JP3232941B2 - シリンダヘッドにおけるバルブシートの肉盛り方法 - Google Patents
シリンダヘッドにおけるバルブシートの肉盛り方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関のアルミニウ
ム合金製シリンダヘッドにおけるバルブシートの肉盛り
方法に関し、さらに詳しくはバルブシートのシート面の
耐熱性，耐摩耗性等の向上を目的として銅系合金等の肉
盛り層を形成する方法に関する。
ム合金製シリンダヘッドにおけるバルブシートの肉盛り
方法に関し、さらに詳しくはバルブシートのシート面の
耐熱性，耐摩耗性等の向上を目的として銅系合金等の肉
盛り層を形成する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】鋼管等の基材の物理的，機械的性質の向
上を目的としたレーザクラッディング法と称される技術
では、例えば特開昭６２−１８３９８９号公報に示され
ているように、基材表面に要求特性に応じた材料の粉末
を供給しながらレーザビームを照射し、その粉末を一旦
溶融させて固化させることにより肉盛りしてクラッド層
を形成することを基本としている。
上を目的としたレーザクラッディング法と称される技術
では、例えば特開昭６２−１８３９８９号公報に示され
ているように、基材表面に要求特性に応じた材料の粉末
を供給しながらレーザビームを照射し、その粉末を一旦
溶融させて固化させることにより肉盛りしてクラッド層
を形成することを基本としている。
【０００３】一方、このレーザクラッディング法を応用
して、アルミニウム合金製のシリンダヘッドのバルブシ
ートに銅系合金等の肉盛り層を形成することが行われて
いる。このバルブシートの肉盛り方法は、図７，８に示
すように、加工対象となるシリンダヘッド１のバルブシ
ート２のシート面２ａを予め所定の曲率をもった断面円
弧状の溝形状に形成するとともに、この溝形状の曲率に
対する法線ａが鉛直方向を指向するようにシリンダヘッ
ド１全体を４５度傾斜させ、シート面２ａに粉末供給ノ
ズル４から銅系合金等の粉末５を連続供給しながらレー
ザビーム３を照射して、シリンダヘッド１とレーザビー
ム３とをバルブシート２の軸心ｂを回転中心としてその
バルブシート２の円周方向に沿って相対回転させること
により肉盛り層６を形成するようにしている。
して、アルミニウム合金製のシリンダヘッドのバルブシ
ートに銅系合金等の肉盛り層を形成することが行われて
いる。このバルブシートの肉盛り方法は、図７，８に示
すように、加工対象となるシリンダヘッド１のバルブシ
ート２のシート面２ａを予め所定の曲率をもった断面円
弧状の溝形状に形成するとともに、この溝形状の曲率に
対する法線ａが鉛直方向を指向するようにシリンダヘッ
ド１全体を４５度傾斜させ、シート面２ａに粉末供給ノ
ズル４から銅系合金等の粉末５を連続供給しながらレー
ザビーム３を照射して、シリンダヘッド１とレーザビー
ム３とをバルブシート２の軸心ｂを回転中心としてその
バルブシート２の円周方向に沿って相対回転させること
により肉盛り層６を形成するようにしている。
【０００４】ここで、図８に示すように、前記法線ａに
対する粉末供給ノズル４の傾斜角度θは４５°に設定さ
れ、その粉末供給ノズル４の軸心ｃが、シート面２ａ上
でのレーザビーム照射位置を指向するようにセットされ
ている。
対する粉末供給ノズル４の傾斜角度θは４５°に設定さ
れ、その粉末供給ノズル４の軸心ｃが、シート面２ａ上
でのレーザビーム照射位置を指向するようにセットされ
ている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の肉
盛り方法では、図８に示すように４５°傾けた方向から
シート面２ａ上に粉末５を投入するために、シート面２
ａ上に落下した粉末５が大きく広がるように飛散してそ
のシート面２ａからこぼれ落ちる量が多く、粉末５の供
