JPS6338516A - レ−ザ焼入れ方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、曲率を有する面に焼なまし域を形成すること
なく、所定の硬化層深さｔ−有する表面焼入部を形成す
る方法に関するものである。

〔従来の技術及びその問題点〕

従来、自動車部品等の表面のみを硬化させる場合、高周
波焼入れ或いは浸炭窒化法などが行なわれているが、こ
れらの方法はいずれも部品全体全高温に加熱するため熱
変形が生じ、従って硬化処理後に切削等機械加工を施こ
して熱変形部分の修正を行なっている。

しかし、熱硬化を施している部品に機械加工を施すこと
は困難であるばかシでなく、これらの従来法においては
焼入れ巾、焼入れ深さ、焼入れ硬さ等のコントロールが
難かしくまた、部品全体を加熱するため、表面の極く一
部のみを焼入れするのは困難であった。

このような欠点を解消し、且つ自動車部品等の所望する
場所に、所望の巾、深さの焼入れを行う方法として、近
時レーザ焼入れ法が開発され実用化されつ＼ある。この
レーザ焼入れ法は、エネルギー密ｆｊｆ　１０　”　〜
１０　”　Ｗ／ｃｍ”根囲のレーザｙｔ、ｆｉ！を焼入
れ全希望する部分に照射し、該照射部分を鋼の変態点以
上の温度に加熱した後、自己冷却することにより表面部
のみの焼入れ硬化を行なう方法であって、局部的な熱処
理を比較的正確に行なうことが可能である。

そして、円柱状鋼材を軸線に添って回転させながら、該
部材の焼入れ部にレーザビームを照射し、焼入れを希望
する外表面全体を所定の温度に加熱した後レーザビーム
の照射を停止して焼入れ部を冷却することにより焼入れ
郡全体を均一に焼入れする方法が、特開昭５７−１７１
６１８号公報に開示されている。

また、筒状中空体の一端から、該筒状体の軸線に対して
傾斜した方向で該筒状中空体の内周面に対してレーザビ
ームを照射しつつ、該筒状中空体及びレーザビームを照
射する装置の少なくとも一方を互いに他に対して相対的
に前記軸線Ｑ周シに傾斜させ且つ前記軸線に沿って移動
させることにより筒状中空体の内面に焼入れを行なう方
法も知られている（特開昭５８−７７５２２号公報） しかしながら、タペットのブツシュロッド受面の如き凹
曲面を有する凹曲面全体にわたって、或いは凹曲面内に
円状に均一に焼入れを行なう方法は知られていない。

〔発明の目的〕

本発明は、自動車部品等の曲面に焼なまし域を形成する
ことなく均一な硬化層を形成する方法を提供することを
目的とするものである。

〔発明の構成〕

曲面を有する被焼入部材を曲面の中心点を中心にして回
転させながら、レーザ光を該曲面にある角度で入射させ
、所望する焼入郡全体を同時に鋼の変態点以上の温度に
加熱した後自己冷却させることを特徴とする曲面にレー
ザ光によシ焼入れを行なう方法である。

本発明者は、照射光導入方法、例えばミラーによる反射
方向の工夫によ少部品内面の一部を局所焼入れすること
が可能なレーザｆｔ、’ｉ用いて、焦点はずしく　ｄｅ
ｆｏｃｕａ　）　　ビーム元を第３図に示すようにタペ
ット内面のブツシュロッド当り面に垂直に照射して該ブ
ツシュロッド当り面金面に焼入れ七行うことを試みたが
、形成された硬化層はブツシュロッド当り面金面を覆う
に至らなかった。

以下、図面に基いて説明する。

第３図において、符号１はタペット、２はブツシュロッ
ド受面、３は焼入硬化層、４はレーザ光、５はレンズ、
８ＩＩｉ照射元のスポットサイズ、９は照射中心を示す
〇 前にも述べたように、タペット１のブツシュロッド受面
全面に焼入れを行うべく、ブツシュロッド受面２に垂直
に、スポットサイズ８となるようにレーザ″Ｊ４を照射
したが、形成された硬化層は３に示すようにブツシュロ
ッド受面の側縁部を残し、摺動面全面を覆うに至らなか
った。そこで、硬化層を摺動面全面を覆うように形成す
べく、スポットサイズを大とし、或いは照射時間又は出
力を大として焼入れを試みたが、何れの場合にも硬化層
の照射中心点９付近に溶融域を生じ、ブツシュロッド受
面全面をカバーする均一な硬化層を形成することは不可
能であった。

