CN109423550A - 部件制造方法和部件 - Google Patents

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矢野春花
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Abstract

本发明涉及一种部件制造方法和一种部件，所述部件制造方法包括：将未经处理部件布置在流体中，未经处理部件具有孔，所述孔在未经处理部件的外表面中具有开口；产生流体的流动，使得由通过在流体中用激光束照射未经处理部件的孔的内壁而进行的激光冲击所造成的气泡沿着孔流动；将激光束的照射区域设定在孔的内表面中；以及在已产生流动的流体中，用激光束从外表面所在的一侧穿过开口照射所述照射区域。

Description

部件制造方法和部件
技术领域
本发明涉及部件制造方法和部件。
背景技术
激光冲击是已知的用于提高被处理部件的表面的强度的处理技术。如在日本专利申请公报No.2006-322446(JP 2006-322446A)、日本专利申请公报No.2009-074417(JP2009-074417A)、PCT申请No.2015-515475的公开的日本译文(JP-A-2016-51547)以及日本专利申请公报No.2008-260064(JP 2008-260064A)中所描述的，激光冲击涉及将激光束聚焦在位于水中的部件的表面上以激光烧蚀该表面。因此，在部件的该表面上产生等离子体。所产生的等离子体的压力引起冲击波，冲击波使部件的表面塑性变形。因此，在部件的表面中产生压缩应力。所产生的压缩应力作为压缩残余应力被赋予部件的表面。
因此，激光冲击通过向部件的表面赋予压缩残余应力来增强部件的强度。激光冲击在微加工性能方面优于日本专利申请公报No.04-175561中所描述的喷丸。
JP 2006-322446A描述了下述部件(共轨)：该部件具有设置在内部的轨道孔和从轨道孔延伸至部件的外表面的分支孔，并且其中，对分支孔的位于轨道孔所在的一侧的开口和轨道孔的内壁进行激光冲击。在JP 2006-322446A中，激光冲击在激光束的光斑移位时进行。
发明内容
在激光冲击期间，当由于瞬间沸腾现象产生的气泡或等离子体消失时形成的空化气泡(以下称为气泡等)与用来照射下一个光斑的激光束发生干涉时，用来照射表面的激光束的强度可能降低并且不能对该光斑赋予足够的压缩残余应力。此外，由于这些气泡等具有压缩性，因而其吸收由下一个激光束产生的等离子体的压力。这可能导致压缩残余应力在光斑之间变化。
当用激光束从部件的分支孔外侧以预定入射角度照射部件的分支孔的内壁时，形成在分支孔的内壁的表面上的气泡等可能会聚集在分支孔内并与激光束发生干涉。于是，由于压缩残余应力在激光束的光斑之间不可避免地减小或变化，因而不能增强部件的强度。
本发明提供了一种能够增强部件的强度的部件制造方法以及具有增强的强度的部件。
根据本发明的一方面的部件制造方法，包括：将未经处理部件布置在流体中，未经处理部件具有孔，所述孔在未经处理部件的外表面中具有开口；产生流体的流动，使得由通过在流体中用激光束照射未经处理部件的孔的内壁而进行的激光冲击所造成的气泡沿着孔流动；将激光束的照射区域设定在孔的内表面中；以及在已产生流动的流体中，用激光束从外表面所在的一侧穿过开口来照射所述照射区域。这种配置可以增强部件的强度。
未经处理部件可以在内部具有腔体。孔可以从开口延伸至腔体。在产生流体的流动时，流体的流动可以从外表面所在的一侧朝向腔体定向。这种构型可以避免激光束与气泡等之间发生干涉。
未经处理部件可以设置有多个孔。在产生流体的流动时，腔体可以连接有吸入流体的泵。对孔中的除了要用激光束照射的孔之外的至少一个孔进行掩蔽。这种构型可以减少经由至少一个孔损失的流体能量的量。
在设定激光束的所述照射区域时，激光束的照射区域可以被设定成使得多个光斑沿着孔的周向方向布置在内表面中，其中，每个光斑与前一个光斑部分重叠并且相对于所述前一个光斑移位预定量。在用激光束照射光斑中的每个光斑时，可以用激光束照射与上一次照射的光斑不重叠的光斑。这种构型可以确保气泡等移动离开的时间。
在用激光束进行照射时，用来照射内表面的激光束的照射条件可以在孔的周向方向上变化。该构型使得可以对要被赋予压缩残余应力的区域进行调节的状态下进行处理。
未经处理部件可以呈在内部具有腔体的筒状件形状。孔可以从开口延伸至腔体。在用激光束进行照射时，照射条件可以在孔的周向方向上周期性地变化。该构型可以赋予压缩残余应力以抵消将产生的张应力。
未经处理部件可以具有第一中央轴线。孔可以具有第二中央轴线，第二中央轴线具有位于第一中央轴线上的点处的原点并且沿着未经处理部件的与第一中央轴线正交的径向方向延伸。在用激光束进行照射时，可以使照射条件变化，使得在内壁的位于在孔的一个周向方向上相对于孔的一个径向方向成45°和225°的旋转角度处的径向部分中产生的压缩残余应力变得比在内壁的位于在所述一个周向方向上相对于所述一个径向方向成135°和315°的旋转角度处的径向部分中产生的压缩残余应力高，所述一个径向方向为孔的具有位于第二中央轴线上的点处的原点且与第二中央轴线正交的径向方向中的与第一中央轴线平行的孔的那些径向方向中的一个径向方向。这种构型可以减少处理时间且同时增强部件的强度。
根据本发明的第二方面的部件具有孔，该孔具有位于部件的外表面中的开口，并且部件在孔的内壁中具有压缩残余应力从孔的内表面附近至预定深度连续降低的区域。这种构型可以增强部件的强度。
部件可以呈在内部具有腔体的筒状件形状。孔可以从开口延伸至腔体。内壁中的压缩残余应力的大小可以被分布成在孔的周向方向上周期性地变化。该构型可以赋予压缩残余应力以抵消将产生的张应力。
部件可以具有第一中央轴线。孔可以具有第二中央轴线，第二中央轴线具有位于第一中央轴线上的点处的原点并且沿着部件的与第一中央轴线正交的径向方向延伸。内壁的位于在孔的一个周向方向上相对于孔的一个径向方向成45°和225°的旋转角度处的径向部分中的压缩残余应力可以比内壁的位于在所述一个周向方向上相对于所述一个径向方向成135°和315°的旋转角度处的径向部分中产生的压缩残余应力高，所述一个径向方向为孔的具有位于第二中央轴线上的点处的原点并与第二中央轴线正交的径向方向中的与第一中央轴线平行的孔的那些径向方向中的一个径向方向。这种构型可以减少处理时间且同时增强部件的强度。
本发明提供一种能够增强部件强度的部件制造方法以及具有增强的强度的部件。
附图说明
下面将参照附图描述本发明的示例性实施方式的特征、优点及技术和工业意义，在附图中，相同的附图标记表示相同的元件，并且在附图中：
