JPH05209707A - 磁気スケール用鋼および磁気スケール用鋼の製造方法 - Google Patents

磁気スケール用鋼および磁気スケール用鋼の製造方法

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JPH05209707A
JPH05209707A JP4041916A JP4191692A JPH05209707A JP H05209707 A JPH05209707 A JP H05209707A JP 4041916 A JP4041916 A JP 4041916A JP 4191692 A JP4191692 A JP 4191692A JP H05209707 A JPH05209707 A JP H05209707A
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JP
Japan
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magnetic
steel
base material
scale
magnetic scale
Prior art date
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Pending
Application number
JP4041916A
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English (en)
Inventor
Yoshinobu Motokura
義信 本蔵
Kimikatsu Usami
仁克 宇佐美
Hitoshi Aoyama
均 青山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aichi Steel Corp
Original Assignee
Aichi Steel Corp
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/02Iron or ferrous alloys
    • B23K2103/04Steel or steel alloys
    • B23K2103/05Stainless steel

Landscapes

  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁気スケール用鋼およびその製造方法におい
て、目盛部の飽和磁束密度および透磁率を高めるととも
に、加工性に優れ、しかも加工により母材の非磁性が変
化しないこと。 【構成】 13Cr−8Mn−0.4N合金の母材にお
いて間隔をおいて形成された純鉄に近い磁性を帯びた磁
気目盛を形成した磁気スケール用非磁性鋼。クロム・マ
ンガン系の合金含有量の少ない鋼の母材に、アルゴンと
酸素の雰囲気において高エネルギ線を間隔毎に照射して
溶融させつつ鉄を添加することにより純鉄に近い部分を
形成するにあたり、チタンを添加することによりクロ
ム、マンガンをスラグ化するとともに、アルゴンおよび
チタンにより脱窒素を図るようにした磁気スケール用鋼
の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、変位量や変位速度等の
測定に用いられる磁気目盛を備えた磁気スケール用鋼、
および磁気スケール用鋼の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の磁気スケール用鋼およびその製造
法(特開昭62−227095)は、図5に示すように
非磁性のオーステナイト鋼の中実棒Bを回転させてフェ
ライト形成元素Fを供給しつつ高エネルギ線Lを照射し
て溶加させ、軟磁性の目盛部Sを形成するものであっ
た。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術は、磁性化
した目盛部Sの飽和磁束密度(Bs)および透磁率
(μ)が低く、感度が悪いので、センサを接触するぐら
い近づけないと検出できないため、ある程度以上の距離
が要求されるような用途には適用できないという問題が
あった。
【0004】また、従来技術においては目盛部がマルテ
ンサイト化して硬いため、加工性に劣るという問題があ
った。さらに加工性改善の焼鈍をしようとしてもニッケ
ルを含んでいるため、焼鈍が非常に困難であるという問
題があった。
【0005】そこで本発明者らは、上記従来技術の問題
点を解決するため、目盛部の飽和磁束密度および透磁率
を高めるとともに、加工性に優れしかも加工により非磁
性の性質が変化しない材料を選択する必要があるという
ことに着眼し、種々材料を検討した結果、本発明のクロ
ム・マンガン系の鋼材およびそれを母材とした製造方法
に到達し、飽和磁束密度および透磁率を高め、感度を向
上させ、ある程度の距離が要求される用途での適用を可
能にするとともに、加工性および非磁性に悪影響を与え
ないという目的を達成したものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明(請求項1に記載
の第1発明)の磁気スケール用鋼は、クロム・マンガン
系の合金含有量の少ない鋼を母材として構成され、純鉄
に近く磁性を帯びた目盛部分が間隔をおいて形成される
ものである。
【0007】本発明(請求項2に記載の第2発明)の磁
気スケール用非磁性鋼は、第1発明において、母材を1
3Cr−8Mn−0.4N合金で構成したものである。
