JP2004160608A - ピーニング方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】被加工物の表面に圧縮残留応力を付与するピーニング方法において、被加工物表面付近の圧縮残留応力が十分に大きくかつ圧縮残留応力の層を被加工物表面に厚く形成することができるようにする。
【解決手段】被加工物を液体中に配置した後被加工物表面上にパルスレーザー光を照射し、続いて、パルスレーザー光を照射した被加工物表面上にショットを投射して被加工物表面に圧縮残留応力を付与することを特徴とする。
【選択図】 なし
【解決手段】被加工物を液体中に配置した後被加工物表面上にパルスレーザー光を照射し、続いて、パルスレーザー光を照射した被加工物表面上にショットを投射して被加工物表面に圧縮残留応力を付与することを特徴とする。
【選択図】 なし
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被加工物の表面に圧縮残留応力を付与するピーニング方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、代表的なピーニング方法として、被加工物を液体中に配設し、前記被加工物表面上で照射位置を変えながらパルスレーザー光を照射して前記被加工物の表面に圧縮残留応力を付与するようにしたもの（特許文献１参照）や、被加工物表面上にショットを投射して被加工物の表面に圧縮残留応力を付与するようにしたものがある。
【０００３】
【 特許文献１ 】
特開平７−２４６４８３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前者のようにパルスレーザー光を照射してピーニングを行う方法では、被加工物の表面付近に十分に大きい圧縮残留応力を付与することができず、また、後者のようにショットを投射してピーニングを行う方法では、圧縮残留応力の層を被加工物表面に十分に厚く生成することができないなどの問題があった。
【０００５】
加えて、一般に、ショットの投射によるピーニング方法では、被加工物表面に形成できる圧縮残留応力の層の厚さには限界があって、図４に示すように、粒径０．６ｍｍのショットを投射した場合に形成される厚さ２００〜３００μｍ程度が最大である。
【０００６】
本発明は上記の事情に鑑みて成なされたもので、その目的は、被加工物表面付近の圧縮残留応力が十分に大きくかつ圧縮残留応力の層を被加工物表面に厚く形成することができるピーニング方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明におけるピーニング方法は被加工物の表面に圧縮残留応力を付与する方法であって、被加工物を液体中に配置した後前記被加工物表面上にパルスレーザー光を照射し、続いて、パルスレーザー光を照射した前記被加工物表面上にショットを投射して前記被加工物表面に圧縮残留応力を付与することを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
なお、本発明において「液体中に配置」とは、パルスレーザー光を照射した被加工物表面に液体が接触していればよい状態であって、例えば、液体を満たした水槽に被加工物を沈めた状態や、被加工物に液体を供給した状態を言う。
【０００９】
またなお、本発明においては粒径が０．６ｍｍ以下で硬度が５８０Ｈｖ以上のショットを投射することが望ましい。 ショットの粒径が大きくなると被加工物表面に生成される圧縮残留応力が大きくなる傾向にあるが、圧縮残留応力のピーク値が被加工物表面付近から離れた深い個所に生じるため、圧縮残留応力のピーク値を被加工物の表面に近づけるべくショットは粒径０．６ｍｍ以下が望ましい。 また、ショットの硬度を高くすると圧縮残留応力のピーク値が大きくなる傾向にあるが、ショットの硬度は所望の圧縮残留応力が生成する５８０Ｈｖ以上が望ましい。
【００１０】
【実施例】
鋼ＳＣＭ４１５を浸炭焼入れ焼戻しして表面硬度を７６２．７Ｈｖ、焼入れ深さを０．８０ｍｍにして成る試験片を液体中に配置し、続いて、この試験片表面上に、パルスエネルギー２７０ｍＪ、照射回数１３，５００／ｃｍ２、スポット径０．８ｍｍの条件でパルスレーザー光を照射する。次いで、パルスレーザー光を照射した試験片表面上に、平均粒径１００μｍ、硬度７００Ｈｖのスチールショット（ＳＢＭ１００）を、噴射圧０．２０Ｍｐａ、噴射量１２．０ｋｇ／ｍｉｎの条件で１２秒間投射して、試験片表面に圧縮残留応力を付与したところ、図１に示すように、試験片においては、圧縮残留応力が試験片表面に形成する層は厚さが１０００μｍと厚く、しかも圧縮残留応力のピーク値が約１，５００ＭＰａと大きく、さらにそのピーク値は試験片の表面近くである深さ１５μｍ付近に生成されていた。
【００１１】
ちなみに、本発明と比較するために、上述の試験片の表面上に、パルスエネルギー２７０ｍＪ、照射回数１３，５００／ｃｍ２、スポット径０．８ｍｍの条件でパルスレーザー光だけを照射した場合には、図２に示すように、本試験片には、圧縮残留応力の層が厚さ１０００μｍに形成されていたが、試験片の表面近くである深さ１８μｍ付近では圧縮残留応力のピーク値が１，０９５ＭＰａあった。
このことから、パルスレーザー光だけを照射した場合は、圧縮残留応力の層の厚さは本発明の場合と同等であるが、試験片の表面付近における圧縮残留応力のピーク値が本発明による場合よりも小さいことが分かる。
【００１２】
さらに、本発明と比較するために、上述の試験片の表面上に、平均粒径７７μｍ、硬度７００Ｈｖのスチールショット（ＳＢＭ１００）を、噴射圧０．２０Ｍｐａ、噴射量１２．０ｋｇ／ｍｉｎの条件で１２秒間投射しただけの場合には、図３に示すように、本試験片には圧縮残留応力のピーク値の１，４９６ＭＰａが試験片の表面近くの深さ１４μｍ付近に生成していたが、圧縮残留応力の層の厚さは１００μｍと極めて薄かった。