图1为示出了根据实施方式1的部件的截面图；
图2为示出了根据实施方式1的部件的经受激光冲击的孔的截面图；
图3为示出了对根据实施方式1的部件的孔的内壁赋予的残余应力的曲线图，其中，水平轴表示距内表面的深度并且竖向轴表示残余应力；
图4为示出了用于对在部件中产生的应力进行分析的分析模型的视图；
图5为示出了在部件中产生的应力的分析结果的视图；
图6为示出了根据实施方式1的部件制造方法的流程图；
图7为示出了如何通过根据实施方式1的部件制造方法来制造部件的视图；
图8为示出了根据实施方式1的激光冲击处理的流程图；
图9为示出了激光冲击的原理的视图；
图10为对喷丸和激光冲击进行比较的视图；
图11为示出了根据实施方式1的修改示例的激光冲击装置的视图；
图12为示出了根据实施方式1的修改示例的激光冲击处理的流程图；
图13为示出了根据实施方式2的部件制造方法的视图；
图14为示出了根据实施方式3的激光冲击中的激光束的光斑的视图；
图15为示出了根据比较示例的激光冲击中的激光束的光斑的视图；
图16为示出了在根据实施方式4的部件中产生的应力的分析结果的视图；
图17为示出了根据实施方式4的部件的孔的放大视图；
图18为示出了对根据实施方式4的部件的内壁赋予的残余应力的曲线图，其中，水平轴表示内壁中的由孔的周向方向上的旋转角度所表示的位置，并且竖向轴表示距内表面10μm深度处的残余应力；
图19为示出了根据实施方式4的光斑直径与残余应力之间的关系的曲线图，其中，水平轴表示光斑直径并且竖向轴表示残余应力；
图20为示出了根据实施方式4的激光冲击处理中的激光束的光斑直径的曲线图，其中，水平轴表示内壁中的由孔的周向上方向上的旋转角度所表示的位置，并且竖向轴表示激光束的光斑直径；
图21为示出了根据实施方式4的激光冲击处理中的激光束光斑的进给速度的曲线图，其中，水平轴表示内壁中的由孔的周向方向上的旋转角度所表示的位置，并且竖向轴表示激光束光斑的进给速度；
图22为示出了根据实施方式4的激光束的入射角度与残余应力之间的关系的曲线图，其中，水平轴表示入射角度并且竖向轴表示残余应力；
图23为示出了根据实施方式4的激光束的能量密度与残余应力之间的关系的曲线图，其中，水平轴表示能量密度并且竖向轴表示残余应力；
图24为示出了根据实施方式4的激光束脉冲的重叠光斑的数目与残余应力之间的关系的曲线图，其中，水平轴表示激光束脉冲的重叠光斑的数目并且竖向轴表示残余应力；以及
图25为示出了激光冲击的控制因素、综合参数、处理原理和特征值的视图。
具体实施方式
下面将参照附图描述本发明的最优选实施方式。然而，本发明不限于以下实施方式。为了说明清晰，以下描述和附图被适当地简化。
实施方式1
将描述根据实施方式1的部件和部件制造方法。首先，将描述部件。随后，将描述部件制造方法。
部件
图1为示出了根据实施方式1的部件的截面图。如图1中所示，部件1例如呈在内部具有腔体10的筒状件形状。与部件1内的腔体10接触的周向表面被称为内表面11。位于部件1外侧的周向表面被称为外表面21。筒状部件1具有中央轴线C1。部件1可以形成为绕作为旋转轴线的中央轴线C1旋转。例如，部件1通过绕作为旋转轴线的中央轴线C1旋转的输入扭矩T而被旋转。
部件1具有孔30，孔30在外表面21中具有开口22。在图1中所示的示例中，设置有多个孔30。然而，为了简化，这些孔30中的仅一个孔在图1中被附图标记指示出。例如，孔30可以从部件1的内表面11延伸至外表面21。换言之，孔30从开口22延伸至腔体10。替代性地，孔30可以是形成为非通孔的凹部。孔30可以具有中央轴线C2，中央轴线C2具有位于部件1的中央轴线C1上的原点并且沿着部件1的与中央轴线C1正交的径向方向延伸。在与中央轴线C1正交的平面中围绕作为中心的中央轴线C1的方向被称为周向。在与中央轴线C2正交的平面围绕作为中心的中央轴线C2的方向也被称为周向方向。
部件1已经被描述为在内部具有腔体10的筒状件，但是部件1不限于该示例。如果部件1具有孔30并且孔30具有位于外表面21中的开口22，则部件1可以呈方筒状形状、柱状形状等。孔30形成在部件1的预定位置处并且具有预定直径。
例如，部件1为在汽车等的驱动单元中使用的轴。部件1的腔体10用作中空润滑油流动通路。工业机械和汽车具有作为通过旋转扭矩T传递动力的轴式结构的轴。要求轴在疲劳强度方面高度可靠。另一方面，要求轴的尺寸和重量减小。出于重量减轻的目的，一些轴采用具有腔体10的中空结构。
在一些情况下，从腔体10延伸至外表面21的孔30被用作润滑油路径。例如，在汽车的自动变速器中，在外径大约为φ12mm至φ40mm且腔体内径大约为10mm的筒状轴上形成有孔直径大约为φ1mm至φ3mm的润滑油孔30。当轴绕作为旋转轴线的中央轴线C1旋转时，已被供给至腔体10的润滑油通过离心力被供给穿过孔30并到达轴的周部。当腔体10和孔30因此被用作润滑油路径时，润滑油可以以预定流量被供给至部件1的周部。
另一方面，形成有孔30的部分可能在轴中具有最低的强度。当对轴施加使轴绕作为中心的中央轴线旋的扭矩T时，在轴的与中央轴线正交的截面中产生剪切应力。在轴中产生的应力可能集中在孔30周围。在这种情况下，在孔30周围的预定部分中产生张应力。在这种情况下，孔30周围的强度的降低限制了整个轴的寿命。
因此，在该实施方式中，对部件1的孔30进行激光冲击。例如，对部件1的孔30的内壁32进行激光冲击。由此对孔30的内壁32赋予压缩残余应力。因此，部件1的强度可以被增强并且部件1的寿命可以被增长。
图2为示出了根据实施方式1的部件1的经受激光冲击的孔30的截面图。如图2中所示，难以通过激光束40垂直照射孔30的内表面31。因此，激光束40的光轴C3相对于内表面31的入射角度为大于0°且小于90°的角度。作为角度的单位，也可以使用度(deg)。孔30的内表面31被激光束40从外表面21所在的一侧穿过孔30的开口22照射。
孔30的内壁32中的激光冲击区域是基于激光束40相对于内表面31的入射角度以及外表面21与孔30的内表面31之间的拐角的倒角形状而设定的。如图2中所示，孔30的内壁32中的激光冲击区域是对部件1施加扭矩T时产生超过容许强度的应力的高应力部分。对这种处理区域进行激光冲击。由此，对孔30的内壁赋予压缩残余应力。此处，内壁32是指包括孔30的内表面31并且环绕孔30的部分，并且该部分在正交于中央轴线C2的径向方向上具有距内表面31预定深度的厚度。
图3为示出了对根据实施方式1的部件1的孔30的内壁32赋予的残余应力的曲线图，其中，水平轴表示距内表面31的深度并且竖向轴表示残余应力。竖向轴正侧的残余应力为张应力并且竖向轴负侧的残余应力为压缩应力。水平轴上的距内表面31的深度为在正交于中央轴线C2的径向方向上距内壁32的内表面32的长度。作为参考，图3还示出了部件1的包括外表面21的部分(外壁)中的残余应力。