【0008】本発明(請求項3に記載の第3発明)の磁
気スケール用鋼の製造方法は、クロム・マンガン系の合
金含有量の少ない鋼の母材に、アルゴンと酸素の雰囲気
において高エネルギ線を間隔毎に照射して溶融させつつ
鉄を添加することにより純鉄に近い部分を形成して、チ
タンを添加することによりクロム、マンガンをスラグ化
するとともに、アルゴンおよびチタンにより脱窒素を図
るようにしたものである。
【0009】
【作用】上記構成の第1発明の磁気スケール用鋼は、ク
ロム・マンガン系の母材に、純鉄に近い成分の磁性度合
いの高い目盛部分が形成されているので、従来に比べ飽
和磁束密度や透磁率が高いとともに、加工性に優れ、加
工に伴う磁性の性質の変化が少ないものである。
【0010】上記構成の第2発明の磁気スケール用非磁
性鋼は、比較的安価な非磁性の13Cr−8Mn−0.
4Nを部材としてその中に純鉄に近い成分の磁性の目盛
部分が形成されているので、第1発明に比べ、一層飽和
磁束密度や透磁率が高いとともに、加工性に優れ、加工
に伴う非磁性の性質の変化が少ないものである。
【0011】上記構成の第3発明の磁気スケール用鋼の
製造方法は、アルゴンと酸素の雰囲気により母材中のク
ロムおよびマンガンをスラグ化するとともに、高エネル
ギ線の照射による母材の溶融時にアルゴンが吹きつけら
れるとともにチタンも添加されるので、脱窒素を有効に
行うことができる。
【0012】
【発明の効果】上記構成および作用を奏する第1発明の
磁気スケール用鋼は、目盛部分の飽和磁束密度や透磁率
が高いため、検出感度が向上するので、センサと目盛と
がある程度の距離を要求されるような用途にも適用でき
るとともに、目盛部がマルテンサイト化していないため
加工性に優れ、加工による磁性の変化が少ないという効
果を奏する。
【0013】上記構成および作用を奏する第2発明の磁
気スケール用非磁性鋼は、第1発明に比べ一層検出感度
を向上するので、センサと目盛とが一層長い距離が要求
される用途に適用できるとともに、加工性に優れ、加工
に伴う非磁性の変化が殆ど無いという効果を奏する。
【0014】上記構成および作用を奏する第3発明の磁
気スケール用鋼の製造方法は、母材に含まれるクロム、
マンガンおよび窒素を有効に除去して純鉄に近い目盛部
を作成するので、検出感度が高く、加工性に優れた磁気
スケール用鋼を製造することができるという効果を奏す
る。
【0015】(実施態様)以下本発明(第1ないし第3
発明)の実施の態様につき説明する。母材として、クロ
ム・マンガン系の合金含有量の少ないものであれば、第
2発明の13Cr−8Mn−0.4N他の非磁性のオー
ステナイト鋼はもちろん、磁性を有するフェライト鋼で
もその磁性が低い例えば磁性組織比2ないし3%以下の
ものであれば使用が可能である。例えば15Cr−6M
n−0.25N合金を母材に採用すれば目盛の改質部の
磁性組織比が20ないし30%であり、非改質部の磁性
組織比が2ないし3%のスケールが得られる。
【0016】磁気目盛は、鉄を溶加することにより、純
鉄の割合が母材に比べ高められるが、20%ないし30
%以上の磁性組織比の差を有するものである必要がある
が、磁気目盛の磁性組織比は、母材の磁性組織比および
どれくらいの距離において利用されるかによって要求さ
れる感度の観点から具体的に決定される。
【0017】母材を磁気目盛部にするために、鉄を溶加
するのであるが、エネルギ線を照射するとともに、母材
の照射部に鉄をワイヤ又は粉末の状態で添加する他、同
様の機能を奏する他の添加形態であっても良い。
【0018】磁気目盛は、母材を局部溶融し、母材の熱
容量を利用して急速冷却することによって目盛部の組織
を変化させることにより形成するのであるが、母材が薄
肉材の場合には熱容量が少ないために、厚肉材における
ように急速冷却が生じない場合には、強制的に急速冷却
が生じるようにする必要がある。
【0019】細い磁気目盛を形成する場合、組織が充分
変化していても、組織変化部分の面積が狭いために、磁
気的変化がとらえがたい場合が予想されるが、本態様に
あっては成分組成面から積極的に組織変化を生じさせる
ので、上記面積が狭いことにより感度不足を組織変化で
補うため、上述の問題を解消することができる。
【0020】高エネルギ線として代表的なのはレーザ光
線、電子線であるが、少なくとも基体表面を溶融できる
ものであればその他のエネルギ線を照射する手段であっ
ても良く、照射条件は、目盛のサイズおよび形状とそれ
を形成するエネルギ線照射手段に応じて決められる。
【0021】
【実施例】本実施例は、一例として中空パイプの円周に
磁気目盛を形成する磁気スケール用鋼に関するものであ
る。母材は、合金含有量が少なく、それ自体が非磁性鋼
であり、且つ加工しても非磁性が保たれる材料として、
13Cr−8Mn−0.4Nの母材帯鋼を選んだ。
【0022】ローラ1により供給される上記13Cr−
8Mn−0.4Nの母材帯鋼2の表面に対して、アルゴ
ン95%、酸素5%のアシストガスを毎分35リットル
供給する中で、図1に示すように炭酸ガスレーザ溶接機
3により母材帯鋼の幅方向にスキャニングさせて最初1
200Wで照射し、その後1500Wに上げて照射し、
再び850Wに下げて照射する。
【0023】その間に99.5%の鉄を含む、0.8mm
の直径のチタンを微量含む鉄ワイヤ4をレーザ溶接機3
により溶かして1.2mmの改質部として照射部分に加え
溶加するとともに、非改質部1.2mmのピッチで、改質
部5を192mm当り80本形成する。