このことから、ショットだけを投射した場合は、圧縮残留応力のピーク値は本発明の場合と同等であるが、圧縮残留応力の層は本発明による場合よりも薄いことが分かる。
【００１３】
【効果】
上記の説明から明らかなように本発明は、被加工物の表面に圧縮残留応力を付与する方法であって、被加工物を液体中に配置した後前記被加工物表面上にパルスレーザー光を照射し、続いて、パルスレーザー光を照射した前記被加工物表面上にショットを投射して前記被加工物表面に圧縮残留応力を付与するから、被加工物の表面付近の圧縮残留応力を十分に大きくすることが可能な上に、圧縮残留応力の層を被加工物表面に厚く形成することができるなどの優れた実用的効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の結果を示すグラフである。
【図２】パルスレーザー光をだけを照射した場合の結果を示すグラフである。
【図３】ショットだけを投射した場合の結果を示すグラフである。
【図４】粒径０．６ｍｍのショットだけを投射した場合の結果を示すグラフである。
【発明の属する技術分野】
本発明は、被加工物の表面に圧縮残留応力を付与するピーニング方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、代表的なピーニング方法として、被加工物を液体中に配設し、前記被加工物表面上で照射位置を変えながらパルスレーザー光を照射して前記被加工物の表面に圧縮残留応力を付与するようにしたもの（特許文献１参照）や、被加工物表面上にショットを投射して被加工物の表面に圧縮残留応力を付与するようにしたものがある。
【０００３】
【 特許文献１ 】
特開平７−２４６４８３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前者のようにパルスレーザー光を照射してピーニングを行う方法では、被加工物の表面付近に十分に大きい圧縮残留応力を付与することができず、また、後者のようにショットを投射してピーニングを行う方法では、圧縮残留応力の層を被加工物表面に十分に厚く生成することができないなどの問題があった。
【０００５】
加えて、一般に、ショットの投射によるピーニング方法では、被加工物表面に形成できる圧縮残留応力の層の厚さには限界があって、図４に示すように、粒径０．６ｍｍのショットを投射した場合に形成される厚さ２００〜３００μｍ程度が最大である。
【０００６】
本発明は上記の事情に鑑みて成なされたもので、その目的は、被加工物表面付近の圧縮残留応力が十分に大きくかつ圧縮残留応力の層を被加工物表面に厚く形成することができるピーニング方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明におけるピーニング方法は被加工物の表面に圧縮残留応力を付与する方法であって、被加工物を液体中に配置した後前記被加工物表面上にパルスレーザー光を照射し、続いて、パルスレーザー光を照射した前記被加工物表面上にショットを投射して前記被加工物表面に圧縮残留応力を付与することを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
なお、本発明において「液体中に配置」とは、パルスレーザー光を照射した被加工物表面に液体が接触していればよい状態であって、例えば、液体を満たした水槽に被加工物を沈めた状態や、被加工物に液体を供給した状態を言う。
【０００９】
またなお、本発明においては粒径が０．６ｍｍ以下で硬度が５８０Ｈｖ以上のショットを投射することが望ましい。 ショットの粒径が大きくなると被加工物表面に生成される圧縮残留応力が大きくなる傾向にあるが、圧縮残留応力のピーク値が被加工物表面付近から離れた深い個所に生じるため、圧縮残留応力のピーク値を被加工物の表面に近づけるべくショットは粒径０．６ｍｍ以下が望ましい。 また、ショットの硬度を高くすると圧縮残留応力のピーク値が大きくなる傾向にあるが、ショットの硬度は所望の圧縮残留応力が生成する５８０Ｈｖ以上が望ましい。
【００１０】
【実施例】
鋼ＳＣＭ４１５を浸炭焼入れ焼戻しして表面硬度を７６２．７Ｈｖ、焼入れ深さを０．８０ｍｍにして成る試験片を液体中に配置し、続いて、この試験片表面上に、パルスエネルギー２７０ｍＪ、照射回数１３，５００／ｃｍ２、スポット径０．８ｍｍの条件でパルスレーザー光を照射する。次いで、パルスレーザー光を照射した試験片表面上に、平均粒径１００μｍ、硬度７００Ｈｖのスチールショット（ＳＢＭ１００）を、噴射圧０．２０Ｍｐａ、噴射量１２．０ｋｇ／ｍｉｎの条件で１２秒間投射して、試験片表面に圧縮残留応力を付与したところ、図１に示すように、試験片においては、圧縮残留応力が試験片表面に形成する層は厚さが１０００μｍと厚く、しかも圧縮残留応力のピーク値が約１，５００ＭＰａと大きく、さらにそのピーク値は試験片の表面近くである深さ１５μｍ付近に生成されていた。
【００１１】
ちなみに、本発明と比較するために、上述の試験片の表面上に、パルスエネルギー２７０ｍＪ、照射回数１３，５００／ｃｍ２、スポット径０．８ｍｍの条件でパルスレーザー光だけを照射した場合には、図２に示すように、本試験片には、圧縮残留応力の層が厚さ１０００μｍに形成されていたが、試験片の表面近くである深さ１８μｍ付近では圧縮残留応力のピーク値が１，０９５ＭＰａあった。
このことから、パルスレーザー光だけを照射した場合は、圧縮残留応力の層の厚さは本発明の場合と同等であるが、試験片の表面付近における圧縮残留応力のピーク値が本発明による場合よりも小さいことが分かる。