そこで種々検討を行なった結果不発Ｆ！Ａをなすに至っ
た。

以下、図面に基いて本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明の一実施例を説明するための一部断面
概略図であって、符号１〜５及び８゜９は第３図に関し
説明したのと同じ意味を有し、符号６は回転テーブル、
７はモータ、１０は軸の中心を示す。

第１図に示すように回転テーブル６上にタペットをその
軸中心１０ｇ：中心に回転しうるように載置し、モータ
７によシタペットを回転させながら、タペットのブツシ
ュロッド受面に直角に、かつ、スポットサイズ８が中心
点１０とブツシュロッド受面２の外周縁を覆うようにレ
ーザ光を焦点はずし法によシ照射することにより、照射
中心点が当たる面においても熱溶融を起すことなく、か
つブツシュロッド受面全面をタペット形成材料の熱変態
点以上の温度に均一に加熱でき、この温度に加熱した後
レーザ光の照射を止め冷却することにより、ブツシュロ
ッド受面２に均一な硬化層を形成することができる。

第１図に示す例においては、被焼入部材を回転させる例
を示したが、被焼入部材、即ち第１図に示す例において
はタペツ）ｔ−回転させることなく、レーザ光発生装置
の方を第１図に示すのと相対的に同じ角度で回転せしめ
てもよいのは勿論である。

第２図に更に他の実施例を示す。

第２図に示す例においては、ミラー１１でレーザ光を反
射せしめタペットのブツシュロッド受は面２の中心から
側縁部を照射するように構成すると共に、軸中１０ｔ−
中心にしてレーザ光がブツシュロッド受は面全面を照射
するようにミラー１１を回転せしめ、ブツシュロッド受
は面全面を均一に鋼の変態点以上の温度に加熱した後照
射金止めて冷却し均一な硬化層を形成するものである。

なお、本発明においては、第４図に示すように、凹曲面
２を回転させながら、軸中心１０から離れた位置におい
てビーム照射範囲を１２として照射を行うことによｐ１
凹曲面内にリング状の焼入部３を形成することも出来る
し、また、第５図に示すように、ビーム照射範囲を軸中
心１０を含む１２′の範囲とすることにより凹曲面の中
心部のみに焼入部３ｔ−形成することも出来るＯ なお、以上凹曲面に焼入れを行う場合について説明した
が、凸曲面に対しても同様に焼入れを行うことができ、
また第６図に示すように円錐部に対しても同様に焼入れ
を行うことが可能である。

実施例 Ｒ＝４５雪の球のブツシュロッド受は部金、第１図に示
すように４５℃の角度で回転させながら焦点はずし法に
よシスポット径５φで１０４Ｗ／ｃｍスのエネルギー密
度で、４８　ｒ、ｐ、ｍの回転を行ないながらレーザ光
を２秒間照射後自己冷却によフ凹曲面全体の焼入れを行
った。凹曲面の中心部が溶融することなく均一な硬化層
が形成された。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を説明するための概略図、第
２図は第１図と異なる実施例を説明するための概略図、
第３図は本発明に至るまでの間の一試験を説明するため
の概略図、第４図及び第５図は本発明で得られる硬化部
の一形状を説明するための図面、第６図は円錐部に焼入
れを行う状態を示す概略図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．曲面を有する被焼入部材又はレーザ光照射装置を曲
   面の中心点を中心にして回転させながらレーザ光を該曲
   面にある角度で入射させ、所望する焼入部全体を同時に
   鋼の変態点以上の温度に加熱した後自己冷却させること
   を特徴とする曲面をレーザ光により焼入れする方法。