JP2009149941A - 表面改質方法および被覆体 - Google Patents
表面改質方法および被覆体 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009149941A JP2009149941A JP2007328809A JP2007328809A JP2009149941A JP 2009149941 A JP2009149941 A JP 2009149941A JP 2007328809 A JP2007328809 A JP 2007328809A JP 2007328809 A JP2007328809 A JP 2007328809A JP 2009149941 A JP2009149941 A JP 2009149941A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser
- covering
- modification method
- surface modification
- workpiece
- 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.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C26/00—Coating not provided for in groups C23C2/00 - C23C24/00
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/352—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring for surface treatment
- B23K26/356—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring for surface treatment by shock processing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C8/02—Pretreatment of the material to be coated
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
- C23C8/36—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases using ionised gases, e.g. ionitriding
Abstract
【解決手段】本発明の表面改質方法は、被加工物の被加工面の上をレーザを吸収してプラズマを発生するプラズマ発生層と一面に平面又は凹凸形状を有する硬質層とを備えた被覆体で覆い、この被覆体に短パルス高ピーク出力のレーザを照射し、レーザピーニングの衝撃波により被加工面を硬質層の平面又は凹凸形状に加圧成形ことを特徴とする。被加工面と被覆体の間に粉粒体などの固着物を配置して被加工面を加圧成形するとともに、粉粒体などの固着物を埋設してもよい。固着物の有する特性により、被加工面に様々な機能を付与することができる。
【選択図】図3
Description
図1は、第1実施形態の概要を示す説明図であり、10は被加工物、20は被加工面を被覆する被覆体、30はレーザ出射部、31は集光レンズである。
第2の実施形態は、前記第1実施形態に加えて、レーザを照射する前に、被覆体と被加工面との間に被加工面に固着して被加工面に所望の機能を付与する固着物を配置することにより、被加工面の加圧成形とともに、固着物を被加工面に固着又は埋設する態様である。
ここでは、固着物が所望の機能を有する粉粒体の場合について説明する。所望の機能を有する粉粒体としては、摺動特性を向上させる固体潤滑材粒子、セルフクリーニング性や親水性を有する光触媒粒子、抗菌性を有する抗菌剤粒子などの粉粒体を例示することができる。本実施形態は、レーザ照射前にこれらの粉粒体を被加工面と被覆体との間に配置する以外は、前記第1実施形態と同様に実施することができる。
[第3実施形態]
本実施形態は、前記第2実施形態における粉粒体に代えて、ICチップや半導体などのマイクロ部品を固着物として被加工物の所定面に埋設(装着)する態様であり、固着物が異なる以外は、前記第2実施形態と同様に実施することができる。
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
(1)第2実施形態では、金属や樹脂の粉粒体について説明したが、粉粒体としては、所望の機能を有する組成物を造粒した造粒体でもよい。例えば、光触媒機能を有する酸化チタン粉末をゼオライトあるいはシリカゲルなどとともに粘着材と混合して組成物とし、数μm〜数100μmのペレットに造粒する。そして、このペレットを第2実施形態と同様にして被加工物表面に埋設する。このようにして被加工面に親水性や防汚性を付与することができる。
(2)第2実施形態では、被加工物が主として金属、合金、金属化合物などの無機材料の場合を説明したが、被加工物は、樹脂、ゴム、木材、紙あるいは布などの有機材料でもよい。例えば、衣服にマイクロチップを埋設すれば、個体の同定や認識の機能を付与することができる。
(3)前記実施形態では、1回の表面改質で被加工面に所望の機能を付与することとしたが、凹凸形状の異なる被覆体を用いたり、異なる固着物を埋設するなど被加工面に複数回の加圧成形を施してもよい。これにより複数の異なる表面機能を備えた被加工物を得ることができる。例えば、最初にNi粉粒体を埋設し、次に樹脂を固着させることで導電性機能と不導電性機能とを併せ持つ電機部品を得ることができる。
(4)前記実施形態では、固着物が粉粒体やマイクロ部品の場合について説明したが、固着物は金属箔であってもよい。例えば、被加工物の表面に5〜50μm厚さの金属箔を配置して第1実施形態のように加圧成形を施す。被加工物表面と金属箔とは新生面を生じながら凹凸形状に加圧成形されることになるので、マイクロ接合(クラッディング)により金属箔を強固に被加工物表面に接合することができる。例えば、マイクロ電極にイリジウムや白金の箔を接合すれば安価な電極を形成することができる。
(5)前記第3実施形態では、マイクロ部品が一種類の場合について説明したが、複数種類のマイクロ部品を同時に埋設するようにしてもよい。例えば、硬質層22の被加工物対向面に図5(a)に示すような凹凸形状を形成し、マイクロ部品51、52、53をそれぞれ所定の凹部に保持し、被覆体20を適宜の加工面に被覆してレーザ照射すれば、図5(b)のように凹部222’を形成するとともに、各マイクロ部品51、52、53を同時に被加工物表面に埋設することができる。なお、61は例えば絶縁材などの組成物である。また、マイクロ部品同士を接続する導電物を同時に固着させれば被加工面上に電子回路を形成することもできる。
Claims (14)
- 被加工物の被加工面の上をレーザを吸収してプラズマを発生するプラズマ発生層と、一面に平面又は凹凸形状を有する硬質層とを備えた被覆体で覆い、該被覆体の前記プラズマ発生層に短パルス高ピーク出力のレーザを照射し、レーザピーニングの衝撃波により前記被加工面を前記硬質層の平面又は凹凸形状で加圧成形することを特徴とする表面改質方法。
