JPH0341272B2 - - Google Patents
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- JPH0341272B2 JPH0341272B2 JP60172649A JP17264985A JPH0341272B2 JP H0341272 B2 JPH0341272 B2 JP H0341272B2 JP 60172649 A JP60172649 A JP 60172649A JP 17264985 A JP17264985 A JP 17264985A JP H0341272 B2 JPH0341272 B2 JP H0341272B2
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Classifications
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- 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
- B23K26/34—Laser welding for purposes other than joining
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- 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
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
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-
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Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分油
この発明は自動車用エンジンの排気弁等として
使用されるバルブに関し、特にバルブシートとの
当り面（バルブフエース）に耐磨耗性や耐熱性の
優れたステライト等の異種金属をレーザにより肉
盛したバルブおよびその製造方法に関するもので
ある。
使用されるバルブに関し、特にバルブシートとの
当り面（バルブフエース）に耐磨耗性や耐熱性の
優れたステライト等の異種金属をレーザにより肉
盛したバルブおよびその製造方法に関するもので
ある。
従来の技術
周知のようにエンジン用バルブには優れた耐熱
性が要求されるとともに、特にバルブシートに当
接するバルブフエースには高い耐磨耗性が要求さ
れ、このほか高温耐食性、高温耐酸化性も要求さ
れる。特にエンジン用バルブのうちでも排気弁に
使用されるバルブは著しい高温に曝されるため、
高温下での優れた耐磨耗性、耐熱性が要求され
る。そこで従来から排気弁用のバルブとしては、
本体部分をオーステナイト系耐熱鋼等の通常の耐
熱金属材料で作り、バルブフエース面には特に耐
熱性、耐磨耗性の優れた金属、例えばステライト
（Co−Cr−Ｗ系合金）を肉盛することが行なわれ
ている。そしてこの肉盛のための熱源としては、
最近では例えば特開昭50−121132号などに示され
るように、高密度加熱エネルギー源として知られ
ているレーザ光を使用することが考えられてい
る。この場合例えば第５図に示すようにバルブ本
体１の傘部２のうち、バルブフエース面３が形成
されるべき部分に、予め断面凹湾曲状の溝部４を
形成しておき、その溝部４にステライト等の肉盛
すべき金属の粉末を供給しつつその金属粉末にレ
ーザ光５を照射して加熱溶融させ、肉盛部６とす
ることが行なわれている。
性が要求されるとともに、特にバルブシートに当
接するバルブフエースには高い耐磨耗性が要求さ
れ、このほか高温耐食性、高温耐酸化性も要求さ
れる。特にエンジン用バルブのうちでも排気弁に
使用されるバルブは著しい高温に曝されるため、
高温下での優れた耐磨耗性、耐熱性が要求され
る。そこで従来から排気弁用のバルブとしては、
