JPS61235546A - 低融点金属部材の製造方法 - Google Patents
低融点金属部材の製造方法Info
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- JPS61235546A JPS61235546A JP7590685A JP7590685A JPS61235546A JP S61235546 A JPS61235546 A JP S61235546A JP 7590685 A JP7590685 A JP 7590685A JP 7590685 A JP7590685 A JP 7590685A JP S61235546 A JPS61235546 A JP S61235546A
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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〕
本発明は、レーザービーム等の高密度エネルギ熱線をア
ルミニウム合金等の低融点金属部材に照射して、その金
属部材表面を局部的に溶融・急冷することにより金属組
織を微細化処理する低融点金属部材の製造方法に関する
ものである。
ルミニウム合金等の低融点金属部材に照射して、その金
属部材表面を局部的に溶融・急冷することにより金属組
織を微細化処理する低融点金属部材の製造方法に関する
ものである。
金属部材表面にレーザービーム等の高密度エネルギ熱線
を照射して局部的に溶融・急冷処理することにより、金
属組織を緻密化・硬化させ、金属部材の耐摩耗性などを
向上させる方法は、特開昭５９−８０７１２号公報によ
り既に知られているしかしながら、前記方法をそのまま
アルミニウム合金などの低融点金属部材に適用する場合
、高密度エネルギ熱線の照射強度を一定にして照射位置
を移動させながら溶融を行うと、移動照射の後半におい
て金属母材の温度が照射開始時より大幅に上昇し、この
ため溶融部の厚みが大きくなり、金属組織の微細化が均
一に行われないばかりか、溶融部表面も粗くなり、それ
だけ仕上加工に手間が掛り、製品の寸法精度も低下する
等の問題点を有する。
を照射して局部的に溶融・急冷処理することにより、金
属組織を緻密化・硬化させ、金属部材の耐摩耗性などを
向上させる方法は、特開昭５９−８０７１２号公報によ
り既に知られているしかしながら、前記方法をそのまま
アルミニウム合金などの低融点金属部材に適用する場合
、高密度エネルギ熱線の照射強度を一定にして照射位置
を移動させながら溶融を行うと、移動照射の後半におい
て金属母材の温度が照射開始時より大幅に上昇し、この
ため溶融部の厚みが大きくなり、金属組織の微細化が均
一に行われないばかりか、溶融部表面も粗くなり、それ
だけ仕上加工に手間が掛り、製品の寸法精度も低下する
等の問題点を有する。
本発明は、従来例における前記問題点を考慮してなされ
たものであって、高密度エネルギ熱線の照射により金属
部材を局部的に溶融・急冷処理する方法において、アル
ミニウム合金などの低融点金属部材に適用した場合にも
、溶融部厚みを均一に出来ると共に、溶融部表面の粗さ
も低く抑えることの出来る低融点金属部材の製造方法の
提供を目的とするものである。
たものであって、高密度エネルギ熱線の照射により金属
部材を局部的に溶融・急冷処理する方法において、アル
ミニウム合金などの低融点金属部材に適用した場合にも
、溶融部厚みを均一に出来ると共に、溶融部表面の粗さ
も低く抑えることの出来る低融点金属部材の製造方法の
提供を目的とするものである。
本発明は、高密度エネルギ熱線を低融点金属部材に照射
し、局部的に溶融・急冷して金属組織を微細化させる低
融点金属部材の製造方法において、移動しながら照射さ
れる前記高密度エネルギ熱線の照射位置近傍の金属部材
熱量が移動の全行程にわたって略均一に保たれるように
、高密度エネルギ熱線の照射を制御し、以って溶融・急
冷された金属組織が略均一の厚さとなるようにしたこと
を特徴とするものである。
し、局部的に溶融・急冷して金属組織を微細化させる低
融点金属部材の製造方法において、移動しながら照射さ
れる前記高密度エネルギ熱線の照射位置近傍の金属部材
熱量が移動の全行程にわたって略均一に保たれるように
、高密度エネルギ熱線の照射を制御し、以って溶融・急
冷された金属組織が略均一の厚さとなるようにしたこと
を特徴とするものである。
本発明の一実施例を、第１図ないし第７図に基づいて以
下に詳述する。
下に詳述する。
本実施例は低融点金属部材としてアルミニウム合金ＡＣ
８Ａ （１８０Ｘ８０Ｘ８’ ｔｍの平板）を用い、第
１図に示すようにこのアルミニウム合金ｌに対し高密度
エネルギ熱線としてレーザービーム２を走査させながら
照射し、表面が局部的に溶融・急冷処理されたアルミニ
ウム合金１を得る場合に適用したものであって、アルミ