給歩留まりが悪いほか、上記のシート面２ａ上での粉末
５の広がりはそのシート面２ａの長手方向で大きくなる
ことから、実際のレーザビーム照射位置での粉末５が不
足してそのレーザビーム照射位置での粉末供給密度が低
下することになる。その結果、粉末供給密度の割にはレ
ーザビーム３による熱投与量が大きくなりすぎて、母材
希釈と称される加工不良が発生する。すなわち、粉末５
が一旦溶融して固化することによって形成された肉盛り
層６のなかにシリンダヘッド１自体の母材が溶け込んで
希釈されてしまい、これによって肉盛り層６本来の性能
を発揮できなくなることがある。
盛り方法では、図８に示すように４５°傾けた方向から
シート面２ａ上に粉末５を投入するために、シート面２
ａ上に落下した粉末５が大きく広がるように飛散してそ
のシート面２ａからこぼれ落ちる量が多く、粉末５の供
給歩留まりが悪いほか、上記のシート面２ａ上での粉末
５の広がりはそのシート面２ａの長手方向で大きくなる
ことから、実際のレーザビーム照射位置での粉末５が不
足してそのレーザビーム照射位置での粉末供給密度が低
下することになる。その結果、粉末供給密度の割にはレ
ーザビーム３による熱投与量が大きくなりすぎて、母材
希釈と称される加工不良が発生する。すなわち、粉末５
が一旦溶融して固化することによって形成された肉盛り
層６のなかにシリンダヘッド１自体の母材が溶け込んで
希釈されてしまい、これによって肉盛り層６本来の性能
を発揮できなくなることがある。
【０００６】また、従来の方法では、加工位置の上下方
向でのばらつきの影響を受けやすく、特にレーザビーム
照射位置であるところのシート面２ａの位置が図７，８
の高さ方向でばらつくと、レーザビーム照射位置に対し
て粉末供給ノズル４の指向方向がレーザビーム３とバル
ブシート２との相対回転方向で大きくずれてしまい、こ
れによって上記と同様に粉末５の供給歩留まりの低下と
母材希釈等の加工不良を招くこととなって好ましくな
い。
向でのばらつきの影響を受けやすく、特にレーザビーム
照射位置であるところのシート面２ａの位置が図７，８
の高さ方向でばらつくと、レーザビーム照射位置に対し
て粉末供給ノズル４の指向方向がレーザビーム３とバル
ブシート２との相対回転方向で大きくずれてしまい、こ
れによって上記と同様に粉末５の供給歩留まりの低下と
母材希釈等の加工不良を招くこととなって好ましくな
い。
【０００７】本発明は以上のような課題に着目してなさ
れたもので、その目的とするところは、特に粉末の供給
歩留まりの向上と加工品質の向上を図ったバルブシート
の肉盛り方法を提供することにある。
れたもので、その目的とするところは、特に粉末の供給
歩留まりの向上と加工品質の向上を図ったバルブシート
の肉盛り方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、シリンダヘッドのバルブシートのシート面に粉末供
給ノズルから肉盛り材料の粉末を連続供給してその粉末
の上からレーザビームを照射し、シリンダヘッドとレー
ザビームとをバルブシートの円周方向に相対回転させる
ことでシート面の全周に肉盛り層を形成するようにした
シリンダヘッドにおけるバルブシートの肉盛り方法にお
いて、前記シート面に対して垂直な線と粉末供給ノズル
とのなす角度を０〜２０°に設定するとともに、前記粉
末供給ノズルとレーザビームの光軸とのなす角度を５〜
２０°に設定し、かつ前記シート面上でのレーザビーム
の光軸と粉末供給ノズルの軸心とのオフセット量を、シ
リンダヘッドとレーザビームの相対回転方向で±２ｍｍ
以内に設定したことを特徴としている。
は、シリンダヘッドのバルブシートのシート面に粉末供
給ノズルから肉盛り材料の粉末を連続供給してその粉末
の上からレーザビームを照射し、シリンダヘッドとレー
ザビームとをバルブシートの円周方向に相対回転させる
ことでシート面の全周に肉盛り層を形成するようにした
