JPS6350404B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6350404B2 JPS6350404B2 JP56181157A JP18115781A JPS6350404B2 JP S6350404 B2 JPS6350404 B2 JP S6350404B2 JP 56181157 A JP56181157 A JP 56181157A JP 18115781 A JP18115781 A JP 18115781A JP S6350404 B2 JPS6350404 B2 JP S6350404B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cylindrical member
- rotating shaft
- hardening
- laser
- laser beam
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
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
- C21D1/09—Surface hardening by direct application of electrical or wave energy; by particle radiation
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(1) 発明の技術分野
本発明は例えば回転電機の回転軸のような円柱
状部材の所定の位置の周囲に環状に焼入れをする
熱処理方法に関する。
状部材の所定の位置の周囲に環状に焼入れをする
熱処理方法に関する。
(2) 従来技術
電動機などの回転電機に使用する回転軸は、用
途によつて熱処理を施し、目的とする機能を得る
場合が多い。例えば揚水ポンプに使用される電動
機では、回転軸の軸受箱貫通部分でゴム製のＯリ
ングにより回転軸を締付け、外部から回転電機内
部へ水が浸入するのを防止している。また回転軸
は必要トルク、ベルト張力等から強度計算し、材
質、直径などを決めるが、電動機の機械的強度状
件から、回転軸は通常階段状の段付部を有してい
る。この段付部の疲労強度の向上、あるいは前記
Ｏリング当接部の耐摩耗性の向上を目的として、
局部的に環状に焼入処理を行なう場合が多い。こ
のように局部的に焼入れする場合は、従来は高周
波誘導加熱による方法が一般的であつたが、被加
熱物の大きさ、形状により、インダクターコイル
の取替え、調整が必要であり、実施が面倒であつ
た。
途によつて熱処理を施し、目的とする機能を得る
場合が多い。例えば揚水ポンプに使用される電動
機では、回転軸の軸受箱貫通部分でゴム製のＯリ
ングにより回転軸を締付け、外部から回転電機内
部へ水が浸入するのを防止している。また回転軸
は必要トルク、ベルト張力等から強度計算し、材
質、直径などを決めるが、電動機の機械的強度状
件から、回転軸は通常階段状の段付部を有してい
る。この段付部の疲労強度の向上、あるいは前記
Ｏリング当接部の耐摩耗性の向上を目的として、
局部的に環状に焼入処理を行なう場合が多い。こ
のように局部的に焼入れする場合は、従来は高周
波誘導加熱による方法が一般的であつたが、被加
熱物の大きさ、形状により、インダクターコイル
の取替え、調整が必要であり、実施が面倒であつ
た。
最近、炭酸ガス大出力レーザの出現で、その高
いエネルギー密度、非接触加工性、数値制御操作
による操光性の容易さなどを活用し、熱処理への
応用も急速に拡がつてきている。次にこの炭酸ガ
スレーザによる従来の焼入方法について説明す
る。
いエネルギー密度、非接触加工性、数値制御操作
による操光性の容易さなどを活用し、熱処理への
応用も急速に拡がつてきている。次にこの炭酸ガ
スレーザによる従来の焼入方法について説明す
る。
焼入れすべき回転軸を回転できるチヤツクにて
保持し、熱吸収を増加させる黒色塗料を予じめス
プレーなどで塗布した焼入れすべき部分に、出力
を調整したレーザビームを収束レンズによつて適
当なスポツトに絞つて当てる。レーザビームが照
射されている間、ある周速でチヤツクを１回転さ
せる。従つて回転軸が１回転し、この操作によ
り、表面から一定距離まで焼入温度に達し、熱源
であるレーザビームが通過した後、直ちに伝導放
散により急冷され、焼入れが完了する。例えば日
本工業規格（JIS）の炭素鋼S45Cを材料とした直
径40mmの回転軸の場合は、レーザ出力2.5KW、
周速1550mm／分で必要な硬度の焼入れが可能であ
る。
保持し、熱吸収を増加させる黒色塗料を予じめス
プレーなどで塗布した焼入れすべき部分に、出力
を調整したレーザビームを収束レンズによつて適
当なスポツトに絞つて当てる。レーザビームが照
射されている間、ある周速でチヤツクを１回転さ
せる。従つて回転軸が１回転し、この操作によ
り、表面から一定距離まで焼入温度に達し、熱源
であるレーザビームが通過した後、直ちに伝導放