ニウム合金１の表面を移動するレーザービーム２の照射
位置の近傍（ここでは照射位置の直ぐ前方）の母材温度
を順次検出し、その検出温度に基づきレーザービーム２
の照射強度を、照射位置の移動につれて制御するように
したものである。即ち、レーザービーム２の照射が開始
されると、その後アルミニウム合金１の母材温度は次第
に上昇するので、これからビーム照射が行われようとす
る位置の母材温度がすでに上昇している分だけレーザー
ビーム２の照射強度を低く抑えるといった制御を繰り返
すことにより、照射位置に直接与えられるレーザービー
ム２からの熱量とその照射位置の母材にすでに蓄熱され
ている熱量との総和が、アルミニウム合金１の表面局部
溶融に好適な熱量として、照射全行程にわたり略均一に
保たれるようにしたものである。
８Ａ （１８０Ｘ８０Ｘ８’ ｔｍの平板）を用い、第
１図に示すようにこのアルミニウム合金ｌに対し高密度
エネルギ熱線としてレーザービーム２を走査させながら
照射し、表面が局部的に溶融・急冷処理されたアルミニ
ウム合金１を得る場合に適用したものであって、アルミ
ニウム合金１の表面を移動するレーザービーム２の照射
位置の近傍（ここでは照射位置の直ぐ前方）の母材温度
を順次検出し、その検出温度に基づきレーザービーム２
の照射強度を、照射位置の移動につれて制御するように
したものである。即ち、レーザービーム２の照射が開始
されると、その後アルミニウム合金１の母材温度は次第
に上昇するので、これからビーム照射が行われようとす
る位置の母材温度がすでに上昇している分だけレーザー
ビーム２の照射強度を低く抑えるといった制御を繰り返
すことにより、照射位置に直接与えられるレーザービー
ム２からの熱量とその照射位置の母材にすでに蓄熱され
ている熱量との総和が、アルミニウム合金１の表面局部
溶融に好適な熱量として、照射全行程にわたり略均一に
保たれるようにしたものである。
アルミニウム合金１の各部の母材温度の検出は、ここで
は第２図に示すように照射区間長５５ｆｌのうち、レー
ザービーム２の照射開始点から走査距離５ｆｌ、２５＊
ｎ、４５ｍの各地点に熱電対３・・・。
は第２図に示すように照射区間長５５ｆｌのうち、レー
ザービーム２の照射開始点から走査距離５ｆｌ、２５＊
ｎ、４５ｍの各地点に熱電対３・・・。
をセットすることにより、離散的に温度検出を行うよう
にしている。上記熱電対３・・・の埋込み深さは、厚み
８１ｍのアルミニウム合金１に対して、その表面より２
Ｈの深さとしている。又、照射開始時のレーザービーム
２の出力は３．９ＫＷである。
にしている。上記熱電対３・・・の埋込み深さは、厚み
８１ｍのアルミニウム合金１に対して、その表面より２
Ｈの深さとしている。又、照射開始時のレーザービーム
２の出力は３．９ＫＷである。
このときの、レーザービーム２の出力諸条件および前記
各測定点における検出温度などのデータを表１の（１）
欄に示している。
各測定点における検出温度などのデータを表１の（１）
欄に示している。
この方法によるときは、アルミニウム合金１の溶融部近
傍の母材温度は高々３５０℃程度にしか上昇せず、第３
図に斜線で示すようにアルミニウム合金１の表面では、
レーザービーム２の照射開始点から照射終了点までの５
５１１の全照射区間にわたって均一かつ良好な温度条件
で溶融が行われ、溶融部１ａの深度は略１．５＋ｎと均
一になり、表面粗さも低く抑えられる。
傍の母材温度は高々３５０℃程度にしか上昇せず、第３
図に斜線で示すようにアルミニウム合金１の表面では、
レーザービーム２の照射開始点から照射終了点までの５
５１１の全照射区間にわたって均一かつ良好な温度条件
で溶融が行われ、溶融部１ａの深度は略１．５＋ｎと均
一になり、表面粗さも低く抑えられる。
第４図（Ａ）および同図（Ｂ）に、それぞれ上記処理に
おける照射開始点から走査距離５ｆｉの地点および４５
龍の地点の表面の凹凸状態を表面粗さ計で計った測定結
果がグラフで示されている。
おける照射開始点から走査距離５ｆｉの地点および４５
龍の地点の表面の凹凸状態を表面粗さ計で計った測定結
果がグラフで示されている。
このときの表面粗さ計の測定方向は、溶融部１ａに対し
第５図に符号Ａで示す方向である。
第５図に符号Ａで示す方向である。
なお、上記溶融・急冷処理では、アシストガスとしてＡ
「を２．５ｋｇ／ｃｎｉ、５０１／分、使用している。
「を２．５ｋｇ／ｃｎｉ、５０１／分、使用している。
この実施例に対する比較例として、前記アルミニウム合
金１と同一の試料１′に対し、前記表１の（２１ｊｌに
示すレーザービーム照射条件下、すなわち一定照射強度
（ここでは３．９ＫＷ／ＣＩＡ）でビーム走査を行った
従来例による場合の溶融の様子を第６図に、又この場合
の走査距離５鶴地点および４５鶴地点における表面の凹
凸状態を、それぞれ第７図（Ａ）および同図（Ｂ）にグ
ラフで示している。
金１と同一の試料１′に対し、前記表１の（２１ｊｌに