- 前記レーザを照射する前に、前記被覆体と前記被加工面との間に該被加工面に固着して該被加工面に所望の機能を付与する固着物を配置する請求項1に記載の表面改質方法。
- 前記被覆体は板状又は帯状の鋼材からなり、該鋼材の一面側に硬化処理により形成された前記硬質層を有する請求項1又は2に記載の表面改質方法。
- 前記硬化処理は、焼入れ処理、浸炭処理、浸窒・窒化処理、硬質メッキ処理、硬化蒸着処理、加工硬化処理のうちの何れか一である請求項3に記載の表面改質方法。
- 前記被覆体は、板状又は帯状の金属、金属化合物、樹脂、合成ゴムのうち何れか1種からなるプラズマ発生層と、該プラズマ発生層よりも高硬度の材料からなる硬質層とを接合した積層体である請求項1又は2に記載の表面改質方法。
- 前記固着物は、粉粒体である請求項2〜5の何れか一項に記載の表面改質方法。
- 前記粉粒体は、金属、合金、金属化合物、樹脂、セラミックスおよび香料の何れかである請求項6に記載の表面改質方法。
- 前記固着物は、マイクロ部品である請求項2〜5の何れか一項に記載の表面改質方法。
- 前記マイクロ部品は、ICチップ、半導体、マイクロチップ、光学素子、マイクロマシーンおよびマイクロ化学薬品のうちの何れかである請求項8に記載の表面改質方法。
- 前記硬質層の硬度はHV150以上である請求項1〜9の何れか一項に記載の表面改質方法。
- 前記レーザを照射する前に、前記被加工物の前記被加工面に、予め熱処理、メッキ処理、金属溶射処理、肉盛り処理、蒸着処理のうち何れか1以上の処理を施す請求項1〜10の何れか一項に記載の表面改質方法。
- 前記レーザを照射する前に、前記被加工物の前記被加工面に、予め周期的微細構造あるいは微細な溝を形成しておく請求項2〜10の何れか一項に記載の表面改質方法。
- さらにエポキシ系、ポリアミド系、あるいはアクリル系の接着剤および/又は該接着剤と前記固着物との混合物を塗布する請求項12に記載の表面改質方法。
- レーザを照射して被加工物に間接的にレーザピーニングを施す被加工物の被覆体であって、
レーザを吸収してプラズマを発生するプラズマ発生層と、前記被加工物の対向面に平面又は凹凸形状を有する硬質層とを一体的に備えたことを特徴とする被覆体。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007328809A JP5280675B2 (ja) | 2007-12-20 | 2007-12-20 | 表面改質方法および被覆体 |
PCT/JP2008/063975 WO2009081614A1 (ja) | 2007-12-20 | 2008-08-04 | 表面改質方法および被覆体 |
CN2008801197344A CN101889105B (zh) | 2007-12-20 | 2008-08-04 | 表面改性方法以及覆盖体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007328809A JP5280675B2 (ja) | 2007-12-20 | 2007-12-20 | 表面改質方法および被覆体 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009149941A true JP2009149941A (ja) | 2009-07-09 |
JP5280675B2 JP5280675B2 (ja) | 2013-09-04 |
Family
ID=40800931
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007328809A Expired - Fee Related JP5280675B2 (ja) | 2007-12-20 | 2007-12-20 | 表面改質方法および被覆体 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5280675B2 (ja) |
CN (1) | CN101889105B (ja) |
WO (1) | WO2009081614A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101376068B1 (ko) | 2012-04-24 | 2014-03-19 | 한보일렉트(주) | 특수 표면 처리에 의한 피복 강재 제조 방법 및 이에 의한 피복 강재 |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106755860B (zh) * | 2016-12-12 | 2018-09-25 | 贵州大学 | 一种水射流喷丸和等离子渗氮的复合处理表面改性方法 |
CN108817674B (zh) * | 2018-06-26 | 2020-06-16 | 深圳信息职业技术学院 | 一种双光束五轴数控激光抛光方法 |
RU2736289C1 (ru) * | 2020-03-05 | 2020-11-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ростовский государственный университет путей сообщения" (ФГБОУ ВО РГУПС) | Способ азотирования деталей из легированных сталей |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006122969A (ja) * | 2004-10-29 | 2006-05-18 | Muneharu Kutsuna | 金属材料及び金属クラッド材の溶接継手及び鋳造材のレーザピーニング処理 |
JP2006159290A (ja) * | 2004-12-09 | 2006-06-22 | General Electric Co <Ge> | レーザ衝撃ピーニング方法およびその方法に用いるコーティングならびにその方法で作られた物品 |
JP2006320907A (ja) * | 2005-05-17 | 2006-11-30 | Muneharu Kutsuna | 粉体および被膜を用いたマイクロレーザピーニング処理およびマイクロレーザピーニング処理部品 |
JP2007169754A (ja) * | 2005-12-26 | 2007-07-05 | Muneharu Kutsuna | 表面処理方法、レーザ吸収粉体層シート及びレーザピーニング用粉体スプレー |
JP2007169753A (ja) * | 2005-12-26 | 2007-07-05 | Muneharu Kutsuna | レーザピーニング処理方法及びレーザ吸収粉体層シート |
-
2007
- 2007-12-20 JP JP2007328809A patent/JP5280675B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2008
- 2008-08-04 WO PCT/JP2008/063975 patent/WO2009081614A1/ja active Application Filing
