾配が十分
大きく保たれ、レーザビーム照射域の冷却速度が十分速
くなるので、焼入れによる変態硬化層を深く形成する事
かできる。ここで硬化層の組織は均一なマルテンサイト
より成っていた。
また１本実施例によれは、レーザビーム照射域に的壕、
水等の液体な浴Ｏ・せイ）ものではなし飄タメ、レーザ
加エヘソド及びレンズ・ミラー等の光学部品を汚染或は
破損するおそれかなかった。
水等の液体な浴Ｏ・せイ）ものではなし飄タメ、レーザ
加エヘソド及びレンズ・ミラー等の光学部品を汚染或は
破損するおそれかなかった。
本発明の第２実施例として、炒入れ便利が細径シャフト
７の場合を第４図に、第８実施例として焼入れ部材が南
東８の場合を第５図に示す。
７の場合を第４図に、第８実施例として焼入れ部材が南
東８の場合を第５図に示す。
いずれの実＃１例においても、冷却により加熱部均傍の
温度勾配が大きいため、ビームの移動とともに周囲への
熱伝導が急速に行われる結果。
温度勾配が大きいため、ビームの移動とともに周囲への
熱伝導が急速に行われる結果。
十分な焼入れ効果が得られる。
以上詳述したとおり、大発明の表面焼入れ法は、レーザ
ビーム発生・伝達系の光学部品を汚染及び破損させる事
なく、小熱容景体若しくは博肉体に対して十分な硬度の
焼入れ表面層を作る事ができるので表面硬さの必要な端
肉管等。
ビーム発生・伝達系の光学部品を汚染及び破損させる事
なく、小熱容景体若しくは博肉体に対して十分な硬度の
焼入れ表面層を作る事ができるので表面硬さの必要な端
肉管等。
特にきびしい耐摩耗性の要求さｉするエンジ；／のシリ
ンダや建設機械の油圧管等の表面焼入れ法として鍛適で
ある。
ンダや建設機械の油圧管等の表面焼入れ法として鍛適で
ある。
４、 ＋ｚｌ 面ノ＋’１１１．Ｉｖ１． ｌｔ ｍ
明第１図、第４図及び第５図は本発明の実施例にがかる
治具断面模式図であり、第２図は表面焼入れ管の断面樺
式図、第３１図は本発明の第−実施例及び比較例の表面
焼入れによる硬ＩＷ分布の比較線図である。
明第１図、第４図及び第５図は本発明の実施例にがかる
治具断面模式図であり、第２図は表面焼入れ管の断面樺
式図、第３１図は本発明の第−実施例及び比較例の表面
焼入れによる硬ＩＷ分布の比較線図である。
ｌ；被加熱部材、３：冷却液、５：貯槽、６：レーザビ
ーム、ａ：硬化域、 ｂ ：Ｗｉｌ［Ｉり定方稟１閃 扇２圀 第３図
ーム、ａ：硬化域、 ｂ ：Ｗｉｌ［Ｉり定方稟１閃 扇２圀 第３図
Claims (1)
- レーザビームを小熱容量体若しくは７α肉体に照射して
部拐表面を硬化させる表面焼入れ法において、ビーム照
射点り外の少なくとも１面を冷却液をご接触させなから
、レーザビームを照射点に照射する事を特徴とする表面
焼入れ法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18853582A JPS5976816A (ja) | 1982-10-27 | 1982-10-27 | 表面焼入れ法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18853582A JPS5976816A (ja) | 1982-10-27 | 1982-10-27 | 表面焼入れ法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5976816A true JPS5976816A (ja) | 1984-05-02 |
Family
ID=16225399
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18853582A Pending JPS5976816A (ja) | 1982-10-27 | 1982-10-27 | 表面焼入れ法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5976816A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60251222A (ja) * | 1984-05-26 | 1985-12-11 | Toshiba Corp | 薄肉円筒の硬化処理方法 |
| JPS6160818A (ja) * | 1984-08-29 | 1986-03-28 | Daihatsu Motor Co Ltd | 水冷式内燃機関におけるシリンダブロツクのレ−ザ焼入れ方法 |
| WO2016180736A1 (en) | 2015-05-08 | 2016-11-17 | Ikergune, A.I.E. | Method and apparatus for heat treatment of a ferrous material using an energy beam |
-
1982
- 1982-10-27 JP JP18853582A patent/JPS5976816A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60251222A (ja) * | 1984-05-26 | 1985-12-11 | Toshiba Corp | 薄肉円筒の硬化処理方法 |
| JPS6160818A (ja) * | 1984-08-29 | 1986-03-28 | Daihatsu Motor Co Ltd | 水冷式内燃機関におけるシリンダブロツクのレ−ザ焼入れ方法 |
| WO2016180736A1 (en) | 2015-05-08 | 2016-11-17 | Ikergune, A.I.E. | Method and apparatus for heat treatment of a ferrous material using an energy beam |
| US11047019B2 (en) | 2015-05-08 | 2021-06-29 | Ikergune, A.I.E | Method and apparatus for heat treatment of a ferrous material using an energy beam |
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