本体部分をオーステナイト系耐熱鋼等の通常の耐
熱金属材料で作り、バルブフエース面には特に耐
熱性、耐磨耗性の優れた金属、例えばステライト
（Co−Cr−Ｗ系合金）を肉盛することが行なわれ
ている。そしてこの肉盛のための熱源としては、
最近では例えば特開昭50−121132号などに示され
るように、高密度加熱エネルギー源として知られ
ているレーザ光を使用することが考えられてい
る。この場合例えば第５図に示すようにバルブ本
体１の傘部２のうち、バルブフエース面３が形成
されるべき部分に、予め断面凹湾曲状の溝部４を
形成しておき、その溝部４にステライト等の肉盛
すべき金属の粉末を供給しつつその金属粉末にレ
ーザ光５を照射して加熱溶融させ、肉盛部６とす
ることが行なわれている。
発明が解決すべき問題点
上述の特開昭50−121132号などによつて提案さ
れているレーザ光照射によるバルブフエース肉盛
は、従来の一般的なガス熱源を用いた肉盛やTIG
アークによる肉盛などの延長線上で考えられただ
けのもの、すなわち単に熱源をレーザ光に置き換
えただけのものに過ぎず、熱源としてのレーザ光
の性質を充分に考慮したものではなかつた。その
ため前記の如き提案に従つて実際にレーザ光照射
による肉盛を実施した場合、次のような問題が生
じることが本発明者等の実験によつて明らかとな
つた。
れているレーザ光照射によるバルブフエース肉盛
は、従来の一般的なガス熱源を用いた肉盛やTIG
アークによる肉盛などの延長線上で考えられただ
けのもの、すなわち単に熱源をレーザ光に置き換
えただけのものに過ぎず、熱源としてのレーザ光
の性質を充分に考慮したものではなかつた。その
ため前記の如き提案に従つて実際にレーザ光照射
による肉盛を実施した場合、次のような問題が生
じることが本発明者等の実験によつて明らかとな
つた。
すなわち、実際のレーザ光照射によるバルブフ
エースの肉盛においては、レーザ光エネルギー過
大の部分や逆にレーザ光エネルギー不足の部分が
生じ易く、レーザ光エネルギー過大の部分では肉
盛のための金属粉末のみならず母材部分まで溶融
してしまい、そのため母材成分が肉盛材中に多量
に拡散して肉盛材が母材成分により希釈され、そ
の結果所要の耐磨耗性等の肉盛材本来の特性が充
分に得られなくなり、また逆にエネルギー不足の
部分では肉盛金属が母材に充分に溶着されない溶
着不良が生じて、肉盛材の母材に対する接合強度
が低下したり、また端部では肉盛材で覆われない
部分（欠肉）が生じたりすることがある。
エースの肉盛においては、レーザ光エネルギー過
大の部分や逆にレーザ光エネルギー不足の部分が
生じ易く、レーザ光エネルギー過大の部分では肉
盛のための金属粉末のみならず母材部分まで溶融
してしまい、そのため母材成分が肉盛材中に多量
に拡散して肉盛材が母材成分により希釈され、そ
の結果所要の耐磨耗性等の肉盛材本来の特性が充
分に得られなくなり、また逆にエネルギー不足の
部分では肉盛金属が母材に充分に溶着されない溶
着不良が生じて、肉盛材の母材に対する接合強度
が低下したり、また端部では肉盛材で覆われない
部分（欠肉）が生じたりすることがある。
この発明は以上の事情を背景としてなされたも
ので、レーザ光照射によつてバルブフエースを肉
盛するにあたつて、レーザ光エネルギー過大に起
因して母材成分による肉盛金属の希釈や溶けだれ
が生じたり、逆にレーザ光エネルギー不足に起因
して溶着不良や欠肉が生じないようにすることを
基本的な目的とするものである。
ので、レーザ光照射によつてバルブフエースを肉
盛するにあたつて、レーザ光エネルギー過大に起
因して母材成分による肉盛金属の希釈や溶けだれ
が生じたり、逆にレーザ光エネルギー不足に起因
して溶着不良や欠肉が生じないようにすることを
基本的な目的とするものである。
問題点を解決するための手段
本発明者は上述の目的を達成するべく、鋭意実
験検討を重ねた結果、前述のような照射エネルギ
ーの過大や不足が生じ易い原因は、レーザ光のエ
ネルギー分布が、レーザ光発振方式や機種などに
よつて様々であることに起因していることを見出
した。すなわち、レーザ光照射によりバルブフエ