散により急冷され、焼入れが完了する。例えば日
本工業規格（JIS）の炭素鋼S45Cを材料とした直
径40mmの回転軸の場合は、レーザ出力2.5KW、
周速1550mm／分で必要な硬度の焼入れが可能であ
る。
(3) 従来技術の問題点
しかしながら、レーザ照射開始から終了までに
4.9秒の時間の経過があり、秒単位で現象をみる
場合、回転軸に対し、非対称入熱となり、これに
起因する熱歪が僅かではあるが発生する。回転軸
が曲がることは振動発生の原因となるので僅かで
もあつてはならない。
4.9秒の時間の経過があり、秒単位で現象をみる
場合、回転軸に対し、非対称入熱となり、これに
起因する熱歪が僅かではあるが発生する。回転軸
が曲がることは振動発生の原因となるので僅かで
もあつてはならない。
(4) 発明の目的
本発明は操作の容易なレーザビームを利用し、
かつ熱歪を生じることのない焼入れが可能な円柱
状部材の熱処理方法を提供することを目的とす
る。
かつ熱歪を生じることのない焼入れが可能な円柱
状部材の熱処理方法を提供することを目的とす
る。
(5) 発明の構成
本発明においては、複数個のレーザビームを被
熱処理部分に対して円周方向等配の位置から同時
に照射し、円柱状部材を軸心のまわりに回転する
ことにより焼入れを行なう。
熱処理部分に対して円周方向等配の位置から同時
に照射し、円柱状部材を軸心のまわりに回転する
ことにより焼入れを行なう。
(6) 発明の実施例
以下、本発明の一実施例について、第１図およ
び第２図を参照して説明する。焼入れすべき円柱
状部材である回転軸１を回転できるチヤツク２に
て保持し、第１図中破線で示した範囲の黒色塗料
を塗布した焼入れすべき部分３に、出力を調整し
た２個のレーザビーム４をそれぞれ収束レンズ５
によつて適当なスポツトに絞つて、回転軸１の軸
心に対して対称の位置から照射する。この際レー
ザの照射位置６，６を中心線７，７において軸方
向に第１図に示すずらし巾Ｗだけずらして、焼入
れすべき部分３の合計巾を広げ、所望の巾にす
る。両レーザビーム４は１個のレーザ発振器（図
示せず）から出たレーザビームをビーム分割器
（図示せず）で２個に分割し、これを回転軸１の
両側へ誘導する。レーザパワーは２分割されるた
め、分割しない従来の場合に比べ、照射スポツト
径が同じであれば、当然２倍の出力にレーザ発振
器を調整するか、又は回転軸１の周速を1/2にす
る必要がある。このような条件のもとにレーザビ
ーム４を両側から照射しながら、回転軸１を１回
転することにより、回転軸１の焼入れすべき部分
３の焼入れを完了する。
び第２図を参照して説明する。焼入れすべき円柱
状部材である回転軸１を回転できるチヤツク２に
て保持し、第１図中破線で示した範囲の黒色塗料
を塗布した焼入れすべき部分３に、出力を調整し
た２個のレーザビーム４をそれぞれ収束レンズ５
によつて適当なスポツトに絞つて、回転軸１の軸
心に対して対称の位置から照射する。この際レー
ザの照射位置６，６を中心線７，７において軸方
向に第１図に示すずらし巾Ｗだけずらして、焼入
れすべき部分３の合計巾を広げ、所望の巾にす
る。両レーザビーム４は１個のレーザ発振器（図
示せず）から出たレーザビームをビーム分割器
（図示せず）で２個に分割し、これを回転軸１の
両側へ誘導する。レーザパワーは２分割されるた
め、分割しない従来の場合に比べ、照射スポツト
径が同じであれば、当然２倍の出力にレーザ発振
器を調整するか、又は回転軸１の周速を1/2にす
る必要がある。このような条件のもとにレーザビ
ーム４を両側から照射しながら、回転軸１を１回
転することにより、回転軸１の焼入れすべき部分
３の焼入れを完了する。
次に作用について説明する。
レーザ照射位置は界転軸１の軸心に対して、常
に対称であるので、回転軸１に対する熱的影響も
対称となり、熱歪を生ずることが無い。そして両
レーザビームの照射位置６，６を軸方向にずらし
て合計の熱処理巾を広く調節したので、所望の焼
入れ巾の環状焼入れが簡単に可能になる。
に対称であるので、回転軸１に対する熱的影響も
対称となり、熱歪を生ずることが無い。そして両
レーザビームの照射位置６，６を軸方向にずらし
て合計の熱処理巾を広く調節したので、所望の焼
入れ巾の環状焼入れが簡単に可能になる。
次に第３図を参照して他の実施例を説明する。
これは両側のレーザの照射位置６，６を中心線
７にて一致させた場合である。この場合は回転軸
１を半回転することにより焼入れを完了する。
７にて一致させた場合である。この場合は回転軸
１を半回転することにより焼入れを完了する。
このようにすると、焼入巾の調整範囲は、レー
ザ照射スポツトの最大値迄に限定されるが、回転
軸１に熱歪みを生ずる恐れがないことは第１図お
よび第２図の実施例と同様である。
ザ照射スポツトの最大値迄に限定されるが、回転
軸１に熱歪みを生ずる恐れがないことは第１図お
よび第２図の実施例と同様である。
尚、本発明は上記し、かつ図面に示した実施例
のみに限定されるものではなく、例えば回転軸で
