JPH07286210A - レーザ焼入れ方法 - Google Patents
レーザ焼入れ方法Info
- Publication number
- JPH07286210A JPH07286210A JP8132594A JP8132594A JPH07286210A JP H07286210 A JPH07286210 A JP H07286210A JP 8132594 A JP8132594 A JP 8132594A JP 8132594 A JP8132594 A JP 8132594A JP H07286210 A JPH07286210 A JP H07286210A
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- laser
- surface roughness
- laser hardening
- hardening
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 レーザ光の偏光を利用してレーザ照射熱処理
を行なうレーザ焼入れ方法において、ばらつきの少ない
安定した焼入れ硬化層幅を得るレーザ焼入れを行なう。 【構成】 被加工物３の切削加工された機械加工面３ａ
よりなるレーザ照射面の表面粗さを、ローラバニッシュ
等による塑性加工やホーニングによる研削加工等を用い
て減ずることにより平滑加工面３ｂを形成してレーザ光
の吸収率の変動を改善した後、レーザ焼入れする。
を行なうレーザ焼入れ方法において、ばらつきの少ない
安定した焼入れ硬化層幅を得るレーザ焼入れを行なう。 【構成】 被加工物３の切削加工された機械加工面３ａ
よりなるレーザ照射面の表面粗さを、ローラバニッシュ
等による塑性加工やホーニングによる研削加工等を用い
て減ずることにより平滑加工面３ｂを形成してレーザ光
の吸収率の変動を改善した後、レーザ焼入れする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光の偏光を利用
してレーザ照射熱処理を行なうのに好適なレーザ焼入れ
方法に関するものである。
してレーザ照射熱処理を行なうのに好適なレーザ焼入れ
方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】レーザ光の偏光を利用したレーザ焼入れ
方法としては、例えば、図３に示すようなものがある。
図３は、レーザ光１がもつ偏光特性を利用して、レーザ
光１の偏光の向きＤを円筒形状の被加工物３の入射面に
対し平行に一定の送り速度Ｖ0で円筒の内周に沿って動
かしながら入射角δで照射して幅Ｗ0 の焼入れ硬化層４
を得るというものである。
方法としては、例えば、図３に示すようなものがある。
図３は、レーザ光１がもつ偏光特性を利用して、レーザ
光１の偏光の向きＤを円筒形状の被加工物３の入射面に
対し平行に一定の送り速度Ｖ0で円筒の内周に沿って動
かしながら入射角δで照射して幅Ｗ0 の焼入れ硬化層４
を得るというものである。
【０００３】通常の場合、被加工物３の加工面は、切削
加工されたものであり、通常の切削加工による機械加工
面では表面あらさが中心線平均あらさＲａで０．３〜
２．０の範囲内でばらつく。
加工されたものであり、通常の切削加工による機械加工
面では表面あらさが中心線平均あらさＲａで０．３〜
２．０の範囲内でばらつく。
【０００４】例えば、切削加工された加工面を拡大して
微視的に表面を見ると、図４に示すように、山と谷とを
持った状態となっている。また、偏光特性を応用する場
合、レーザ光１の吸収率は、レーザ光１の被加工物３の
表面に対する入射角δに大きく依存する。
微視的に表面を見ると、図４に示すように、山と谷とを
持った状態となっている。また、偏光特性を応用する場
合、レーザ光１の吸収率は、レーザ光１の被加工物３の
表面に対する入射角δに大きく依存する。
【０００５】したがって、前記入射角δを一定に保つこ
とによりレーザ光１の吸収率の変動を抑えることができ
るのであるが、図４に示したように機械加工面を拡大し
て微視的にみると山と谷とが繰り返すことにより表面あ
らさをもっているので、微視的にとらえると、レーザ光
１の被加工物３の表面に対する入射角δは一定とはなら
ない。このため、レーザ光の吸収率は大きく変動してし
まう。
とによりレーザ光１の吸収率の変動を抑えることができ
るのであるが、図４に示したように機械加工面を拡大し
て微視的にみると山と谷とが繰り返すことにより表面あ
らさをもっているので、微視的にとらえると、レーザ光
１の被加工物３の表面に対する入射角δは一定とはなら
ない。このため、レーザ光の吸収率は大きく変動してし
まう。
【０００６】また、図５は、図４に示した表面あらさを
有する機械加工面にレーザ光１を入射する際に、入射方
向を変えた時（Ｌ方向とＲ方向）の入射角δとレーザ光
１の吸収率との関係を示したものである。図５より明ら
かなように、巨視的な入射角δが同じであっても、表面
あらさを有しているので、微視的に被加工物の機械加工
面をみたときの入射角δが一定でないため、入射方向が
違うとレーザ光１の吸収率が変動する。
有する機械加工面にレーザ光１を入射する際に、入射方
向を変えた時（Ｌ方向とＲ方向）の入射角δとレーザ光
１の吸収率との関係を示したものである。図５より明ら
かなように、巨視的な入射角δが同じであっても、表面
あらさを有しているので、微視的に被加工物の機械加工
面をみたときの入射角δが一定でないため、入射方向が
違うとレーザ光１の吸収率が変動する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このように従来におい