如图3中所示，线“BL1”(圆圈)表示在对孔30的内壁32进行包括渗碳和激光冲击的处理BL1的情况下相对于距内表面31的深度的残余应力。线“B2”(方形)表示在对孔30的内壁32进行仅包括渗碳的处理B2的情况下相对于距内表面31的深度的所产生的残余应力。线“B3”(菱形)表示在对包括外表面21的部分(外壁)进行仅包括渗碳的处理B3的情况下相对于距外表面21的深度的所产生的残余应力。距外表面21的深度是指包括外表面21的部分在从外表面21朝向中央轴线C1的方向上的长度。渗碳是将对表面层添加碳以增强表面层的过程。残余在部件1中的应力可以通过X射线衍射法(XRD)进行测量。
如图3中所示，当对孔30的内壁32进行包括渗碳和激光冲击的处理BL1时，对从内表面31至200μm深度的部分赋予压缩残余应力。当应力在内表面31处释放时，内表面31处的残余应力大约为零。压缩残余应力增加到位于紧接内表面31下方几十μm的点处。从紧接内表面31下方几十μm的点也被称为内表面31的附近。例如，压缩残余应力在内表面31附近高达约850MPa。内壁32中的压缩残余应力在内表面31附近具有最大值。
压缩残余应力随着距内表面31的深度增大超过内表面31附近而连续降低。例如，压缩残余应力在距内表面31深度为50μm处的截面中为600MPa。压缩残余应力在距内表面31深度为100μm处的截面中为450MPa。压缩残余应力在距内表面31深度为200μm处的截面中为350MPa。
因此，部件1在孔30的内壁32中具有压缩残余应力从孔30的内表面31附近至预定深度H1连续降低的区域R1。例如，预定深度H1为200μm。假定部件1在比预定深度H1深的部分中包括压缩残余应力大致恒定的区域。
在区域R1中，压缩残余应力连续降低。因此，当关注区域R1时，从内表面31附近至100μm深度的部分中的压缩残余应力比从100μm深度至200μm深度的部分中的压缩残余应力高。
另一方面，当对孔30的内壁32进行仅包括渗碳的处理B2时，压缩残余应力在从内表面31附近至100μm深度的部分具有的值比在处理BL1的情况下具有的值小。例如，压缩残余应力在距内表面31深度为50μm处的截面中为450MPa。压缩残余应力在距内表面31深度为100μm处的截面中为400MPa。压缩残余应力在距内表面31深度为150μm处的截面中为450MPa。压缩残余应力在距内表面31深度为200μm处的截面中为350MPa。
因此，当对孔30的内壁32进行仅包括渗碳的处理B2时，孔30的内壁32中的压缩残余应力不会从孔30的内表面31附近至预定深度H2连续降低。因此，在仅包括渗碳的处理B2的情况下，从内表面31附近至100μm深度的部分中的压缩残余应力不一定高于从100μm深度至200μm深度的部分中的压缩残余应力。
当对部件1的包括开口22周围的外表面21的部分(外壁)进行仅包括渗碳的处理B3时，压缩残余应力的值在从紧接外表面21下方至大约200μm深度的部分中比在处理BL1和处理B2的情况下的压缩残余应力的值小。例如，压缩残余应力在距外表面21深度为50μm处的截面中为300MPa。压缩残余应力在距外表面21深度为100μm处的截面中为280MPa。压缩残余应力在距外表面21深度为150μm处的截面中为400MPa。压缩残余应力在距外表面21深度为200μm处的截面中为350MPa。
如图3中所示，在将处理BL1与处理B2和处理B3进行比较时，在处理BL1的情况下对内表面31附近赋予了最高的压缩残余应力。此外，在处理BL1的情况下从内表面31附近至200μm深度的部分中的压缩残余应力比在处理B3的情况下从外表面21至200μm深度的部分中的压缩残余应力高。
此外，处理BL1伴随有位于孔30的内壁32中的压缩残余应力从孔30的内表面31附近至200μm深度连续降低的区域R1。另一方面，处理B2和处理B3不伴随有压缩残余应力从内表面31或外表面21附近至200μm深度连续降低的区域。在处理BL1的情况下，在区域R1内，从内表面31附近至100μm深度(预定深度H1的一半)的部分中的压缩残余应力比从100μm深度至200μm深度的部分中的压缩残余应力高。
预定深度H1不限于200μm深度。例如，预定深度H1是区域R1与内壁32中的压缩残余应力具有大致恒定值的区域之间的边界的深度。替代性地，预定深度H1可以是处理BL1情况下的压缩残余应力比处理B3情况下的压缩残余应力高的部分的深度。
图4为示出了用于对在部件1中产生的应力进行分析的分析计算模型的视图。如图4中所示，作为分析模型的部件1呈具有孔30的筒状件形状，其中，孔30在外表面21中具有开口22。例如，部件1为轴。孔30形成在部件1的总体长度L的中间。孔30的开口22的边沿可以被倒角。部件1的在中央轴线C1方向上的一个端部23被固定。对部件1的另一端部24施加绕作为旋转轴线的中央轴线C1旋转的扭转扭矩T。使用这种计算模型来分析在部件1中产生的应力。部件1具有例如φ10mm的内径D1和例如φ12mm至φ40mm的外径D2。孔30具有例如1mm至3mm的内径D3。
图5为示出了在部件1中产生的应力的分析结果的视图。如图5中所示，当对筒形部件1施加扭转扭矩T时，在与部件1的中央轴线C1正交的横截面中产生剪切应力。例如，如图5中所示，所产生的应力在孔30的内壁32中引起张应力。灰度色调越暗，所指示的张应力越高。产生的张应力使孔30扩张。孔30的内壁32受到的张应力比开口22周围的包括外表面21的部分受到的张应力高。
认为部件1中产生的张应力导致部件1的强度降低。在该实施方式中，对孔30的承受较高张应力的内壁32进行激光冲击。由此可以对孔30的内壁32赋予压缩残余应力。因此，部件1的强度可以被增强。特别地，以与对部件1施加扭转扭矩T时产生的张应力的分布对应地赋予压缩残余应力。因此，部件1的强度可以被进一步增强。因此，部件1的寿命可以增长。
部件制造方法
接下来，将描述部件1的制造方法。图6为示出了根据实施方式1的部件1的制造方法的流程图。图7为示出了如何通过根据实施方式1的部件1的制造方法制造部件1的视图。如图6中所示，部件1的制造方法包括准备未经处理部件61的过程(步骤S11)和激光冲击处理(步骤S12)。以下，通过将部件1的制造方法分为准备未经处理部件61的过程和激光冲击处理来描述该制造方法。
未经处理部件的准备过程