【0024】母材の帯鋼のレーザによる改質ビード5
を、光輝焼鈍炉(図示せず)で600℃で24時間徐冷
して軟化焼鈍する。
【0025】軟化焼鈍された改質ビード部5をグライン
ダ6によりビード研削を行う。
【0026】ビード研削された母材帯鋼2を図2に示す
ように圧延機7に3回通して1.6mmの厚さに圧延成形
する。
【0027】圧延形成された母材帯鋼2を、前述と同様
に光輝焼鈍炉で600℃で24時間徐冷して、軟化焼鈍
する。
【0028】軟化焼鈍された圧延帯鋼2は、適当な長さ
に切断され、電縫管製造機(図示せず)により、図3に
示すようにビード面を内側にして曲げられ、管状とされ
軸方向当接端面を電気的に溶着して造管し、外径38.
1mm内径34.9mmのパイプ8に形成される。
【0029】溶着端面をTIG溶接機(図示せず)によ
り溶接をする。
【0030】TIG溶接機により溶接されたパイプ8を
光輝焼鈍炉の中で550℃で2時間徐冷して軟化焼鈍さ
せ、溶接部の歪をとる。
【0031】溶接部の歪取焼鈍されたパイプ8を、パイ
プ引抜機(図示せず)により、樹脂による前処理を行い
油潤滑をして、外径35.0mm内径32.4mmに引抜
く。
【0032】引抜かれたパイプ8は、光輝焼鈍炉内で、
600℃で24時間徐冷して、軟化焼鈍される。
【0033】軟化焼鈍されたパイプ8は、前述と同様に
樹脂により前処理を行い油潤滑をして外径34.6mm内
径32.0mmにスキンパスを行う。
【0034】(実施例の作用効果)上述により製造され
た内周に磁気スケールを形成したパイプは、改質された
目盛部の幅が2mmで、フェライト量は100%に近く、
非改善質部の幅が2mmで、フェライト量がほぼ0%であ
り、飽和磁束密度(Bs)、および透磁率(μ)が高
く、高感度であるため、磁気センサとの距離が1〜2ミ
リ離れていても充分検出することができるという作用効
果を奏し、センサとのギャップが大きくても検出できる
ので、用途を大幅に拡大することができる。
【0035】レーザより溶融部にアルゴンガスを吹付け
るとともにチタンを添加して窒化チタンを形成すること
により、脱窒素を有効に促進するという作用効果を奏す
る。
【0036】アルゴンおよび酸素の雰囲気で母材改質部
のクロム、マンガンをスラグ化することにより、改質部
のクロムおよびマンガンの含有量を減らすことができ
る。
【0037】母材として13Cr−8Mn−0.4Nを
採用したためNiを含まないので、上述の焼鈍が容易で
あるとともに、加工により非磁性に悪影響が無いという
作用効果を奏する。
【0038】上述の実施例は、説明のために一例として
示したもので、本発明としてはそれらに限定されるもの
では無く、特許請求の範囲に記載の精神に反しない限り
変更および付加が可能である。
【0039】上述の実施例においては、一例としてパイ
プの内側に磁気目盛を形成する例について述べたが、本
発明としてはあらゆる形態が採用可能であり、パイプの
外側に磁気目盛を形成しても良く、パイプに成形する前
の通常のスケールのように帯状あるいは板状の形態のも
のの一面に磁気目盛を形成するものでも良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例のレーザ改質工程およびビード研削工程
を示す斜視図である。
【図2】実施例の圧延工程を示す斜視図である。
【図3】実施例のパイプの造管工程の原理を説明する斜
視図である。
【図4】実施例のパイプを示す斜視図である。
【図5】従来技術を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 ローラ 2 母材帯鋼 3 レーザ溶接機 4 鉄ワイヤ 5 改質部(磁気目盛) 6 グラインダ 7 圧延機 8 パイプ鋼

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 クロム・マンガン系の合金含有量の少な
    い鋼を母材として構成され、純鉄に近く磁性を帯びた目
    盛部分が間隔をおいて形成される磁気スケール用鋼。
  2. 【請求項2】 請求項1において、 母材を13Cr−8Mn−0.4N合金で構成したこと
    を特徴とする磁気スケール用鋼。
  3. 【請求項3】 クロム・マンガン系の合金含有量の少な
    い鋼の母材に、アルゴンと酸素の雰囲気において高エネ
    ルギ線を間隔毎に照射して溶融させつつ鉄を添加するこ
    とにより純鉄に近い部分を形成して、チタンを添加する
    ことによりクロム、マンガンをスラグ化するとともに、
    アルゴンおよびチタンにより脱窒素を図るようにした磁
    気スケール用鋼の製造方法。
JP4041916A 1992-01-30 1992-01-30 磁気スケール用鋼および磁気スケール用鋼の製造方法 Pending JPH05209707A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013545619A (ja) * 2010-12-17 2013-12-26 マグナ インターナショナル インコーポレイテッド レーザビーム溶接

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013545619A (ja) * 2010-12-17 2013-12-26 マグナ インターナショナル インコーポレイテッド レーザビーム溶接

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