シリンダヘッドにおけるバルブシートの肉盛り方法にお
いて、前記シート面に対して垂直な線と粉末供給ノズル
とのなす角度を０〜２０°に設定するとともに、前記粉
末供給ノズルとレーザビームの光軸とのなす角度を５〜
２０°に設定し、かつ前記シート面上でのレーザビーム
の光軸と粉末供給ノズルの軸心とのオフセット量を、シ
リンダヘッドとレーザビームの相対回転方向で±２ｍｍ
以内に設定したことを特徴としている。
【０００９】ここで、シート面に対して垂直な線と、粉
末供給ノズルとのなす角度を０〜２０°とし、また、粉
末供給ノズルとレーザビームとのなす角度を５〜２０°
としているのは、２０°を越えると粉末供給ノズルから
シート面上に落下した粉末が大きく広がりすぎて飛散
し、シート面からこぼれ落ちる量が多くなって粉末供給
歩留まりの低下を招くとともに、レーザビーム照射位置
での粉末供給密度が低下するためである。また、シート
面上でのレーザビームの光軸と粉末供給ノズルの軸心と
のオフセット量を±２ｍｍ以内としているのは、このオ
フセット量が±２ｍｍを越えると、レーザビーム照射位
置に粉末が安定して供給されず、母材希釈等の加工不良
を招くことになるためである。
末供給ノズルとのなす角度を０〜２０°とし、また、粉
末供給ノズルとレーザビームとのなす角度を５〜２０°
としているのは、２０°を越えると粉末供給ノズルから
シート面上に落下した粉末が大きく広がりすぎて飛散
し、シート面からこぼれ落ちる量が多くなって粉末供給
歩留まりの低下を招くとともに、レーザビーム照射位置
での粉末供給密度が低下するためである。また、シート
面上でのレーザビームの光軸と粉末供給ノズルの軸心と
のオフセット量を±２ｍｍ以内としているのは、このオ
フセット量が±２ｍｍを越えると、レーザビーム照射位
置に粉末が安定して供給されず、母材希釈等の加工不良
を招くことになるためである。
【００１０】
【００１１】
【００１２】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の構成に加えて、前記シート面上でのレーザビームの照
射位置と、粉末供給ノズルの先端とのなす距離が５〜５
０ｍｍに設定されていることを特徴としている。
の構成に加えて、前記シート面上でのレーザビームの照
射位置と、粉末供給ノズルの先端とのなす距離が５〜５
０ｍｍに設定されていることを特徴としている。
【００１３】上記のシート面上でのレーザビーム照射位
置と、粉末供給ノズルの先端とのなす距離が５〜５０ｍ
ｍの範囲としているのは、５ｍｍ未満では加工部位から
発生する反射光および熱で粉末供給ノズルが溶損した
り、あるいはスパッタ付着等のトラブルが発生するため
であり、また５０ｍｍを越えると適度な粉末供給密度が
得られず、母材希釈やクラック等の欠陥発生頻度が増大
するためである。
置と、粉末供給ノズルの先端とのなす距離が５〜５０ｍ
ｍの範囲としているのは、５ｍｍ未満では加工部位から
発生する反射光および熱で粉末供給ノズルが溶損した
り、あるいはスパッタ付着等のトラブルが発生するため
であり、また５０ｍｍを越えると適度な粉末供給密度が
得られず、母材希釈やクラック等の欠陥発生頻度が増大
するためである。
【００１４】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２に記載の構成に加えて、前記粉末供給ノズルの内径が
１〜５ｍｍに設定されていることを特徴としている。
２に記載の構成に加えて、前記粉末供給ノズルの内径が
１〜５ｍｍに設定されていることを特徴としている。
【００１５】この粉末供給ノズルの内径は、ノズル自体
の傾斜角度によっても決定されるが、内径が１ｍｍ未満
では粉末の詰まり等が発生して粉末の連続供給を安定し
て行えなくなり、また内径が５ｍｍを越えると粉末の供
給量が多くなりすぎて粉末供給歩留まりが低下すること
になる。