首先，如图6的步骤S11和图7中所示，准备未经处理部件61。未经处理部件61是经受激光冲击之前的部件1。未经处理部件61通过激光冲击而成为部件1。未经处理部件61呈与部件1相同的形状。具体地，未经处理部件61具有孔30，孔30在外表面21中具有开口22。另外，未经处理部件61在内部具有腔体10。孔30从开口22延伸至腔体10。未经处理部件61可以设置有多个孔30。未经处理部件61可以呈具有中央轴线C1的筒状形状，并且孔30可以具有中央轴线C2，中央轴线C2具有位于中央轴线C1上的原点并且沿着未经处理部件61的与中央轴线C1正交的径向方向延伸。
激光冲击处理：处理装置
接下来，如图6的步骤S12中所示，执行激光冲击处理。激光冲击处理是下述处理：在该处理中，通过在流体55中用激光束40照射孔30的内壁32而对具有孔30的未经处理部件61进行激光冲击，其中，孔30在外表面21中具有开口22。为了描述激光冲击处理，首先将描述激光冲击装置。随后将描述使用激光冲击装置进行激光冲击的细节。
如图7中所示，例如通过使用激光冲击装置50来进行激光冲击。如图7中所示，激光冲击装置50包括水箱51、激光振荡器52、光学构件53和平台54。
水箱51保持供未经处理部件61浸入以进行激光冲击的流体55。流体55例如为水。然而，如果流体55不吸收激光束40以致达到不能进行激光冲击的程度，则流体55可以不是水。对未处理部件61的位置进行控制的平台54可以设置在水箱51中。
平台54对未经处理部件61的在水平方向和深度方向上的位置进行控制。平台54可以绕作为旋转轴线的部件1的中央轴线C1和孔30的中央轴线C2旋转。激光束40的照射位置可以由平台54控制。
激光振荡器52使激光束40振荡。激光振荡器52向未经处理部件61的要被激光冲击的部分发出激光束40。例如，向未经处理部件61的孔30的内表面31发出激光束40。向内表面31的预设照射区域发出激光束40。激光振荡器52可以使激光束40以脉冲方式振荡。因此，激光束40可以以脉冲的方式发出以利用激光束40照射未经处理部件61。
激光冲击装置50可以包括将激光束40导引至预定照射区域的光学构件53。激光束40的照射条件比如光斑直径和入射角度可以通过使用光学构件53进行调节。光学构件53可以具有对未经处理部件61的孔30的中央轴线C2进行检测的机构，比如摄像机。
通过使用这种激光冲击装置50对未经处理部件61进行激光冲击。
激光冲击：细节
接下来，将描述激光冲击的细节。图8为示出了根据实施方式1的激光冲击处理的流程图。首先，如图8的步骤S21中所示，将未处理部件61布置在流体55中。具体地，将未处理部件61布置在填充有流体55的水箱51内。接着，将平台54控制成将未处理部件61布置在适当位置处。
接下来，如图8的步骤S22中所示，将激光束40的照射区域设定在孔30的内表面31中。该照射区域的设定可以替代地在将未经处理部件61布置在流体55中之前执行。接着，将光学构件53布置在预定位置处，或者将平台54控制成允许照射区域被激光束40照射。
接下来，如图8的步骤S23中所示，用激光束40照射所述照射区域。具体地，在流体55中，通过激光束40从外表面21所在的一侧穿过开口22来照射所述照射区域。例如，通过激光束40照射具有内径为大约为1mm至3mm的孔30的内表面31。例如，通过激光束40以55°的入射角度来照射内表面31的从开口22至位于孔30内侧上的3mm点的部分。激光束40的光斑直径被设定为例如200μm至600μm。激光束40可以是脉冲式的。以此方式，对未经处理部件61的孔30的内壁32进行激光冲击。
图9为示出了激光冲击的原理的视图。如图9中所示，在激光冲击中，未经处理部件61在流体55中被高功率脉冲式激光束40(每平方厘米大约几千兆瓦)照射。未经处理部件61的表面由此变成等离子体。接着，通过周围的流体55的水压58抑制所产生的等离子体57的膨胀，以增大等离子体的压力。等离子体压力的反作用力被施加在未经处理部件61的表面上。由此产生的冲击波导致作为塑性变形的压缩残余应力59。以此方式，可以对未经处理部件61赋予压缩残余应力59。因此，部件1的强度可以被增强。
接下来，如图8的步骤S24中所示，判定是否存在激光束40的任何其他照射区域。当存在激光束40的另一照射区域时(是)，处理返回至步骤S22。接着，重复进行步骤S22和步骤S23。
另一方面，当不存在激光束40的其他照射区域时(否)，如图8的步骤S25中所示，将部件1从流体55中取出。以此方式，可以通过对未处理部件61进行激光冲击来制造部件1。
接下来，将描述该实施方式的效果。本实施方式的部件1的制造方法包括激光冲击处理。因此，可以对部件1的孔30的内壁32赋予压缩残余应力并由此增强部件1的强度。
图10为对喷丸和激光冲击进行比较的视图。喷丸是通过使呈球状形状的金属或非金属小喷射颗粒撞击未经处理部件61的表面来对部件1的表面赋予残余应力的方法。
如图10中所示，喷丸和激光冲击两者都可以对部件1的表面赋予压缩残余应力(A等级)。然而，喷丸在用于处理窄孔30的窄孔加工性能方面较差(B等级)。这是因为，一方面，当孔30为窄孔(例如，内径为1mm至3mm的窄孔)时，喷丸颗粒不能到达内壁32。即使喷丸颗粒到达孔30的内壁32，垂直于内壁32的喷丸颗粒的速度分量也很小。首先，不能使喷丸颗粒垂直地碰撞孔30的内壁32。因此，喷丸可以仅赋予较低的压缩残余应力。
相比之下，在激光冲击中，如果孔30的内壁32可以被激光束40照射，则从内壁32产生等离子体57。不必用激光束40垂直照射孔30的内壁32。因此，可以对孔30的内壁32赋予压缩残余应力59。因此，激光冲击对于处理窄孔30而言具有优异的窄孔加工性能(A等级)。
在该实施方式中，可以对承受较高张应力的孔30的内壁32进行激光冲击。由此可以对孔30的内壁32赋予压缩残余应力。另一方面，喷丸不能对孔30的内壁32赋予压缩残余应力。
例如，部件1被激光束40照射成在孔30的内壁32中具有压缩残余应力如图3中所示的那样从内表面31附近至预定深度H1连续降低的区域。例如，预定深度H1为200μm。这可以例如通过将用来照射孔30的内表面31的激光束40的能量密度设定为足够高的密度来实现。替代性地，可以将照射条件调节成例如使得用来照射孔30的内表面31的激光束40的光斑进给速率被设定为足够低的速率。
激光冲击可以赋予压缩残余应力，使得在孔30的内壁32的从内表面31至100μm深度(预定深度H1的一半)的部分中产生的压缩残余应力变得比在孔30的内壁32的从100μm深度至200μm深度(预定深度H1)的部分中产生的压缩残余应力高。因此，对部件1施加扭转扭矩T时产生的张应力可以被抵消，这可以增强部件1的强度。激光冲击可以形成压缩残余应力的这种分布。渗碳不能形成压缩残余应力的这种分布。