ースの肉盛を行なうにあたつては、レーザ光の照
射位置における幅（ターゲツト幅）が肉盛用溝部
の幅と一致するかまたはそれより若干大きくなる
ように照射しつつ、レーザ光を溝部に沿つて（す
なわちバルブ本体の円周方向に）相対的に移動さ
せて肉盛を行なうのであるが、この際にレーザ光
の溝部幅方向（したがつて溝部横断方向もしくは
バルブ半径方向と言い換えることができる）にお
けるエネルギー分布は一様ではないのが通常であ
り、しかもその方向のエネルギー分布形状は発振
方式や機種などによつて大幅に異なる。一方溝部
幅方向の各位置における必要エネルギーは、主と
してその位置に形成すべき肉盛材の厚み、すなわ
ち供給した肉盛材粉末の厚みに依存し、厚い位置
では大きなエネルギーを必要とし、薄い位置では
小さなエネルギーで足りる。しかるに前記方向に
おけるレーザ光エネルギー分布について特に考慮
せずに肉盛を行なつた場合には、溝部の幅方向の
ある位置では肉盛すべき厚みに対してエネルギー
が不足して溶着不良が生じたり、他の位置では逆
に肉盛すべき厚みに対してエネルギーが過大とな
つて母材の溶融による肉盛金属の希釈が生じたり
することが多かつたのである。
験検討を重ねた結果、前述のような照射エネルギ
ーの過大や不足が生じ易い原因は、レーザ光のエ
ネルギー分布が、レーザ光発振方式や機種などに
よつて様々であることに起因していることを見出
した。すなわち、レーザ光照射によりバルブフエ
ースの肉盛を行なうにあたつては、レーザ光の照
射位置における幅（ターゲツト幅）が肉盛用溝部
の幅と一致するかまたはそれより若干大きくなる
ように照射しつつ、レーザ光を溝部に沿つて（す
なわちバルブ本体の円周方向に）相対的に移動さ
せて肉盛を行なうのであるが、この際にレーザ光
の溝部幅方向（したがつて溝部横断方向もしくは
バルブ半径方向と言い換えることができる）にお
けるエネルギー分布は一様ではないのが通常であ
り、しかもその方向のエネルギー分布形状は発振
方式や機種などによつて大幅に異なる。一方溝部
幅方向の各位置における必要エネルギーは、主と
してその位置に形成すべき肉盛材の厚み、すなわ
ち供給した肉盛材粉末の厚みに依存し、厚い位置
では大きなエネルギーを必要とし、薄い位置では
小さなエネルギーで足りる。しかるに前記方向に
おけるレーザ光エネルギー分布について特に考慮
せずに肉盛を行なつた場合には、溝部の幅方向の
ある位置では肉盛すべき厚みに対してエネルギー
が不足して溶着不良が生じたり、他の位置では逆
に肉盛すべき厚みに対してエネルギーが過大とな
つて母材の溶融による肉盛金属の希釈が生じたり
することが多かつたのである。
例えば溝部４の幅方向中央部では形成すべき肉
盛材の厚みに対しエネルギーが不足し端部では肉
盛材７の厚みに対しエネルギーが過大である場合
には、第６図(A)に示すように中央部で肉盛材７の
溶着不良８が生じ、端部では逆に母材９の溶融に
よる溶けだれ１０が生じる。逆に溝部４の幅方向
中央部では形成すべき肉盛材７の厚みに対しエネ
ルギーが過大で、端部ではエネルギーが不足する
場合には、第６図(B)に示すように中央部では母材
９の溶融１１が生じ、端部では肉盛材の欠肉１２
が生じてしまう。
盛材の厚みに対しエネルギーが不足し端部では肉
盛材７の厚みに対しエネルギーが過大である場合
には、第６図(A)に示すように中央部で肉盛材７の
溶着不良８が生じ、端部では逆に母材９の溶融に
よる溶けだれ１０が生じる。逆に溝部４の幅方向
中央部では形成すべき肉盛材７の厚みに対しエネ
ルギーが過大で、端部ではエネルギーが不足する
場合には、第６図(B)に示すように中央部では母材
９の溶融１１が生じ、端部では肉盛材の欠肉１２
が生じてしまう。
そこで本発明者等は、レーザ光のエネルギー分
布と肉盛厚さ分布との関係に着目し、肉盛厚さに
レーザ光のエネルギー分布を反映させることによ
つて、前述のような問題を解決し得ることを見出
し、この発明をなすに至つたのである。
布と肉盛厚さ分布との関係に着目し、肉盛厚さに
レーザ光のエネルギー分布を反映させることによ
つて、前述のような問題を解決し得ることを見出