なくても円柱状部材ならば適用できるし、又、レ
ーザービーム４は２個以上でも円周方向等配の位
置から照射すればよい等、その要旨を変更しない
範囲で、種々変形して実施できることは勿論であ
る。
のみに限定されるものではなく、例えば回転軸で
なくても円柱状部材ならば適用できるし、又、レ
ーザービーム４は２個以上でも円周方向等配の位
置から照射すればよい等、その要旨を変更しない
範囲で、種々変形して実施できることは勿論であ
る。
(7) 発明の効果
以上説明したように、本発明によれば、複数個
のレーザビームを円柱状部材の被焼入部分に対し
て円周方向等配の位置から同時に照射し、円柱状
部材を軸心のまわりに回転することにより、円柱
状部材の焼入れの際の熱的影響が、円周上対称に
なり、熱歪を生ずることがなく、非接触加工性、
操光性の容易さのあるレーザビームを利用した熱
処理を円柱状部材に応用することが可能となる。
のレーザビームを円柱状部材の被焼入部分に対し
て円周方向等配の位置から同時に照射し、円柱状
部材を軸心のまわりに回転することにより、円柱
状部材の焼入れの際の熱的影響が、円周上対称に
なり、熱歪を生ずることがなく、非接触加工性、
操光性の容易さのあるレーザビームを利用した熱
処理を円柱状部材に応用することが可能となる。
第１図は本発明の円柱状部材の熱処理方法の一
実施例を実施している状態を示す上面図、第２図
は第１図の側面図、第３図は他の実施例を実施し
ている状態を示す上面図である。 １…円柱状部材である回転軸、３…被熱処理部
分、４…レーザビーム、５…収束レンズ、６…照
射位置、７…照射位置の中心線。
実施例を実施している状態を示す上面図、第２図
は第１図の側面図、第３図は他の実施例を実施し
ている状態を示す上面図である。 １…円柱状部材である回転軸、３…被熱処理部
分、４…レーザビーム、５…収束レンズ、６…照
射位置、７…照射位置の中心線。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 円柱状部材の所定の円周上に環状の焼入れを
する方法において、 複数のレーザビームを被熱処理部分に対して円
周方向略等配の位置から同時に照射し、レーザビ
ームの照射位置を円柱状部材の軸方向には固定し
て、円柱状部材を軸心まわりに回転させることに
よりレーザビームを円周上に照射して環状の焼入
れをすることを特徴とする円柱状部材の熱処理方
法。 ２ 各レーザビームの照射位置を熱処理巾に応じ
て軸方向にずらすことを特徴とする特許請求の範
囲第１項に記載の円柱状部材の熱処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18115781A JPS5884927A (ja) | 1981-11-13 | 1981-11-13 | 円柱状部材の熱処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18115781A JPS5884927A (ja) | 1981-11-13 | 1981-11-13 | 円柱状部材の熱処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5884927A JPS5884927A (ja) | 1983-05-21 |
| JPS6350404B2 true JPS6350404B2 (ja) | 1988-10-07 |
Family
ID=16095879
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18115781A Granted JPS5884927A (ja) | 1981-11-13 | 1981-11-13 | 円柱状部材の熱処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5884927A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100842888B1 (ko) | 2007-06-28 | 2008-07-02 | 주식회사 파카한일유압 | 다이오드 레이저를 이용한 스풀 열처리기 및 열처리방법 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57171625A (en) * | 1981-04-16 | 1982-10-22 | Toshiba Corp | Hardening device for shaftlike object |
-
1981
- 1981-11-13 JP JP18115781A patent/JPS5884927A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5884927A (ja) | 1983-05-21 |
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