の傾斜角度によっても決定されるが、内径が１ｍｍ未満
では粉末の詰まり等が発生して粉末の連続供給を安定し
て行えなくなり、また内径が５ｍｍを越えると粉末の供
給量が多くなりすぎて粉末供給歩留まりが低下すること
になる。
【００１６】請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の
いずれかに記載の構成に加えて、前記シート面が、予め
断面凹状の溝形状に形成されていることを特徴としてい
る。
いずれかに記載の構成に加えて、前記シート面が、予め
断面凹状の溝形状に形成されていることを特徴としてい
る。
【００１７】
【作用】請求項１に記載の発明によると、粉末供給ノズ
ルからの粉末の供給方向を、シート面に対してほぼ直角
に近い方向としたことにより、そのシート面上での粉末
の広がりや落ちこぼれる量が少なくなって粉末の供給歩
留まりが向上するとともに、レーザビーム照射位置と粉
末とのずれ量が少なくなる。
ルからの粉末の供給方向を、シート面に対してほぼ直角
に近い方向としたことにより、そのシート面上での粉末
の広がりや落ちこぼれる量が少なくなって粉末の供給歩
留まりが向上するとともに、レーザビーム照射位置と粉
末とのずれ量が少なくなる。
【００１８】また、シート面上でのレーザビームと粉末
供給ノズルの軸心とのオフセット量が所定の範囲内にな
るように管理することにより、レーザビーム照射位置に
対して粉末供給が正確に、かつ安定して行われるように
なる。
供給ノズルの軸心とのオフセット量が所定の範囲内にな
るように管理することにより、レーザビーム照射位置に
対して粉末供給が正確に、かつ安定して行われるように
なる。
【００１９】請求項２に記載の発明によると、レーザビ
ーム照射位置から粉末供給ノズル先端までの距離を所定
の寸法に設定したことにより、粉末供給ノズルを近付け
過ぎた場合のようなノズルの溶損やスパッタの付着を防
止し、なおかつレーザビーム照射位置で最適な粉末供給
密度を確保しつつ母材希釈等の加工不良を未然に防止で
きるようになる。
ーム照射位置から粉末供給ノズル先端までの距離を所定
の寸法に設定したことにより、粉末供給ノズルを近付け
過ぎた場合のようなノズルの溶損やスパッタの付着を防
止し、なおかつレーザビーム照射位置で最適な粉末供給
密度を確保しつつ母材希釈等の加工不良を未然に防止で
きるようになる。
【００２０】請求項３に記載の発明によると、粉末供給
ノズルの内径の特定の寸法に設定したことにより、ノズ
ルの詰まり等を未然に防止して粉末の供給を安定して行
える。
ノズルの内径の特定の寸法に設定したことにより、ノズ
ルの詰まり等を未然に防止して粉末の供給を安定して行
える。
【００２１】請求項４に記載の発明によると、シート面
が予め断面凹状の溝形状に形成されているため、粉末の
保有容量が大きく、かつ安定したものとなって、肉盛り
加工の安定化が図れるほか、粉末の歩留まりも向上す
る。
が予め断面凹状の溝形状に形成されているため、粉末の
保有容量が大きく、かつ安定したものとなって、肉盛り
加工の安定化が図れるほか、粉末の歩留まりも向上す
る。
【００２２】
【実施例】図１，２は本発明の一実施例を示す図で、図
１は図７のＡ−Ａ線断面に相当しているとともに、図２
は図７の要部拡大図であって、図７，８と共通する部分
には同一符号を付してある。
１は図７のＡ−Ａ線断面に相当しているとともに、図２
は図７の要部拡大図であって、図７，８と共通する部分
には同一符号を付してある。
【００２３】図１，２に示すように、シリンダヘッド１
は従来と同様に例えばＪＩＳ ＡＣ２Ａ材に相当するア
ルミニウム合金にて形成されているとともに、加工対象
となるバルブシート２のシート面２ａ、すなわち予め断
面円弧状の溝形状に形成されたバルブシート２のシート
面２ａの断面曲率の法線ａが鉛直姿勢となるように、シ
リンダヘッド１全体が傾斜した姿勢で図示外の治具に位