し、この発明をなすに至つたのである。
具体的には、第１発明は、バルブ半径方向にお
けるエネルギー分布が均一でないレーザ光を用い
てバルブフエースにバルブ本体材料とは異なる材
料を肉盛した自動車用エンジンバルブにおいて、
肉盛部の厚さのバルブ半径方向における分布が、
肉盛のためのレーザ光の前記方向におけるエネル
ギー分布形状に対応するように定められているこ
とを特徴とするものである。
けるエネルギー分布が均一でないレーザ光を用い
てバルブフエースにバルブ本体材料とは異なる材
料を肉盛した自動車用エンジンバルブにおいて、
肉盛部の厚さのバルブ半径方向における分布が、
肉盛のためのレーザ光の前記方向におけるエネル
ギー分布形状に対応するように定められているこ
とを特徴とするものである。
また第２発明は、バルブ本体のバルブフエース
となるべき部分に肉盛用の溝部を形成し、その肉
盛用溝部にバルブ本体材料とは異なる肉盛用材料
の粉末を供給し、その粉末層表面に溝部横断方向
におけるエネルギー分布が均一でないレーザ光を
照射しつつレーザ光を溝部に沿つて相対的に移動
させて、肉盛用材料粉末を溶融・再凝固させるこ
とによりバルブフエースを肉盛する自動車用エン
ジンバルブの製造方法において、前記肉盛用溝部
を形成するに先立ち、予め照射すべきレーザ光の
溝部横断方向におけるエネルギー分布形状を調べ
ておき、そのエネルギー分布形状を肉盛厚さの溝
部横断方向の分布に反映させるように肉盛用溝部
を加工することを特徴とするものである。
となるべき部分に肉盛用の溝部を形成し、その肉
盛用溝部にバルブ本体材料とは異なる肉盛用材料
の粉末を供給し、その粉末層表面に溝部横断方向
におけるエネルギー分布が均一でないレーザ光を
照射しつつレーザ光を溝部に沿つて相対的に移動
させて、肉盛用材料粉末を溶融・再凝固させるこ
とによりバルブフエースを肉盛する自動車用エン
ジンバルブの製造方法において、前記肉盛用溝部
を形成するに先立ち、予め照射すべきレーザ光の
溝部横断方向におけるエネルギー分布形状を調べ
ておき、そのエネルギー分布形状を肉盛厚さの溝
部横断方向の分布に反映させるように肉盛用溝部
を加工することを特徴とするものである。
作 用
レーザ光の代表的なエネルギー分布形状として
は、例えば第１図(A)に示すような台形形状モード
すなわちピーク値もしくはそれに近い値のエネル
ギーがある幅の領域Ｐで続くようなモードがあ
り、またこれと異なる代表的なエネルギー分布形
状としては例えば第１図(B)に示すようなデフオー
カスしたガウシアンモードがある。前者のモード
と後者のモードとではエネルギー分布が著しく異
なり、そのためエネルギー分布について特に考慮
せずにレーザ光を照射して肉盛を行なつた場合に
は、前述のような問題が生じるのである。そこで
この発明ではバルブフエースの肉盛用の溝部を加
工するに先立つて、肉盛にために照射すべきレー
ザ光のエネルギー分布を予め調べておく。具体的
には例えばレーザビームアナライザーを用いた
り、あるいはアクリル樹脂のバーンパターンによ
つて調べれば良い。なおこのエネルギー分布とし
ては、要は肉盛用溝部の横断方向（幅方向）の分
布、すなわちバルブ本体の半径方向の分布を調べ
れば良い。
は、例えば第１図(A)に示すような台形形状モード
すなわちピーク値もしくはそれに近い値のエネル
ギーがある幅の領域Ｐで続くようなモードがあ
り、またこれと異なる代表的なエネルギー分布形
状としては例えば第１図(B)に示すようなデフオー
カスしたガウシアンモードがある。前者のモード
と後者のモードとではエネルギー分布が著しく異
なり、そのためエネルギー分布について特に考慮
せずにレーザ光を照射して肉盛を行なつた場合に
は、前述のような問題が生じるのである。そこで
この発明ではバルブフエースの肉盛用の溝部を加
工するに先立つて、肉盛にために照射すべきレー
ザ光のエネルギー分布を予め調べておく。具体的
には例えばレーザビームアナライザーを用いた
り、あるいはアクリル樹脂のバーンパターンによ
つて調べれば良い。なおこのエネルギー分布とし