示すレーザービーム照射条件下、すなわち一定照射強度
（ここでは３．９ＫＷ／ＣＩＡ）でビーム走査を行った
従来例による場合の溶融の様子を第６図に、又この場合
の走査距離５鶴地点および４５鶴地点における表面の凹
凸状態を、それぞれ第７図（Ａ）および同図（Ｂ）にグ
ラフで示している。
本実施例の場合の結果を示す第３図から明らかなように
、本実施例ではレーザービーム２の照射によりアルミニ
ウム合金１の温度上昇が進むにつれてレーザービーム２
の照射強度が低くなるように制御され、照射位置におけ
るアルミニウム合金１の熱量が常に略一定に保たれるか
ら、表面局部溶融は照射全行程にわたり略一定の温度条
件で行われ、溶融部１ａの深度も一様となる。又、上記
照射制御により、前記表１の（１）＋１ｉ１１に示すよ
うに溶融部１ａ近傍の母材温度が高々３５０℃程度しか
上昇せず、溶融部１ａが過熱することがないから、その
表面を乱すことがなく、第４図（Ａ）・ （Ｂ）に示す
ようにその表面粗さが低く抑えられるものである。
、本実施例ではレーザービーム２の照射によりアルミニ
ウム合金１の温度上昇が進むにつれてレーザービーム２
の照射強度が低くなるように制御され、照射位置におけ
るアルミニウム合金１の熱量が常に略一定に保たれるか
ら、表面局部溶融は照射全行程にわたり略一定の温度条
件で行われ、溶融部１ａの深度も一様となる。又、上記
照射制御により、前記表１の（１）＋１ｉ１１に示すよ
うに溶融部１ａ近傍の母材温度が高々３５０℃程度しか
上昇せず、溶融部１ａが過熱することがないから、その
表面を乱すことがなく、第４図（Ａ）・ （Ｂ）に示す
ようにその表面粗さが低く抑えられるものである。
因みに、従来例の方法では、前記表１の（２）欄に示す
ように、レーザービーム２の照射が進行するにつれて溶
融部１ａ′近傍の温度は上昇し、照射開始点から４５鰭
の地点では５２０℃にまで達する。そのため第６図に示
すように、この過熱地点において溶融部１ａ′の深度は
３鶴程度にまで達することになり、溶融部１ａ１厚みが
不均一となると共に、第７図（Ｂ）に示すように表面粗
さも増大することになる。
ように、レーザービーム２の照射が進行するにつれて溶
融部１ａ′近傍の温度は上昇し、照射開始点から４５鰭
の地点では５２０℃にまで達する。そのため第６図に示
すように、この過熱地点において溶融部１ａ′の深度は
３鶴程度にまで達することになり、溶融部１ａ１厚みが
不均一となると共に、第７図（Ｂ）に示すように表面粗
さも増大することになる。
本実施例では、レーザービーム２の照射を制御するのに
、その照射強度を変える場合を示したが、これに限らず
レーザービーム２の移動速度を変えることにより照射制
御を行っても良い、即ちレーザービーム２の照射が進む
につれて照射位置近傍の母材温度が上昇すると、検出さ
れた温度上昇に見合う分だけレーザービーム２の移動速
度を速めて、各照射位置におけるアルミニウム合金１の
熱量が照射全行程にわたって略一定となるようにするも
のである。
、その照射強度を変える場合を示したが、これに限らず
レーザービーム２の移動速度を変えることにより照射制
御を行っても良い、即ちレーザービーム２の照射が進む
につれて照射位置近傍の母材温度が上昇すると、検出さ
れた温度上昇に見合う分だけレーザービーム２の移動速
度を速めて、各照射位置におけるアルミニウム合金１の
熱量が照射全行程にわたって略一定となるようにするも
のである。
又、照射位置近傍の温度を検出する手段も、前記した熱
電対３・・・のような接触型センサを用いる場合のほか
、非接触型センサを用いて行うことも可能である。
電対３・・・のような接触型センサを用いる場合のほか
、非接触型センサを用いて行うことも可能である。
なお、この方法に使用する高密度エネルギ熱線として、
前記レーザービーム２のほか電子ビームも適用可能であ
ることは勿論である。
前記レーザービーム２のほか電子ビームも適用可能であ
ることは勿論である。
本発明の低融点金属部材の製造方法は、以上のように高
密度エネルギ熱線を移動させながら低融点金属部材表面
に照射し局部的に溶融・急冷して金属組織を微細化させ
るに当り、高密度エネルギ熱線の照射位置の金属部材の
熱量（高密度エネルギ熱線により直接与えられる熱量と
すでに蓄熱されている熱量との総和）が移動照射の全行
程にわたり略一定となるように高密度エネルギ熱線の制
御を行うものである。それ故、移動照射の途中で金属部
材が過熱に陥ることがなく、得られる溶融・急冷処理部
は全域にねたり略均一な厚みをなすと共に、その表面粗
さも低く抑えられるので、その処理を広い範囲にわたり
良好に行うことが出来る。また表面粗さが低いことから
、製品の仕上加工も簡単で寸法精度も向上する等の効果
を奏し得る。
密度エネルギ熱線を移動させながら低融点金属部材表面
に照射し局部的に溶融・急冷して金属組織を微細化させ
るに当り、高密度エネルギ熱線の照射位置の金属部材の