置決めクランプされる。そして、肉盛り加工時には、加
工対象となるバルブシート２の軸心ｂ（図７参照）を回
転中心としてシリンダヘッド１全体が所定速度で回転駆
動される。
は従来と同様に例えばＪＩＳ ＡＣ２Ａ材に相当するア
ルミニウム合金にて形成されているとともに、加工対象
となるバルブシート２のシート面２ａ、すなわち予め断
面円弧状の溝形状に形成されたバルブシート２のシート
面２ａの断面曲率の法線ａが鉛直姿勢となるように、シ
リンダヘッド１全体が傾斜した姿勢で図示外の治具に位
置決めクランプされる。そして、肉盛り加工時には、加
工対象となるバルブシート２の軸心ｂ（図７参照）を回
転中心としてシリンダヘッド１全体が所定速度で回転駆
動される。
【００２４】また、前記バルブシート２のシート面２ａ
にはその法線ａ方向からレーザビーム３が照射されると
ともに、レーザビーム３の光軸からバルブシート２の回
転方向後方側に所定角度傾斜した位置には粉末供給ノズ
ル４が設けられ、この粉末供給ノズル４からレーザビー
ム照射部に対して銅系合金材料の粉末５が所定量ずつ連
続供給される。ここで使用される銅系合金粉末は、例え
ばＣｕ−１５．５％、Ｎｉ−１４．１％、Ｃｏ−０．９
１％、Ａｌ−１．５８％、Ｖ−１．８４％、Ｎｂ−２．
７８％、Ｓｉ−残部、の組成のものとする。
にはその法線ａ方向からレーザビーム３が照射されると
ともに、レーザビーム３の光軸からバルブシート２の回
転方向後方側に所定角度傾斜した位置には粉末供給ノズ
ル４が設けられ、この粉末供給ノズル４からレーザビー
ム照射部に対して銅系合金材料の粉末５が所定量ずつ連
続供給される。ここで使用される銅系合金粉末は、例え
ばＣｕ−１５．５％、Ｎｉ−１４．１％、Ｃｏ−０．９
１％、Ａｌ−１．５８％、Ｖ−１．８４％、Ｎｂ−２．
７８％、Ｓｉ−残部、の組成のものとする。
【００２５】本実施例では、図１，２に示したシリンダ
ヘッド１に加工送りとして図７に示すバルブシート２の
軸心ｂを回転中心として０．８ｍ／ｍｉｎの回転送りを
与える一方、シート面２ａの法線ａとレーザビーム３の
照射方向（光軸）とを一致させた上で、そのレーザビー
ムの照射方向に対して２０°の傾斜角度をもつ粉末供給
ノズル４から４５ｇ／ｍｉｎで前記銅系合金材料の粉末
５をバルブシートのシート面２ａに連続供給しながら、
レーザ出力が４．０ｋＷで出力モードがリングモードの
レーザビーム３を線状に形成して、そのレーザビーム３
の幅方向を加工送り方向に合わせて照射しながらシート
面２ａの肉盛り加工を行って肉盛り層６を形成した。
ヘッド１に加工送りとして図７に示すバルブシート２の
軸心ｂを回転中心として０．８ｍ／ｍｉｎの回転送りを
与える一方、シート面２ａの法線ａとレーザビーム３の
照射方向（光軸）とを一致させた上で、そのレーザビー
ムの照射方向に対して２０°の傾斜角度をもつ粉末供給
ノズル４から４５ｇ／ｍｉｎで前記銅系合金材料の粉末
５をバルブシートのシート面２ａに連続供給しながら、
レーザ出力が４．０ｋＷで出力モードがリングモードの
レーザビーム３を線状に形成して、そのレーザビーム３
の幅方向を加工送り方向に合わせて照射しながらシート
面２ａの肉盛り加工を行って肉盛り層６を形成した。
【００２６】なお、図１のレーザビーム照射部から粉末
供給ノズル４の先端までの距離（スタンドオフ）ｆを１
０ｍｍ、粉末供給ノズル４の内径Ｄを３．４ｍｍとし、
さらに図１に示すシート面２ａ上におけるレーザビーム
３の光軸（法線ａ）と粉末供給ノズル４の軸心ｃとの加
工送り方向でのオフセット量が±２ｍｍ以内となるよう
に規制した。
供給ノズル４の先端までの距離（スタンドオフ）ｆを１
０ｍｍ、粉末供給ノズル４の内径Ｄを３．４ｍｍとし、
さらに図１に示すシート面２ａ上におけるレーザビーム
３の光軸（法線ａ）と粉末供給ノズル４の軸心ｃとの加
工送り方向でのオフセット量が±２ｍｍ以内となるよう
に規制した。
【００２７】その結果、肉盛り層６側への母材の溶け込