由于激光束40是从部件1的外表面21所在的一侧穿过开口22发出的，因而该实施方式的激光冲击可以使光学构件53的构型简化。相比之下，JP 2006-322446A中所描述的激光冲击使光学构件的构型复杂化，因为激光束是从被处理物体的内部发出的。
修改示例
接下来，将描述实施方式1的修改示例。该修改示例的激光冲击装置包括泵。首先，将描述该修改示例中所使用的激光冲击装置。接着，将描述该修改示例的激光冲击处理。
图11为示出了根据实施方式1的修改示例的激光冲击装置的视图。如图11中所示，激光冲击装置50a包括吸入或排出流体55的泵56。
在该修改示例中，泵56连接至未经处理部件61的腔体10。因此，泵56在腔体10中产生流体55的流动。孔30从开口22延伸至腔体10。当泵56被致动时，产生流体55的流动，使得流体55沿着孔30流动。
当泵56吸入流体时，在孔30内产生负压。因此，产生沿从开口22至腔体10的方向定向的流体55的流动。当泵56排出流体55时，在孔30内产生正压。因此，产生沿从腔体10至开口22的方向定向的流体55的流动。
通过使用泵56产生流体55的流动，使得由激光冲击所造成的气泡等沿着孔30流动。这可以使气泡等移动远离激光束40的照射区域。因此，可以避免气泡等与用来照射下一个照射区域的激光束40发生干涉。由于气泡等不吸收由下一个激光束40产生的等离子体压力，因而可以避免压缩残余应力在光斑之间变化。
接下来，将描述使用根据修改示例的激光冲击装置50a的激光冲击处理。图12为示出了根据实施方式1的修改示例的激光冲击处理的流程图。
如图12的步骤S31中所示，将未经处理部件61布置在流体55中。接着，如图12的步骤S32中所示，产生流体55的流动。例如，产生流体55的流动，使得由激光冲击所造成的气泡等沿着孔30流动。具体地，吸入或排出流体55的泵56连接至腔体10。接着，泵56被致动以便使流体55沿着孔30流动。流体55的流动速率被控制为预定速率。
如果流体55的流动可以产生为使得气泡等沿着孔30流动，则可以使用除泵56之外的其他装置、例如螺杆来产生流体55的流动。此外，如果流体55的流动产生为使得气泡等沿着孔30流动，则孔30可以是非通孔。例如，流动可以产生为使得流体55穿过开口22流入及流出该非通孔的凹部。
接下来，如图12的步骤S33中所示，设定激光束40的照射区域。接着，如图12的步骤S34中所示，用激光束40照射所述照射区域。在修改示例的情况下，在已产生流动的流体55中通过激光束40穿过开口22来照射所述照射区域。
此后，如图12的步骤S35中所示，判定是否存在激光束40的任何其他照射区域。当存在激光束40的另一照射区域时(是)，处理返回至步骤S33。接着，重复进行步骤S33和步骤S34。图12的步骤S33至S35与图6的步骤S22至S24相同，因此将省略对其详细描述。
另一方面，当不存在激光束40的其他照射区域时(否)，如图12的步骤S36中所示，停止流体55的流动。具体地，例如，停止泵56并将泵56从腔体10移除。
接下来，如图12的步骤S37中所示，将部件1从流体55中取出。以此方式，可以通过对未经处理部件61进行激光冲击来制造部件1。
接下来，将描述该修改示例的效果。在该修改示例中，可以使由激光冲击所造成的气泡等沿着中央轴线C2的方向移动远离照射区域。因此，可以防止气泡等进入激光束40的光路。
特别地，例如通过处于吸入流体的状态下的泵56产生流体55的流动。由此，流体55的流动从外表面21所在的一侧朝向腔体10定向。在这种情况下，气泡等沿远离从外表面21所在的一侧穿过开口22发出的激光束40的方向流动。因此，可以进一步防止气泡等进入激光束40的光路中。因此，可以避免激光束40的强度降低以及激光束40的强度在照射区域之间变化。
产生流体55的流动的泵56连接至部件110内的腔体10。因此，产生流体55的流动的泵56以除了孔30以外几乎密封部件1的状态被连接。这使流体可以在孔30内以足够的速度流动。
相比之下，在如JP 2009-074417A中所描述的产生流体的流动的方法中，流体通过喷嘴等从作为轴等的部件1的外部注入到孔30中。在JP 2009-074417A的方法中，喷嘴被布置在远离孔30的位置处。因此，流体不能在孔30内以足够的速度流动。因此，气泡等不能充分地移动远离激光束40的光斑。该修改示例的其他效果包括在实施方式1中所描述的效果中。
实施方式2
接下来，将描述实施方式2。图13为示出了根据实施方式2的部件制造方法的视图。如图13中所示，本实施方式的未经处理部件62具有多个孔30。在产生流体55的流动的过程中，对除了要用激光束40照射的孔30a之外的至少一个孔30c进行掩蔽。
例如，未经处理部件62具有包括多个孔30，所述多个孔30包括对其进行激光冲击的孔30a、与泵56连接的孔30b和至少一个其他孔30c。激光冲击在所述至少一个孔30c被掩蔽物39掩蔽的状态下进行。
接下来，将描述该实施方式的效果。根据该实施方式，在对具有多个孔30的未经处理部件62进行激光冲击的情况下，可以减少被所述至少一个孔30c损失的流体能量的量，其中，流体能量由泵56产生。孔30c被掩蔽以防止腔体10内的由泵56产生的压力逸出。因此，可以提高泵56的效率并且可以使泵56小型化。该实施方式的其他效果包括在实施方式1和修改示例中所描述的效果中。
实施方式3
接下来，将描述实施方式3。在该实施方式中，在用激光束40照射孔30的内壁32的过程中，以预定间隔照射激光束40的光斑。图14为示出了根据实施方式3的激光冲击中的激光40的光斑的视图，图15为示出了根据比较示例的激光冲击中的激光40的光斑的视图。
例如，在如图15中所示的设定激光束40的照射区域的过程中，激光束40的多个光斑41至46被设定在这些光斑沿着孔30的周向方向71布置在孔30的内表面31中的位置处，其中，每个光斑与前一个光斑部分重叠并相对于所述前一个光斑移位预定量。在如图14中所示的用激光束进行照射的过程中，通过激光束40以下述方式照射设定光斑中的每个设定光斑：用激光束40照射与上一次照射的光斑41的位置不重叠的光斑42的位置。光斑移位的预定量不限于恒定量。该预定量是基于诸如光斑直径和光斑进给速率之类的照射条件来设定的。
作为如图15中所示的示例，此处考虑的是将孔30的内表面31在周向方向71上的整个360°圆周设定为照射区域并且要用激光束40照射72个光斑的情况。在这种情况下，光斑间距M为360[°]/72＝5[°]。因此，光斑被设定为使得每个光斑与前一个光斑部分重叠并且相对于前一个光斑在周向方向71上移位5°的光斑间距M。