ては、要は肉盛用溝部の横断方向（幅方向）の分
布、すなわちバルブ本体の半径方向の分布を調べ
れば良い。
次いで肉盛用溝部を加工するにあたつては、最
終的に得るべき肉盛材の厚さ分布が照射レーザ光
のエネルギー分布に対応するように、溝部形状を
加工する。すなわち、第１図(A)の台形モードの場
合には、肉盛材のバルブ本体半径方向の厚さ分布
が台形モードのエネルギー分布に対応した分布と
なるように溝部を加工する。また第１図(B)のよう
なガウシアンモードの場合は、肉盛材の前記方向
の厚さ分布がそのガウシアンモードのエネルギー
分布に対応した分布となるように溝部を加工す
る。
終的に得るべき肉盛材の厚さ分布が照射レーザ光
のエネルギー分布に対応するように、溝部形状を
加工する。すなわち、第１図(A)の台形モードの場
合には、肉盛材のバルブ本体半径方向の厚さ分布
が台形モードのエネルギー分布に対応した分布と
なるように溝部を加工する。また第１図(B)のよう
なガウシアンモードの場合は、肉盛材の前記方向
の厚さ分布がそのガウシアンモードのエネルギー
分布に対応した分布となるように溝部を加工す
る。
ここで、肉盛材の厚さ分布が所要の分布となる
ように溝部を加工するとは、実際には溝部の深さ
分布を所要の深さ分布となるように加工すること
を意味するが、レーザ光照射によつて得られる肉
盛材表面のバルブ本体半径方向断面形状は、直線
状ではなく所定の曲率の凸湾曲状となるのが通常
であるから、その場合その凸湾曲面からの深さ分
布を定める必要がある。
ように溝部を加工するとは、実際には溝部の深さ
分布を所要の深さ分布となるように加工すること
を意味するが、レーザ光照射によつて得られる肉
盛材表面のバルブ本体半径方向断面形状は、直線
状ではなく所定の曲率の凸湾曲状となるのが通常
であるから、その場合その凸湾曲面からの深さ分
布を定める必要がある。
上述のようにして肉盛用溝部を加工した後、溝
部にステライト粉末等の肉盛材粉末を供給しつつ
レーザ光をその肉盛材粉末層表面に照射し、しか
もそのレーザ光を溝部に沿つて相対的に移動させ
つつ、溝部内の肉盛材粉末を順次溶融・再凝固さ
せ、肉盛部とする。ここで、溝部に供給する肉盛
材粉末の各位置における量は溝部の深さに応じて
最終的に所要の肉盛厚さとなるように定めれば良
い。
部にステライト粉末等の肉盛材粉末を供給しつつ
レーザ光をその肉盛材粉末層表面に照射し、しか
もそのレーザ光を溝部に沿つて相対的に移動させ
つつ、溝部内の肉盛材粉末を順次溶融・再凝固さ
せ、肉盛部とする。ここで、溝部に供給する肉盛
材粉末の各位置における量は溝部の深さに応じて
最終的に所要の肉盛厚さとなるように定めれば良
い。
このようにしてレーザ照射による肉盛を行なえ
ば、レーザ光のエネルギー分布が肉盛厚さ分布に
対応するため、肉盛厚さに対しエネルギー過大の
部分が生じたりエネルギー不足の部分が生じたり
することを有効に防止できる。したがつてエネル
ギー過大により母材部分の溶融が生じて、母材成
分による肉盛材の希釈や溶けだれが生じることが
防止され、かつエネルギー不足により肉盛材の溶
着不良や欠肉が生じたりすることが有効に防止さ
れる。
ば、レーザ光のエネルギー分布が肉盛厚さ分布に
対応するため、肉盛厚さに対しエネルギー過大の
部分が生じたりエネルギー不足の部分が生じたり
することを有効に防止できる。したがつてエネル
ギー過大により母材部分の溶融が生じて、母材成
分による肉盛材の希釈や溶けだれが生じることが
防止され、かつエネルギー不足により肉盛材の溶
着不良や欠肉が生じたりすることが有効に防止さ
れる。
実施例
実施例 １
バルブ本体材料としてオーステナイト系耐熱鋼
である21−4N鋼（Fe−21％Cr−４％Ni−９％
Mn−0.5％Ｃ）を用い、肉盛材料としてステライ
トNo.６（１％Ｃ−28％Cr−4.5％Ｗ−１％Si残部
Co）の粒度分布−100メツシユ〜＋350メツシユ
の粉末を用い、バルブ傘径30mm、肉盛溝幅4.2mm、
肉盛部表面（バルブフエース面）の凸湾曲面の曲
率半径R1＝5.5mm（第２図参照）の自動車エンジ