みによるいわゆる母材希釈やクラックの発生の全くない
良好な肉盛り層６をバルブシート２に形成できることが
確認された。
みによるいわゆる母材希釈やクラックの発生の全くない
良好な肉盛り層６をバルブシート２に形成できることが
確認された。
【００２８】なお、前記肉盛り層６が形成されたシリン
ダヘッド１のバルブシート２は、図２に示すようにその
肉盛り層６の一部切除するようなを切削加工が後工程で
施されて、最終的に製品機能の上で必要とされる所定の
シート面形状２ｂに仕上げられる。
ダヘッド１のバルブシート２は、図２に示すようにその
肉盛り層６の一部切除するようなを切削加工が後工程で
施されて、最終的に製品機能の上で必要とされる所定の
シート面形状２ｂに仕上げられる。
【００２９】図３は、上記と同条件のもとでＪＩＳ Ａ
Ｃ２Ａ材に相当するアルミニウム合金の試料（角材）１
１に肉盛り層６を形成した場合の断面の顕微鏡写真、図
４は図３の断面の模式図であって、その肉盛り層６には
母材希釈やクラックが全く発生していないことがわか
る。
Ｃ２Ａ材に相当するアルミニウム合金の試料（角材）１
１に肉盛り層６を形成した場合の断面の顕微鏡写真、図
４は図３の断面の模式図であって、その肉盛り層６には
母材希釈やクラックが全く発生していないことがわか
る。
【００３０】比較例として、図８に示すように、肉盛り
層形成面に垂直な法線ａ（レーザビーム３の光軸）に対
し４５°傾けた粉末供給ノズル４から銅系合金材料の粉
末５を連続供給し、それ以外の条件を上記と全く同様に
設定して試料１１に肉盛り層６を形成した場合の断面の
顕微鏡写真および模式図を図５，６に示す。
層形成面に垂直な法線ａ（レーザビーム３の光軸）に対
し４５°傾けた粉末供給ノズル４から銅系合金材料の粉
末５を連続供給し、それ以外の条件を上記と全く同様に
設定して試料１１に肉盛り層６を形成した場合の断面の
顕微鏡写真および模式図を図５，６に示す。
【００３１】この比較例の場合には、図５，６から明ら
かなように、肉盛り層６の幅方向両端部に母材の溶け込
みによる変質層１２が発生しており、なおかつ一方の変
質層１２を中心にクラック１３が発生している。
かなように、肉盛り層６の幅方向両端部に母材の溶け込
みによる変質層１２が発生しており、なおかつ一方の変
質層１２を中心にクラック１３が発生している。
【００３２】
【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、バルブ
シートのシート面に対して垂直な線と粉末供給ノズルと
のなす角度を０〜２０°に設定するとともに、粉末供給
ノズルとレーザビームとのなす角度を５〜２０°に設定
したことにより、粉末供給ノズからシート面に落下する
粉末の無用な広がりが少なくなってシート面からこぼれ
おちる粉末が少なくなることから、粉末の供給歩留まり
が向上するほか、レーザビーム照射位置と粉末供給位置
とのオフセット量が小さくなってそのレーザビーム照射
位置で最適な粉末供給密度が得られるため、母材希釈と
称される肉盛り層側への母材の溶け込みやクラック等の
欠陥の発生がなくなって、肉盛り加工品質が大幅に向上
する。
シートのシート面に対して垂直な線と粉末供給ノズルと
のなす角度を０〜２０°に設定するとともに、粉末供給
ノズルとレーザビームとのなす角度を５〜２０°に設定
したことにより、粉末供給ノズからシート面に落下する
粉末の無用な広がりが少なくなってシート面からこぼれ
おちる粉末が少なくなることから、粉末の供給歩留まり
が向上するほか、レーザビーム照射位置と粉末供給位置
とのオフセット量が小さくなってそのレーザビーム照射
位置で最適な粉末供給密度が得られるため、母材希釈と
称される肉盛り層側への母材の溶け込みやクラック等の
欠陥の発生がなくなって、肉盛り加工品質が大幅に向上
する。
【００３３】その上、シート面上におけるレーザビーム
と粉末供給ノズルの軸心とのオフセット量を±２ｍｍ以
内になるように管理することにより、レーザビーム照射
位置に対する粉末供給が正確かつ安定して行われるよう
になって、一段と加工品質の向上が図れるようになる。
と粉末供給ノズルの軸心とのオフセット量を±２ｍｍ以
内になるように管理することにより、レーザビーム照射
位置に対する粉末供給が正確かつ安定して行われるよう
になって、一段と加工品質の向上が図れるようになる。
【００３４】請求項２に記載の発明によれば、レーザビ
ーム照射位置から粉末供給ノズル先端までの距離を５〜
５０ｍｍに設定したことにより、上記の効果に加えて、
粉末供給ノズルを加工部位に近付けずぎた場合のような
ノズルの溶損やスパッタの付着を未然に防止できるほ
か、シート面上での粉末の無理な広がりや飛散がなくな
って最適な粉末供給密度が得られ、これによってもまた
母材希釈等の加工不良を防止して加工品質の向上に大き
く貢献できる利点がある。
ーム照射位置から粉末供給ノズル先端までの距離を５〜
５０ｍｍに設定したことにより、上記の効果に加えて、
粉末供給ノズルを加工部位に近付けずぎた場合のような
ノズルの溶損やスパッタの付着を未然に防止できるほ
か、シート面上での粉末の無理な広がりや飛散がなくな
って最適な粉末供給密度が得られ、これによってもまた
母材希釈等の加工不良を防止して加工品質の向上に大き
く貢献できる利点がある。
【００３５】請求項３に記載の発明によれば、粉末供給
ノズルの内径を１〜５ｍｍに設定したことにより、上記
の効果に加えて、ノズルの詰まりを未然に防止してより
一層の粉末供給の安定化が図れるようになる。
ノズルの内径を１〜５ｍｍに設定したことにより、上記
の効果に加えて、ノズルの詰まりを未然に防止してより
一層の粉末供給の安定化が図れるようになる。
【００３６】請求項４に記載の発明によれば、シート面
が予め断面凹状の溝形状に形成されているため、上記の
効果に加えて、粉末の保有容量が大きく、かつ安定した
ものとなって、一層の粉末の供給歩留まりの向上と肉盛
り加工品質の向上が図れるようになる。
が予め断面凹状の溝形状に形成されているため、上記の
効果に加えて、粉末の保有容量が大きく、かつ安定した
ものとなって、一層の粉末の供給歩留まりの向上と肉盛
り加工品質の向上が図れるようになる。
【図１】本発明の一実施例を示す図で、図７のＡ−Ａ線
断面に相当する断面説明図。
断面に相当する断面説明図。
【図２】図７の要部拡大図。
【図３】本発明方法によって形成された肉盛り層の断面
の金属組織を示す顕微鏡写真。
の金属組織を示す顕微鏡写真。
【図４】図３の断面の模式図。
【図５】従来方法によって形成された肉盛り層の断面の
金属組織を示す顕微鏡写真。
金属組織を示す顕微鏡写真。
【図６】図５の断面の模式図。
【図７】従来のシリンダヘッドにおけるバルブシートの
肉盛り方法を示す断面説明図。
肉盛り方法を示す断面説明図。
【図８】図７のＡ−Ａ線に沿う断面説明図。
１…シリンダヘッド ２…バルブシート ２ａ…シート面 ３…レーザビーム ４…粉末供給ノズル ５…銅系合金材料の粉末 ６…肉盛り層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−123885（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−183989（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−91893（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−227095（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 26/00 B23K 26/02 B23K 26/08 F01L 3/24 F02F 1/24
Claims (4)