在如图15中所示的比较示例中，这种照射区域通过激光束40进行照射，使得光斑41至46在周向方向71上移位光斑间距M＝5[°]。这些光斑彼此部分重叠。在如图14中所示的实施方式中，n个分段区域依次通过激光束40进行照射，使得正被照射的光斑与上一次照射的光斑不重叠。
具体地，假设n如图14中所示的那样为三。在这种情况下，第二个光斑42在周向方向71上移位光斑间距M2(360[°]/3)＝120[°]。第三个光斑43在周向方向71上移位120°的光斑间距M2。接着，第四个光斑44在周向方向71上移位光斑间距M+光斑间距M2＝5[°]+120[°]＝125[°]。第五个光斑45和第六个光斑46在周向方向71上移位120°的光斑间距M2。
因此，在该实施方式中，n个分段区域依次通过激光束40被照射。第(n+1)个、(2n+1)个、(3n+1)个...光斑间距为M+(360[°]/n)。其他光斑的光斑间距为(360[°]/n)。以此方式，可以用激光束40照射与上一次照射的光斑(例如，光斑41)不重叠的光斑(例如，光斑42)。因此，照射激光束40的所有光斑可以完成对设定的照射区域的照射。
接下来，将描述该实施方式的效果。在本实施方式中，用激光束40照射与上一次照射的光斑不重叠的光斑。这可以确保从上一次照射的光斑产生的气泡等移动离开该光斑的时间。因此，可以避免激光束40与气泡等之间发生干涉。
另一方面，在比较示例中，如图15中所示，光斑被以如下方式照射：正被照射的光斑相对于前一个光斑在沿着周向方向71的方向上移位并与所述前一个光斑部分重叠。在比较示例的情况下，用激光束40照射光斑的与上一次照射的光斑重叠的部分。因此，在从被上一次照射的光斑产生的气泡等移动离开该光斑之前，下一个光斑被激光束40照射。
换言之，由于按照时间顺序连续的光斑41至46彼此重叠，因而在下一个光斑被激光束40照射之前气泡等不能移动离开。因此，激光束40与气泡等彼此发生干涉。这导致用来照射内壁32的激光束40的强度降低并导致所赋予的压缩残余应力发生变化。该实施方式的其他效果包括在实施方式1、修改示例和实施方式2中所描述的效果中。
为了实施该实施方式，可以使用不涉及产生流体55的流动的实施方式1的方法，或者可以使用涉及产生流体55的流动的实施方式1的修改示例的方法。当使用实施方式1的修改示例的方法时，流体55的流动方向沿孔30的中央轴线C2的方向定向。因此优选的是，上一个光斑位于与中央轴线C2正交的周向方向71上。因此，可以避免激光束40与气泡等发生干涉，甚至在气泡等由于流体55的流动而沿中央轴线C2的方向移动的情况下亦会如此。
该实施方式可以在所述多个孔30中的至少一个孔30如实施方式2中那样被掩蔽的状态下实施。
实施方式4
接下来，将描述实施方式4。在本实施方式中，在用激光束40进行照射的过程中，照射条件、比如用来照射内表面31的激光束40的光斑直径在孔30的周向方向71上变化。首先，将描述该实施方式的部件4。接着，将描述该实施方式的激光冲击处理。
图16为示出了在根据实施方式4的部件4中产生的应力的分析结果的视图。图16为从外表面21所在的一侧观察到的孔30的视图。灰度色调越暗，所指示的张应力越高。图17为示出了根据实施方式4的部件4的孔30的放大视图。
如图16和图17中所示，当对类似轴的筒状部件4施加绕作为旋转轴线的中央轴线C1作用的扭转扭矩T时，在部件4的与中央轴线C1正交的横截面中产生剪切应力。所产生的应力在孔30的内壁中引起张应力，该张应力起作用从而使孔30扩张。
该张应力集中在孔30的内壁32的预定的高张力部分33和高张力部分34处。内壁32的高张力部分33和高张力部分34以如下方式限定：将孔30的具有位于中央轴线C2上的原点且与中央轴线C2正交的径向方向中的与中央轴线C1平行的孔30的那些径向方向中的一个径向方向称为径向方向81。围绕作为中心的中央轴线C2的周向方向中的一个周向方向被称为周向方向82。在这种情况下，高张力部分33是内壁32的位于在周向方向82上相对于径向方向81成45°旋转角度处的径向部分。高张力部分34是内壁32的位于在周向方向82上相对于径向方向81成225°旋转角度处的径向部分。周向方向82的旋转方向由扭矩T的旋转方向确定。
另一方面，内壁32的位于在周向方向82上相对于径向方向81成135°旋转角度处的径向部分被称为低张力部分35。内壁32的位于在周向方向82上相对于径向方向81成315°的径向部分被称为低张力部分36。低张力部分35和低张力部分36中的张应力低于高张力部分33和高张力部分34中的张应力。因此，在该实施方式中，对在对部件4施加扭转扭矩T时产生高张力的高张力部分33和高张力部分34进行激光冲击。因此，部件4的强度被增强。
图18为示出了对根据实施方式4的部件4的内壁32赋予的残余应力的曲线图，其中，水平轴表示内壁32中的由孔30在周向方向82上的旋转角度所表示的位置，并且竖向轴表示距内表面31深度为10μm处的部分中的残余应力。竖向轴上侧的残余应力表示张应力并且竖向轴下侧的残余应力表示压缩应力。赋予的压缩应力意味着寿命的增长。
如图18中所示，在该实施方式的部件4中，高张力部分33和高张力部分34中的压缩残余应力比低张力部分35和低张力部分36中的压缩残余应力高。高张力部分33和高张力部分34分别是内壁32的位于在周向方向82上相对于径向方向81成45°和225°旋转角度处的径向部分。低张力部分35和低张力部分36分别是内壁32的位于135°和315°旋转角度处的径向部分。
当对部件4施加扭转扭矩T时，承受较高张应力的高张力部分33和高张力部分34以及承受较低张应力的低张力部分35、36沿孔30的周向方向82形成在孔30的内壁32中。换言之，在孔30的周向方向82上产生张应力的大小的分布。因此，在该实施方式的部件4中，压缩残余应力的大小具有下述这样的分布：所述大小在孔30的周向方向82上变化以便与孔30的周向方向82上的张应力的大小的分布对应。例如，在张应力的大小在孔30的周向方向82上周期性地变化的分布的情况下，内壁32中的压缩残余应力的大小分布成在孔30的周向方向82上周期性地变化。因此，该实施方式的部件4可以抵消已产生的张应力，这能够增强部件4的强度。
接下来，将描述该实施方式的激光冲击处理。进行本实施方式的激光冲击处理，使得对内壁32赋予的压缩残余应力的大小被分布成在孔30的周向方向82上变化。
图19为示出了根据实施方式4的光斑直径与残余应力之间的关系的曲线图，其中，水平轴表示光斑直径并且竖向轴表示残余应力。图20为示出了根据实施方式4的激光冲击处理中的激光40的光斑直径的曲线图，其中，水平轴表示内壁32中的由孔30的周向方向82上的旋转角度所表示的位置并且竖向轴表示激光束的光斑直径。