ン用バルブを次のようにして製造した。なお肉盛
時に照射するレーザ光としては出力2.2kW、ビー
ムターゲツト形状4.8mm×3.2mmの矩形状（但し溝
部幅方向に対応する辺が4.8mm）とし、また走査
速度（バルブ周方向への相対移動速度）を６mm／
secとした。また表面の曲率半径R1＝5.5mm肉盛部
を形成するために供給したステライト粉末量はバ
ルブ１本当り2.5ｇである。またレーザ光照射時
のシールドガスとしては流量10／〓のアルゴン
ガスを用い、シールドガスノズル口径12mmとし
た。
である21−4N鋼（Fe−21％Cr−４％Ni−９％
Mn−0.5％Ｃ）を用い、肉盛材料としてステライ
トNo.６（１％Ｃ−28％Cr−4.5％Ｗ−１％Si残部
Co）の粒度分布−100メツシユ〜＋350メツシユ
の粉末を用い、バルブ傘径30mm、肉盛溝幅4.2mm、
肉盛部表面（バルブフエース面）の凸湾曲面の曲
率半径R1＝5.5mm（第２図参照）の自動車エンジ
ン用バルブを次のようにして製造した。なお肉盛
時に照射するレーザ光としては出力2.2kW、ビー
ムターゲツト形状4.8mm×3.2mmの矩形状（但し溝
部幅方向に対応する辺が4.8mm）とし、また走査
速度（バルブ周方向への相対移動速度）を６mm／
secとした。また表面の曲率半径R1＝5.5mm肉盛部
を形成するために供給したステライト粉末量はバ
ルブ１本当り2.5ｇである。またレーザ光照射時
のシールドガスとしては流量10／〓のアルゴン
ガスを用い、シールドガスノズル口径12mmとし
た。
予めレーザ光の出力分布をレーザビームアナラ
イザーを用いて調べたところ、第３図(A)に示すよ
うな台形モードの分布プロフイールが得られた。
そこでバルブフエースの肉盛用溝部４の形状寸法
を第３図(B)に示す如くtA＝tB＝tC＝0.8mmとなるよ
うに定めて加工した。すなわち4.2mmの幅で溝の
中心から両側1.4mmの範囲で肉盛厚さが一定とな
るように加工した。このように肉盛用溝部４の形
状を台形モードのレーザ光分布プロフイールに反
映させて加工した後、その第３図(A)に示す台形モ
ードのレーザ光を用い、前記条件でステライトを
肉盛した。
イザーを用いて調べたところ、第３図(A)に示すよ
うな台形モードの分布プロフイールが得られた。
そこでバルブフエースの肉盛用溝部４の形状寸法
を第３図(B)に示す如くtA＝tB＝tC＝0.8mmとなるよ
うに定めて加工した。すなわち4.2mmの幅で溝の
中心から両側1.4mmの範囲で肉盛厚さが一定とな
るように加工した。このように肉盛用溝部４の形
状を台形モードのレーザ光分布プロフイールに反
映させて加工した後、その第３図(A)に示す台形モ
ードのレーザ光を用い、前記条件でステライトを
肉盛した。
その結果得られた肉盛部について調べたとこ
ろ、母材の溶融に起因する肉盛材の母材成分によ
る希釈は５％未満であつてまた溶着不良などのエ
ネルギー不足に起因する欠陥の発生もないことが
判明した。
ろ、母材の溶融に起因する肉盛材の母材成分によ
る希釈は５％未満であつてまた溶着不良などのエ
ネルギー不足に起因する欠陥の発生もないことが
判明した。
実施例 ２
前記実施例１と同じ材料を用いて同形状の自動
車エンジン用バルブを製造するにあたり、実施例
１とは異なるエネルギー分布のレーザ光を用いて
肉盛を行なつた。
車エンジン用バルブを製造するにあたり、実施例
１とは異なるエネルギー分布のレーザ光を用いて
肉盛を行なつた。
すなわちこの場合のレーザ光エネルギー分布に
ついて予めレーザビームアナライザによつて調べ
たところ、第４図(A)に示すようなデフオーカスし
たガウシアンモードの分布プロフイールであるこ
とが判明した。そこで、バルブフエースの肉盛用
溝部４の形状寸法を、第４図(B)に示すようにtA：
tB：tC＝1 2：1 2：1 2となるように加工し
た。なおこの場合も肉盛部表面の曲率半径R1＝
5.5mmである。
ついて予めレーザビームアナライザによつて調べ
たところ、第４図(A)に示すようなデフオーカスし
たガウシアンモードの分布プロフイールであるこ