- 2008-08-04 CN CN2008801197344A patent/CN101889105B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006122969A (ja) * | 2004-10-29 | 2006-05-18 | Muneharu Kutsuna | 金属材料及び金属クラッド材の溶接継手及び鋳造材のレーザピーニング処理 |
JP2006159290A (ja) * | 2004-12-09 | 2006-06-22 | General Electric Co <Ge> | レーザ衝撃ピーニング方法およびその方法に用いるコーティングならびにその方法で作られた物品 |
JP2006320907A (ja) * | 2005-05-17 | 2006-11-30 | Muneharu Kutsuna | 粉体および被膜を用いたマイクロレーザピーニング処理およびマイクロレーザピーニング処理部品 |
JP2007169754A (ja) * | 2005-12-26 | 2007-07-05 | Muneharu Kutsuna | 表面処理方法、レーザ吸収粉体層シート及びレーザピーニング用粉体スプレー |
JP2007169753A (ja) * | 2005-12-26 | 2007-07-05 | Muneharu Kutsuna | レーザピーニング処理方法及びレーザ吸収粉体層シート |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101376068B1 (ko) | 2012-04-24 | 2014-03-19 | 한보일렉트(주) | 특수 표면 처리에 의한 피복 강재 제조 방법 및 이에 의한 피복 강재 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN101889105A (zh) | 2010-11-17 |
CN101889105B (zh) | 2012-01-04 |
JP5280675B2 (ja) | 2013-09-04 |
WO2009081614A1 (ja) | 2009-07-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4058448B2 (ja) | レーザピーニング処理方法及びレーザ吸収粉体層シート | |
JP2007169754A (ja) | 表面処理方法、レーザ吸収粉体層シート及びレーザピーニング用粉体スプレー | |
Vorobyev et al. | Femtosecond laser structuring of titanium implants | |
JP5690051B2 (ja) | レーザを用いた部材の接合方法 | |
JP5280675B2 (ja) | 表面改質方法および被覆体 | |
JP2006320907A (ja) | 粉体および被膜を用いたマイクロレーザピーニング処理およびマイクロレーザピーニング処理部品 | |
CN106222650A (zh) | 激光冲击氧化石墨烯涂层的表面强化方法 | |
WO2007146082A3 (en) | Molded polymer comprising silicone and at least one metal trace and a process of manufacturing the same | |
Schnell et al. | Heat accumulation during femtosecond laser treatment at high repetition rate–A morphological, chemical and crystallographic characterization of self-organized structures on Ti6Al4V | |
JPWO2006027850A1 (ja) | 薄膜の密着性向上方法 | |
MD20050351A (en) | Process for dimensional electrochemical working of metals | |
KR101144273B1 (ko) | 표면마찰 계수가 증가된 치과용 임플란트 레이저표면처리방법 및 상기 방법으로 처리된 치과용 임플란트 | |
US6797404B2 (en) | Anti-spatter coating for laser machining | |
JP2016016429A (ja) | レーザを用いた部材の接合方法 | |
Vorobyev et al. | Femtosecond laser surface structuring technique for making human enamel and dentin surfaces superwetting | |
Buchman et al. | Nd: YAG laser surface treatment of various materials to enhance adhesion | |
Kittiboonanan et al. | Effects of Laser Pulse Overlap using Nanosecond Fiber Lasers for Structuring of AA6061-T6 Surfaces | |
JP3188089U (ja) | アルミ合金製ピストンのガス抜け止め用のピストンリング溝である凹部内の溝側面に被覆体を有するピストン | |
JP2008248270A (ja) | レーザ衝撃硬化処理方法およびレーザ衝撃硬化処理装置 | |
Lobankova et al. | Influence of laser radiation on structure and properties of steel | |
Schulze Niehoff et al. | Non-thermal laser stretch-forming | |
KR101742922B1 (ko) | 상어표피를 모방한 저마찰 부재 및 그의 제조방법 | |
Rasheed et al. | Surface Modification of Nobel Metals and Stainless Steel by Pulsed Nd: YAG Laser | |
JPWO2019216440A1 (ja) | 金属成形体および金属成形体の粗面化方法 | |
JP2009191733A (ja) | 蒸気タービン翼およびその表面改質方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20101207 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130305 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130423 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130516 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130523 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 5280675 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |