JPH0219421A - 炭酸ガスレーザを用いた部分的熱処理加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、炭酸ガスレーザを利用して被加工材の切断、
溶接、あるいは焼入れ等の表面処理その他の熱処理加工
を部分的に行う方法に関するものであり、さらに詳しく
は、被加工材への炭酸ガスレーザの吸収性を部分的に遮
蔽することにより部分的な熱処理加工を行う方法に関す
るものである。

［従来の技術］ 炭酸ガスレーザを熱源として使用する各種の熱処理加工
において、レーザの吸収性を高め、加工能率やエネルギ
効率を良くすることは、大きな技術的課題である。

一般的に、金属、特に銅やアルミニウムは、炭酸ガスレ
ーザ（波長１０．６ＪＬｍ　）の吸収性が悪く、その照
射によって熱処理加工を行う際にも反射しやすい、その
ため、熱処理加工に際しては、レーザ吸収剤をコーティ
ングする方法が用いられている。

しかしながら、その反面、被加工材表面で部分的に熱処
理加工したくない部分が存在する場合には、金属の炭酸
ガスレーザ吸収性が悪いとしても、その照射の影響を一
層抑制し、あるいは誤ってレーザの照射を受けないよう
にするために、予めその部分をレーザから遮蔽しておく
ことも必要になる。この場合に、照射したくない部分を
確実に避けてレーザの照射を行う方法も考えられるが、
被加工材を動かしたり、レーザを部分的に遮ったりしな
ければならず、制御が非常に複雑になる。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明者らは、炭酸ガスレーザを熱源として使用する熱
処理加工において、レーザ吸収剤として利用するのに適
した材料について、種々の検討を行い、−膜内に固体潤
滑剤として利用されている材料が、各種被加工材表面に
残留しても問題が少ないことに着目して、各種の固体潤
滑剤のレーザ吸収性を調べたところ、メラミンシアヌレ
ート（ＭＣＡ）が、逆に極めて優れたレーザ反射性を示
すことを見出した。

本発明の技術的課題は、かかる知見に基づき、ＭＣＡを
利用して、熱処理加工を必要としない部分に効果的な遮
蔽を施して部分的な熱処理加工を行う方法を提供するこ
とにある。

［課題を解決するための手段、作用］ 上記課題を解決するため、本発明の部分的熱処理加工方
法では、炭酸ガスレーザの照射により被加工物を熱処理
加工に際し、予め被加工物表面の加工を必要としない部
分にＭＣＡをレーザ反射剤としてコーティングしておく
という技術的手段を採用している。

さらに具体的に説明すると、本発明の方法では、炭酸ガ
スレーザを利用して被加工材の切断、溶接、あるいは焼
入れ等の表面処理その他の熱処理加工を行うに際し、被
加工物表面の加工を必要としない部分、あるいはレーデ
の照射を避けたい部分に予めＭＣＡをコーティングする
が、このコーティングは、例えば、エアスプレィのよう
な方法で行えばよい、コーティングを行うＭＣＡは、反
射によるレーザの遮蔽を行うものであるから、被加工材
が見えなくなる程度であればよい。

また１本発明者らは、各種固体潤滑剤のレーザ吸収性を
調べた際に、窒化ホウ素（Ｂ　Ｎ）が極めて大きなレー
ザ吸収性を示すと共に、白色の粉末で、作業環境を悪化
させることもなく、レーザ吸収剤としての他の各種適性
をも兼ね備えていることを確かめている。従って、積極
的に熱処理加工を行う部分にはこのＢＮをコーティング
すればよい。

炭酸ガスレーザは、通常大気雰囲気中において上述のコ
ーティングを行った被加工物に照射するが、ＭＣＡのコ
ーティングを行った部分では、後述の実施例かられかる
ように、極めて効果的にレーザが遮蔽され、従ってその
部分にレーザを照射したとしても熱処理加工されない、
必要に応じてＢＮ等のレーザ吸収材のコーティングを行
った積極的に熱処理加工すべき部分に対しては、勿論、
上記レーザの照射により必要な熱処理が行われる。

被加工物によっては熱処理加工したくない部分があり、
このような被加工物の熱処理を行う場合には、通常、そ
の部分を避けてレーザを照射している。そのためには、
被加工材を動かしたり。

レーザを部分的に遮ったりする必要があり、制御が複雑
になるが、上記ＭＣＡのコーティングにより加工したく
ない部分のレーザ反射性を高めると、極めて効果的なレ
ーザの遮蔽が行われるため、その部分を避けてレーザの
照射を行う必要がなくなり、制御が非常に鰭単になる。

また、上記ＭＣＡは、それが従来から固体潤滑剤として
利用されていて、各種被加工材表面に残留しても特に問
題がないことを前提として採用したものであるから、加
工の完了後におけるコーティング剤の除去を、＃に入念
に行う必要はない、さらに、ＭＣＡはＢＮと共に白色で
あって、熱処理加工の完了後におけるコーティング剤の
除去に際し、作業環境を悪化させることもない。

〔実施例］ 炭酸ガスレーザにより、各種の固体潤滑剤をコーティン
グした鋼材（Ｓ４５Ｇ）の焼入れを行い、その特性を調
べた。結果を第１図及び第２図に示す。

両図において、ＭＣＡを用いた場合には、被加工材表面
が全く焼入れされず、最高硬さも殆ど変化していないこ
とから、それが優れたレーザ反射性を有することがわか
る。また、ＢＮの場合には、レーザによって被加工材表
面が溶融していることから、それが極めて優れたレーザ
吸収性を示すごとがわかる。

さらに、第１図及び第２図の比較から、レーザ照射条件
をこの範囲で変えても、ＭＣＡのレーザ反射性に変化が
なく、ＢＮの場合も大きな変化がないことがわかる。

［発明の効果］ 以上に詳述した本発明の方法によれば、被加工材表面で
部分的に熱処理加工したくない部分が存在する場合に、
その部分にＭＣＡをコーティングするという簡単な手段
により、レーザの照射を部分的に遮蔽することができる
。従って、レーザの照射を避けるために被加工材を動か
したり、レーザを部分的に遮ったりする場合に比して、
制御が非常に簡単になり１部分的な熱処理加工を極めて
容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、本発明に関連する実験の結果を示
したグラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、炭酸ガスレーザの照射により被加工物を熱処理加工
   に際し、予め被加工物表面の加工を必要としない部分に
   メラミンシアヌレートをレーザ反射剤としてコーティン
   グしておくことを特徴とする炭酸ガスレーザを用いた部
   分的熱処理加工方法。