- 【請求項１】 シリンダヘッドのバルブシートのシート
面に粉末供給ノズルから肉盛り材料の粉末を連続供給し
てその粉末の上からレーザビームを照射し、シリンダヘ
ッドとレーザビームとをバルブシートの円周方向に相対
回転させることでシート面の全周に肉盛り層を形成する
ようにしたシリンダヘッドにおけるバルブシートの肉盛
り方法において、 前記シート面に対して垂直な線と粉末供給ノズルとのな
す角度を０〜２０°に設定するとともに、前記粉末供給
ノズルとレーザビームの光軸とのなす角度を５〜２０°
に設定し、かつ前記シート面上でのレーザビームの光軸
と粉末供給ノズルの軸心とのオフセット量を、シリンダ
ヘッドとレーザビームの相対回転方向で±２ｍｍ以内に
設定したことを特徴とするシリンダヘッドにおけるバル
ブシートの肉盛り方法。 - 【請求項２】 前記シート面上でのレーザビームの照射
位置と、粉末供給ノズルの先端とのなす距離が５〜５０
ｍｍに設定されていることを特徴とする請求項１記載の
シリンダヘッドにおけるバルブシートの肉盛り方法。 - 【請求項３】 前記粉末供給ノズルの内径が１〜５ｍｍ
に設定されていることを特徴とする請求項１または２記
載のシリンダヘッドにおけるバルブシートの肉盛り方
法。 - 【請求項４】 前記シート面が、予め断面凹状の溝形状
に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいず
れかに記載のシリンダヘッドにおけるバルブシートの肉
盛り方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03344595A JP3232941B2 (ja) | 1995-02-22 | 1995-02-22 | シリンダヘッドにおけるバルブシートの肉盛り方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03344595A JP3232941B2 (ja) | 1995-02-22 | 1995-02-22 | シリンダヘッドにおけるバルブシートの肉盛り方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08224681A JPH08224681A (ja) | 1996-09-03 |
| JP3232941B2 true JP3232941B2 (ja) | 2001-11-26 |
Family
ID=12386742
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03344595A Expired - Fee Related JP3232941B2 (ja) | 1995-02-22 | 1995-02-22 | シリンダヘッドにおけるバルブシートの肉盛り方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3232941B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5858007B2 (ja) * | 2013-07-01 | 2016-02-10 | トヨタ自動車株式会社 | バルブシート用の肉盛方法及びシリンダヘッドの製造方法 |
| CN109241624B (zh) * | 2018-09-07 | 2023-05-05 | 华域视觉科技(上海)有限公司 | 车灯配件出模方向的确定方法、装置、设备及存储介质 |
-
1995
- 1995-02-22 JP JP03344595A patent/JP3232941B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH08224681A (ja) | 1996-09-03 |
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