【００１２】
さらに、本発明と比較するために、上述の試験片の表面上に、平均粒径７７μｍ、硬度７００Ｈｖのスチールショット（ＳＢＭ１００）を、噴射圧０．２０Ｍｐａ、噴射量１２．０ｋｇ／ｍｉｎの条件で１２秒間投射しただけの場合には、図３に示すように、本試験片には圧縮残留応力のピーク値の１，４９６ＭＰａが試験片の表面近くの深さ１４μｍ付近に生成していたが、圧縮残留応力の層の厚さは１００μｍと極めて薄かった。
このことから、ショットだけを投射した場合は、圧縮残留応力のピーク値は本発明の場合と同等であるが、圧縮残留応力の層は本発明による場合よりも薄いことが分かる。
【００１３】
【効果】
上記の説明から明らかなように本発明は、被加工物の表面に圧縮残留応力を付与する方法であって、被加工物を液体中に配置した後前記被加工物表面上にパルスレーザー光を照射し、続いて、パルスレーザー光を照射した前記被加工物表面上にショットを投射して前記被加工物表面に圧縮残留応力を付与するから、被加工物の表面付近の圧縮残留応力を十分に大きくすることが可能な上に、圧縮残留応力の層を被加工物表面に厚く形成することができるなどの優れた実用的効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の結果を示すグラフである。
【図２】パルスレーザー光をだけを照射した場合の結果を示すグラフである。
【図３】ショットだけを投射した場合の結果を示すグラフである。
【図４】粒径０．６ｍｍのショットだけを投射した場合の結果を示すグラフである。
Claims (2)
- 被加工物の表面に圧縮残留応力を付与する方法であって、
被加工物を液体中に配置した後前記被加工物表面上にパルスレーザー光を照射し、続いて、パルスレーザー光を照射した前記被加工物表面上にショットを投射して前記被加工物表面に圧縮残留応力を付与することを特徴とするピーニング方法。 - 請求項１に記載のピーニング方法において、
パルスレーザー光を照射した前記被加工物表面上に、粒径が０．６ｍｍ以下で硬度が５８０Ｈｖ以上のショットを投射することを特徴とするピーニング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002330421A JP2004160608A (ja) | 2002-11-14 | 2002-11-14 | ピーニング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002330421A JP2004160608A (ja) | 2002-11-14 | 2002-11-14 | ピーニング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004160608A true JP2004160608A (ja) | 2004-06-10 |
Family
ID=32808116
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002330421A Pending JP2004160608A (ja) | 2002-11-14 | 2002-11-14 | ピーニング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004160608A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007050504A (ja) * | 2005-08-12 | 2007-03-01 | Snecma | 副層を圧縮することにより処理された金属部品、および、このような部品を得る方法 |
| JP2022016906A (ja) * | 2020-07-13 | 2022-01-25 | 新東工業株式会社 | 表面処理方法 |
-
2002
- 2002-11-14 JP JP2002330421A patent/JP2004160608A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007050504A (ja) * | 2005-08-12 | 2007-03-01 | Snecma | 副層を圧縮することにより処理された金属部品、および、このような部品を得る方法 |
| JP2022016906A (ja) * | 2020-07-13 | 2022-01-25 | 新東工業株式会社 | 表面処理方法 |
| JP7409245B2 (ja) | 2020-07-13 | 2024-01-09 | 新東工業株式会社 | 表面処理方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Effective date: 20050714 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 |
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| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20080625 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20080627 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080714 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090424 |