とが判明した。そこで、バルブフエースの肉盛用
溝部４の形状寸法を、第４図(B)に示すようにtA：
tB：tC＝1 2：1 2：1 2となるように加工し
た。なおこの場合も肉盛部表面の曲率半径R1＝
5.5mmである。
上述のように加工した後、ステライト粉末を肉
盛用溝部４に供給しつつレーザ光出力2.5kW、走
査速度６mm／secとして第４図(A)に示すエネルギ
ー分布のレーザ光を照射し、肉盛を行なつた。な
お第４図(A)において線Ｅ、Ｄの外側のエネルギー
はアパーチヤにカツトして照射した。
盛用溝部４に供給しつつレーザ光出力2.5kW、走
査速度６mm／secとして第４図(A)に示すエネルギ
ー分布のレーザ光を照射し、肉盛を行なつた。な
お第４図(A)において線Ｅ、Ｄの外側のエネルギー
はアパーチヤにカツトして照射した。
この場合も実施例１の場合と同様に母材成分に
よる肉盛材の希釈は５％未満であり、また溶着不
良などのエネルギー不足に起因する欠陥も発生し
ないことが確認された。
よる肉盛材の希釈は５％未満であり、また溶着不
良などのエネルギー不足に起因する欠陥も発生し
ないことが確認された。
発明の効果
以上の説明で明らかなようにこの発明によれ
ば、母材溶融に起因して母材成分による肉盛材の
希釈が生じて肉盛材本来の耐磨耗性等が発揮でき
なくなつたり、肉盛材の溶着不良や欠肉、溶けだ
れ等の欠陥が発生したりすることを有効に防止で
きる。また上述のような欠陥のうち肉盛材の溶着
不良は非破壊検査で発見し難いものであるが、こ
のような欠陥の発生をも防止し得ることは、バル
ブの信頼性を従来よりも格段に高め得るに有効で
ある。
ば、母材溶融に起因して母材成分による肉盛材の
希釈が生じて肉盛材本来の耐磨耗性等が発揮でき
なくなつたり、肉盛材の溶着不良や欠肉、溶けだ
れ等の欠陥が発生したりすることを有効に防止で
きる。また上述のような欠陥のうち肉盛材の溶着
不良は非破壊検査で発見し難いものであるが、こ
のような欠陥の発生をも防止し得ることは、バル
ブの信頼性を従来よりも格段に高め得るに有効で
ある。
第１図Ａ，Ｂはそれぞれ自動車用エンジンバル
ブの肉盛に使用されるレーザ光のエネルギー分布
の一例を示す線図、第２図は肉盛部表面の曲率半
径R1の定義を示すための略解図、第３図Ａ，Ｂ
はこの発明による実施例１を説明するための図
で、そのＡはレーザ光のエネルギー分布を示す線
図、Ｂは肉盛用溝部の断面形状を示す断面図、第
４図Ａ，Ｂはこの発明による実施例２を説明する
ための図で、そのＡはレーザ光のエネルギー分布
を示す線図、Ｂは肉盛用溝部の断面形状を示す断
面図である。第５図はレーザ光照射による自動車
エンジンバルブの肉盛時の状況を示す略解的な正
面図、第６図Ａ，Ｂはそれぞれ従来法による肉盛
部の欠陥発生状況を示す断面図である。 １……バルブ本体、３……バルブフエース面、
４……溝部、５……レーザ光、６……肉盛部。
ブの肉盛に使用されるレーザ光のエネルギー分布
の一例を示す線図、第２図は肉盛部表面の曲率半
径R1の定義を示すための略解図、第３図Ａ，Ｂ
はこの発明による実施例１を説明するための図
で、そのＡはレーザ光のエネルギー分布を示す線
図、Ｂは肉盛用溝部の断面形状を示す断面図、第
４図Ａ，Ｂはこの発明による実施例２を説明する
ための図で、そのＡはレーザ光のエネルギー分布
を示す線図、Ｂは肉盛用溝部の断面形状を示す断
面図である。第５図はレーザ光照射による自動車
エンジンバルブの肉盛時の状況を示す略解的な正
面図、第６図Ａ，Ｂはそれぞれ従来法による肉盛
部の欠陥発生状況を示す断面図である。 １……バルブ本体、３……バルブフエース面、
４……溝部、５……レーザ光、６……肉盛部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ バルブフエースにバルブ本体材料とは異なる
材料を、バルブ半径方向におけるエネルギー分布
が均一でないレーザ光を用いて肉盛した自動車用
エンジンバルブにおいて、 肉盛部の厚さのバルブ半径方向における分布
が、肉盛のためのレーザ光の前記方向におけるエ
ネルギー分布形状に対応するように定められてい