如图19中所示，具有较小光斑直径的激光冲击可以对内壁32赋予较高的压缩残余应力。如图20中所示，在用激光束40进行照射的过程中，用来照射内表面31的激光束40的光斑直径在孔30的周向方向82上变化。例如，用来照射内表面31的激光束40的光斑直径在孔30的周向方向82上周期性地变化。
具体地，用来照射高张力部分33和高张力部分34的激光束40的光斑直径被设定成比用来照射低张力部分35和低张力部分36的激光束40的光斑直径小。因此，根据照射区域改变光斑直径可以将压缩残余应力改变成在高张力部分33和高张力部分34中比在低张力部分35和低张力部分36中高。
在自动变速器中使用作为轴等的部件4的情况下，例如，绕作为旋转轴线的中央轴线C1旋转的部件4具有两种主要模式。一种模式是部件4实际上与发动机串联联接并且因此部件4仅沿一个方向绕作为旋转轴线的中央轴线C1旋转的模式(第一模式)。另一模式是部件4定位在位于具有反向功能的齿轮下游的动力传递路径上并且部件4沿正转和反转两个方向绕作为旋转轴线的中央轴线C1旋转的模式(第二模式)。
在第一模式的情况下，在使用发动机制动的情况下(轮胎正在使发动机旋转)，在压缩残余应力较低的低张力部分35和低张力部分36中产生较高张应力。然而，与主要行驶期间施加的扭矩T相比，该张应力的载荷可以忽略不计。因此，施加至部件4的反向旋转扭矩可以忽略不计。
在第二模式的情况下，在反向期间于压缩残余应力较低的低张力部分35和低张力部分36中产生较高张应力。然而，部件4沿相反方向旋转没有沿主行驶方向旋转频繁。因此，施加至部件4的反向旋转扭矩可以忽略不计。
因此，对于如上所示的其中张应力具有较低载荷或者张应力以较低频率产生的低张力部分35和低张力部分36而言，可以省去激光冲击或者尽管进行激光冲击但可以赋予较低的压缩残余应力，以减少处理时间。因此，通过将内壁32的高张力部分33和高张力部分34中的压缩残余应力设定成比内壁32的低张力部分35和低张力部分36中的压缩残余应力高，可以减少激光冲击的处理时间且同时增强部件4的强度。
替代性地，尽管这需要处理时间，但是也可以对其中张应力具有低载荷或者张应力以较低频率产生的低张力部分35和低张力部分36赋予较高的压缩残余应力。具体地，内壁32的位于在周向方向82上相对于径向方向81成45°、135°、225°、315°的旋转角度处的径向部分中的压缩残余应力可以被设定成比内壁32的位于在周向方向82上相对于径向方向81成90°、180°、270°、360°的旋转角度处的径向部分中的压缩残余应力高。因此，将压缩残余应力的大小分布成在孔30的周向方向82上周期性地变化可以相对于沿两个方向绕作为旋转轴线的中央轴线C1旋转的扭矩T而增强部件4的强度。
图21为示出了根据实施方式4的激光冲击处理中的激光束40的光斑进给速率的视图，其中，水平轴表示内壁32中的由孔30的周向方向82上的旋转角度表示的位置，并且竖向轴表示激光束40的光斑进给速率。
如图21中所示，用来照射高张力部分33和高张力部分34的激光束40的光斑进给速率被设定成比用来照射低张力部分35和低张力部分36的激光束40的光斑进给速率低。因此，可以使得高张力部分33和高张力部分34中的压缩残余应力高于低张力部分35和低张力部分36中的压缩残余应力。
因此，用来照射内表面31的激光束40的进给速率可以在孔30的周向方向82上变化，从而将赋予内壁32的压缩残余应力的大小分布成在周向方向82上变化。例如，激光束40的进给速率可以在孔30的周向方向82上周期性地变化。
作为将内壁32中的压缩残余应力的大小分布成在孔30的周向方向82上变化的方法，减小光斑直径的方法和减小光斑进给速率的方法已被描述。该方法的其他示例包括减小相对于内表面31的入射角度的方法、增大激光束40的能量密度的方法以及增大脉冲式激光束40的脉冲的重叠光斑的数目的方法。
图22为示出了根据实施方式4的激光束的入射角度与残余应力之间的关系的曲线图，其中，水平轴表示入射角度并且竖向轴表示残余应力。如图22中所示，相对于内表面31处于激光束40的较小入射角度的激光冲击可以对内壁32赋予较高的压缩残余应力。
图23为示出了根据实施方式4的激光束的能量密度与残余应力之间的关系的曲线图，其中，水平轴表示能量密度并且竖向轴表示残余应力。如图23中所示，处于激光束40的较高能量密度的激光冲击可以对内壁32赋予较高的压缩残余应力。
图24为示出了根据实施方式4的激光束脉冲的重叠光斑的数目与残余应力之间的关系的曲线图，其中，水平轴表示脉冲的重叠光斑的数目并且竖向轴表示残余应力。如图24中所示，在激光束40的脉冲的重叠光斑数目较大情况下的激光冲击可以对内壁32赋予较高的压缩残余应力。
因此，下述照射条件中的至少一个照射条件在孔30的周向方向82上变化：所述照射条件包括用来照射内表面31的激光束40的光斑直径、进给速率、入射角度、能量密度和脉冲的重叠光斑的数目。内壁32中的压缩残余应力的大小可以由此被分布成在孔30的周向方向82上变化。例如，这些照射条件中的至少一个照射条件在孔30的周向方向82上周期性地变化。因此，内壁32中的压缩残余应力的大小可以被分布成在孔30的周向方向82上周期性地变化。
图25为示出了激光冲击的控制因素、综合参数、处理原理和特征值的视图。如图25中所示，激光冲击的控制因素的示例包括每脉冲能量[mJ/pls]、光斑直径[mm]、光斑间距[mm]、脉冲间隔[pls/sec]和处理面积[mm2]。
激光冲击的综合参数的示例包括脉冲能量密度[GW/cm2]和进给速率[mm/sec]。脉冲能量密度与脉冲能量和光斑直径有关。进给速率与光斑间距和脉冲间隔有关。
激光冲击的处理原理的示例包括等离子体压力[GPa]、重叠比[pls/area]和处理速率[mm2/sec]。等离子体压力与脉冲能量密度有关。重叠比与光斑直径和光斑间距有关。处理速率与光斑直径和进给速率相有关。
激光冲击的特征值的示例包括残余应力[MPa]和处理时间[sec]。残余应力与等离子体压力和重叠比有关。处理时间与处理速率和处理面积有关。
控制因素可以被控制成使得孔30的内壁32中的压缩残余应力的大小被分布成在孔30的周向方向82上变化。此外，结合控制因素的综合参数可以被控制成使得孔30的内壁32中的压缩残余应力的大小被分布成在孔30的周向方向上变化。此外，可以使用关于加工原理的参数。通过控制这些参数，可以将孔30的内壁32中的压缩残余应力的大小分布成在孔30的周向方向上变化，从而改进残余应力的特征值以及处理时间。