熱量（高密度エネルギ熱線により直接与えられる熱量と
すでに蓄熱されている熱量との総和）が移動照射の全行
程にわたり略一定となるように高密度エネルギ熱線の制
御を行うものである。それ故、移動照射の途中で金属部
材が過熱に陥ることがなく、得られる溶融・急冷処理部
は全域にねたり略均一な厚みをなすと共に、その表面粗
さも低く抑えられるので、その処理を広い範囲にわたり
良好に行うことが出来る。また表面粗さが低いことから
、製品の仕上加工も簡単で寸法精度も向上する等の効果
を奏し得る。
第１図は本発明の一実施例の概要を示す斜視図、第２図
はその実施例における熱電対の配列状態を示す断面図、
第３図はその実施例の結果を示す説明図、第４図（Ａ）
（Ｂ）は実施例による表面粗さの結果を示すグラフ、第
５図は表面粗さ測定方向を示す説明図、第６図は従来例
の結果を示す説明図、第７図（Ａ）（Ｂ）は従来例によ
る表面粗さの結果を示すグラフである。 １はアルミニウム合金（低融点金属部材）、１ａは溶融
部、２はレーザービーム（高密度エネルギ熱線）、３は
熱電対である。 第３図 第４図 走置距離 ａ 走ｉ−ろ伺
はその実施例における熱電対の配列状態を示す断面図、
第３図はその実施例の結果を示す説明図、第４図（Ａ）
（Ｂ）は実施例による表面粗さの結果を示すグラフ、第
５図は表面粗さ測定方向を示す説明図、第６図は従来例
の結果を示す説明図、第７図（Ａ）（Ｂ）は従来例によ
る表面粗さの結果を示すグラフである。 １はアルミニウム合金（低融点金属部材）、１ａは溶融
部、２はレーザービーム（高密度エネルギ熱線）、３は
熱電対である。 第３図 第４図 走置距離 ａ 走ｉ−ろ伺
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、高密度エネルギ熱線を低融点金属部材に照射し、局
部的に溶融・急冷して金属組織を微細化させる低融点金
属部材の製造方法において、移動しながら照射される前
記高密度エネルギ熱線の照射位置近傍の金属部材熱量が
移動の全行程にわたって略均一に保たれるように、高密
度エネルギ熱線の照射を制御することを特徴とする低融
点金属部材の製造方法。 ２、前記高密度エネルギ熱線の照射の制御は、その熱線
の強度を制御するものである特許請求の範囲第１項記載
の低融点金属部材の製造方法。 ３、前記高密度エネルギ熱線の照射の制御は、その熱線
の移動速度を制御するものである特許請求の範囲第１項
記載の低融点金属部材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7590685A JPS61235546A (ja) | 1985-04-10 | 1985-04-10 | 低融点金属部材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7590685A JPS61235546A (ja) | 1985-04-10 | 1985-04-10 | 低融点金属部材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61235546A true JPS61235546A (ja) | 1986-10-20 |
Family
ID=13589841
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7590685A Pending JPS61235546A (ja) | 1985-04-10 | 1985-04-10 | 低融点金属部材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61235546A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6487785A (en) * | 1987-09-29 | 1989-03-31 | Showa Aluminum Corp | Production of aluminum alloy material having excellent surface hardness and wear resistance |
-
1985
- 1985-04-10 JP JP7590685A patent/JPS61235546A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6487785A (en) * | 1987-09-29 | 1989-03-31 | Showa Aluminum Corp | Production of aluminum alloy material having excellent surface hardness and wear resistance |
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