ることを特徴とする自動車用エンジンバルブ。 ２ バルブ本体のバルブフエースとなるべき部分
に肉盛用の溝部を形成し、その肉盛用溝部にバル
ブ本体材料とは異なる肉盛用材料の粉末を供給
し、その粉末層表面に溝部横断方向におけるエネ
ルギー分布が均一でないレーザ光を照射しつつレ
ーザ光を溝部に沿つて相対的に移動させて、肉盛
用材料粉末を溶融・再凝固させることによりバル
ブフエースを肉盛する自動車用エンジンバルブの
製造方法において、 前記肉盛用溝部を形成するに先立ち、予め照射
すべきレーザ光の溝部横断方向におけるエネルギ
ー分布形状を調べておき、そのエネルギー分布形
状を肉盛厚さの溝部横断方向の分布に反映させる
ように肉盛用溝部を加工することを特徴とする自
動車用エンジンバルブの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60172649A JPS6234690A (ja) | 1985-08-06 | 1985-08-06 | 自動車用エンジンバルブおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60172649A JPS6234690A (ja) | 1985-08-06 | 1985-08-06 | 自動車用エンジンバルブおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6234690A JPS6234690A (ja) | 1987-02-14 |
| JPH0341272B2 true JPH0341272B2 (ja) | 1991-06-21 |
Family
ID=15945800
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60172649A Granted JPS6234690A (ja) | 1985-08-06 | 1985-08-06 | 自動車用エンジンバルブおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6234690A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3476633B2 (ja) * | 1996-11-08 | 2003-12-10 | 愛三工業株式会社 | 粉体供給装置 |
| JP2008045808A (ja) * | 2006-08-15 | 2008-02-28 | T Rad Co Ltd | 熱交換器 |
| US8418517B2 (en) | 2008-02-19 | 2013-04-16 | Showa Denko K.K. | Method of manufacturing a pipe coupling component |
| JP5959849B2 (ja) * | 2011-12-22 | 2016-08-02 | 三菱重工業株式会社 | レーザ肉盛溶接方法 |
| CN103670575B (zh) * | 2012-08-30 | 2016-06-08 | 上海高斯通船舶配件有限公司 | 用于大功率燃气发动机的气阀及其制备方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50121132A (ja) * | 1974-03-04 | 1975-09-22 |
-
1985
- 1985-08-06 JP JP60172649A patent/JPS6234690A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50121132A (ja) * | 1974-03-04 | 1975-09-22 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6234690A (ja) | 1987-02-14 |
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