在本实施方式中在照射条件、比如光斑直径在内壁32的周向方向82上变化的情况下，可以使用不涉及产生流体55的流动的实施方式1的方法，或者可以使用涉及产生流体55的流动的实施方式1的修改示例的方法。在形成有多个孔30的情况下，除了要被激光束40照射的孔30之外的至少一个孔30可以如实施方式2中那样被掩蔽。此外，在用激光束40照射所述照射区域、比如高张力部分33、34的处理中，可以使用实施方式3的方法，在该方法中，用激光束40照射与上一个已被照射过的光斑不重叠的光斑。在该处理中，所述多个孔30中的除了要被激光束40照射的孔30之外的至少一个孔30可以如实施方式2中那样被掩蔽。
接下来，将描述该实施方式的效果。根据该实施方式，可以赋予压缩残余应力以抵消在部件4中产生的张应力，并且由此增强部件4的强度。此外，可以通过对内壁32的不承受较高张应力的部分赋予相对较低的压缩残余应力或者对其省去激光冲击来减小激光冲击所需的时间。本实施方式的其他效果包括在实施方式1、修改示例、实施方式2和3中所描述的效果中。
尽管上面已经描述了根据本发明的实施方式，但是本发明不限于上述构型，而是可以在本发明的技术构思的范围内进行修改。此外，结合实施方式1、修改示例和实施方式2至4的特征的部件和部件制造方法也包括在本发明的技术构思的范围内。
此外，下述部件制造方法也包括在实施方式1、修改示例和实施方式2至4中所描述的技术构思的范围内。
一种部件制造方法，包括对具有孔的未经处理部件进行激光冲击的激光冲击处理，其中，所述孔在未经处理部件的外表面中具有开口，该激光冲击处理通过在流体中用激光束照射所述孔的内壁来对未经处理部件进行激光冲击处理，该激光冲击处理包括下述步骤：将未经处理部件布置在流体中；将激光束的照射区域设定在孔的内表面中；以及在流体中用激光束从外表面穿过所述开口来照射所述照射区域，其中，在设定激光束的照射区域的步骤中，激光束的照射区域被设定成使得激光束的多个光斑沿着孔的周向方向布置在内表面中，其中，每个光斑与前一个光斑部分重叠并相对于所述前一个光斑移位预定量；并且在用激光束进行照射的步骤中，以使得用激光束照射与上一次照射的光斑不重叠的光斑的方式用激光束照射光斑中的每个光斑。
一种部件制造方法，包括对具有孔的未经处理部件进行激光冲击的激光冲击处理，其中，所述孔在未经处理部件的外表面中具有开口，该激光冲击处理通过在流体中用激光束照射所述孔的内壁来对未经处理部件进行激光冲击，该激光冲击处理包括下述步骤：将未经处理部件布置在流体中；将激光束的照射区域设定以在孔的内表面中；以及在流体中用激光束从外表面所在的一侧穿过所述开口照射所述照射区域，其中，在用激光束进行照射的步骤中，用来照射内表面的激光束的照射条件在孔的周向方向上变化。

Claims (10)

1.一种部件制造方法，其特征在于包括：
将未经处理部件布置在流体中，所述未经处理部件具有孔，所述孔在所述未经处理部件的外表面中具有开口；
产生所述流体的流动，使得由通过在所述流体中用激光束照射所述未经处理部件的所述孔的内壁而进行的激光冲击所造成的气泡沿着所述孔流动；
将所述激光束的照射区域设定在所述孔的内表面中；以及
在已产生所述流动的所述流体中，用所述激光束从所述外表面所在的一侧穿过所述开口来照射所述照射区域。
2.根据权利要求1所述的部件制造方法，其特征在于，
所述未经处理部件在内部具有腔体；
所述孔从所述开口延伸至所述腔体；以及
在产生所述流体的所述流动时，所述流体的所述流动从所述外表面所在的一侧朝向所述腔体定向。
3.根据权利要求2所述的部件制造方法，其特征在于，
所述未经处理部件设置有多个孔；
在产生所述流体的所述流动时，所述腔体连接有吸入所述流体的泵；以及
对所述孔中的除了要用所述激光束照射的孔之外的至少一个孔进行掩蔽。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的部件制造方法，其特征在于，
在设定所述激光束的所述照射区域时，所述照射区域被设定成使得所述激光束的多个光斑沿着所述孔的周向方向布置在所述内表面中，其中，每个光斑与前一个光斑部分重叠并且相对于所述前一个光斑移位预定量；以及
在用所述激光束照射所述光斑中的每个光斑时，用所述激光束照射与用所述激光束上一次照射的光斑不重叠的光斑。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的部件制造方法，其特征在于，在用所述激光束进行照射时，用来照射所述内表面的所述激光束的照射条件在所述孔的周向方向上变化。
6.根据权利要求5所述的部件制造方法，其特征在于，
所述未经处理部件呈在内部具有腔体的筒状件形状；
所述孔从所述开口延伸至所述腔体；以及
在用所述激光束进行照射时，所述照射条件在所述孔的周向方向上周期性地变化。
7.根据权利要求6所述的部件制造方法，其特征在于，
所述未经处理部件具有第一中央轴线；
所述孔具有第二中央轴线，所述第二中央轴线具有位于所述第一中央轴线上的点处的原点并且沿着所述未经处理部件的与所述第一中央轴线正交的径向方向延伸；以及
在用所述激光束进行照射时，所述照射条件是变化的，使得在所述内壁的位于在所述孔的一个周向方向上相对于所述孔的一个径向方向成45°和225°的旋转角度处的径向部分中产生的压缩残余应力变得比在所述内壁的位于在所述一个周向方向上相对于所述一个径向方向成135°和315°的旋转角度处的径向部分中产生的压缩残余应力高，所述一个径向方向为所述孔的具有位于所述第二中央轴线上的点处的原点且与所述第二中央轴线正交的径向方向中的与所述第一中央轴线平行的所述孔的那些径向方向中的一个径向方向。
8.一种部件，其特征在于，所述部件包括孔，所述孔在所述部件的外表面中具有开口，所述部件在所述孔的内壁中具有压缩残余应力从所述孔的内表面附近至预定深度连续降低的区域。
9.根据权利要求8所述的部件，其特征在于，
所述部件呈在内部具有腔体的筒状件形状；
所述孔从所述开口延伸至所述腔体；以及
所述内壁中的所述压缩残余应力的大小被分布成在所述孔的周向方向上周期性地变化。
10.根据权利要求9所述的部件，其特征在于，
所述部件具有第一中央轴线；
所述孔具有第二中央轴线，所述第二中央轴线具有位于所述第一中央轴线上的点处的原点并且沿着所述部件的与所述第一中央轴线正交的径向方向延伸；以及
所述内壁的位于在所述孔的一个周向方向上相对于所述孔的一个径向方向成45°和225°的旋转角度处的径向部分中的所述压缩残余应力比所述内壁的位于在所述一个周向方向上相对于所述一个径向方向成135°和315°的旋转角度处的径向部分中的所述压缩残余应力高，所述一个径向方向为所述孔的具有位于所述第二中央轴线上的点处的原点且与所述第二中央轴线正交的径向方向中的与所述第一中央轴线平行的所述孔的那些径向方向中的一个径向方向。
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