て被加工物の加工面は、一般に、切削加工による機械加
工面であったので、その表面あらさが原因でレーザ光の
吸収率が大きく変動し、被加工物の焼入れ硬化層幅がば
らついて加工品質が一定しないことがあるという問題点
があり、それを解決することが課題であった。
て被加工物の加工面は、一般に、切削加工による機械加
工面であったので、その表面あらさが原因でレーザ光の
吸収率が大きく変動し、被加工物の焼入れ硬化層幅がば
らついて加工品質が一定しないことがあるという問題点
があり、それを解決することが課題であった。
【０００８】
【発明の目的】本発明は、このような従来の課題にかん
がみてなされたもので、レーザ光の偏光を利用したレー
ザ照射熱処理によりレーザ焼入れを行なうに際して、焼
入れ硬化層幅をばらつきのないものにして加工品質を一
定にするレーザ焼入れ方法を提供することを目的とす
る。
がみてなされたもので、レーザ光の偏光を利用したレー
ザ照射熱処理によりレーザ焼入れを行なうに際して、焼
入れ硬化層幅をばらつきのないものにして加工品質を一
定にするレーザ焼入れ方法を提供することを目的とす
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明に係るレーザ焼入
れ方法は、直線偏光のレーザ光の偏光特性を利用したレ
ーザ焼入れ方法において、レーザ焼入れする被加工物の
レーザ照射面の表面あらさを減じる加工をした後、レー
ザ焼入れする構成としたことを特徴としている。
れ方法は、直線偏光のレーザ光の偏光特性を利用したレ
ーザ焼入れ方法において、レーザ焼入れする被加工物の
レーザ照射面の表面あらさを減じる加工をした後、レー
ザ焼入れする構成としたことを特徴としている。
【００１０】本発明に係るレーザ焼入れ方法の実施態様
においては、表面あらさを中心線平均あらさＲａで０．
２以下にする加工をした後、レーザ焼入れするようにし
たり、同じく実施態様において、前記表面あらさを減じ
る加工に、ローラバニッシュ等による塑性加工を用いた
り、同じく実施態様において、前記表面あらさを減じる
加工に、ホーニング等による研削加工を用いたりするこ
とができる。
においては、表面あらさを中心線平均あらさＲａで０．
２以下にする加工をした後、レーザ焼入れするようにし
たり、同じく実施態様において、前記表面あらさを減じ
る加工に、ローラバニッシュ等による塑性加工を用いた
り、同じく実施態様において、前記表面あらさを減じる
加工に、ホーニング等による研削加工を用いたりするこ
とができる。
【００１１】
【発明の作用】本発明に係るレーザ焼入れ方法は、上記
した構成としており、被加工物の切削加工などによる機
械加工面等からなるレーザ照射面の表面あらさが減じら
れる加工がなされることによって、レーザ光の被加工物
のレーザ照射面に対する入射角が変動することがなくな
るので、被加工物の切削加工などによる機械加工面等の
レーザ照射面の表面あらさが原因であることに基ずく従
来の問題が解消され、被加工物の焼入れ硬化層幅がばら
つかない加工品質が一定のレーザ焼入れが行なえること
となる。
した構成としており、被加工物の切削加工などによる機
械加工面等からなるレーザ照射面の表面あらさが減じら
れる加工がなされることによって、レーザ光の被加工物
のレーザ照射面に対する入射角が変動することがなくな
るので、被加工物の切削加工などによる機械加工面等の
レーザ照射面の表面あらさが原因であることに基ずく従
来の問題が解消され、被加工物の焼入れ硬化層幅がばら
つかない加工品質が一定のレーザ焼入れが行なえること
となる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例を示す。
【００１３】実施例１ 図１に示すように、レーザ焼入れする被加工物３の切削
加工された機械加工面（図１（Ａ））３ａに対し、ロー
ラバニッシュによる塑性加工をすることによって、機械
加工面３ａの表面あらさが中心線平均あらさＲａで０．
３〜２．０であったものを、中心線平均あらさＲａで
０．０５〜０．０８の平滑加工面（図１（Ｂ））３ｂに
加工した後、レーザ出力：３．５ｋＷ，ビーム送り速
度：１．２ｍ／ｍｉｎ，ビーム形状：６×８ｍｍ，入射
角δ：７８゜、所望の焼入れ硬化層４の幅Ｗ0 ：５ｍｍ
の条件にてレーザ焼入れを行なった。
加工された機械加工面（図１（Ａ））３ａに対し、ロー
ラバニッシュによる塑性加工をすることによって、機械
加工面３ａの表面あらさが中心線平均あらさＲａで０．
３〜２．０であったものを、中心線平均あらさＲａで
０．０５〜０．０８の平滑加工面（図１（Ｂ））３ｂに
加工した後、レーザ出力：３．５ｋＷ，ビーム送り速
度：１．２ｍ／ｍｉｎ，ビーム形状：６×８ｍｍ，入射
角δ：７８゜、所望の焼入れ硬化層４の幅Ｗ0 ：５ｍｍ
の条件にてレーザ焼入れを行なった。
【００１４】この結果、焼入れ硬化層４の幅Ｗ0 の変動
は、従来の被加工物３の表面に塑性加工を施さないもの
は、１．２〜５．０ｍｍであったのに対して、本発明に
従って被加工物の表面に塑性加工を施したものは、４．
８〜５．２ｍｍであり、焼入れ硬化層４の幅Ｗ0 のばら
つきが大幅に減少した。
は、従来の被加工物３の表面に塑性加工を施さないもの
は、１．２〜５．０ｍｍであったのに対して、本発明に
従って被加工物の表面に塑性加工を施したものは、４．
８〜５．２ｍｍであり、焼入れ硬化層４の幅Ｗ0 のばら
つきが大幅に減少した。
【００１５】実施例２ レーザ焼入れする被加工物３の切削加工された機械加工
面３ａに対し、ホーニングによる研削加工を施すことに
よって、機械加工面の表面あらさが中心線平均あらさＲ
ａで０．３〜２．０であったものを、中心線平均あらさ
Ｒａで０．１〜０．２の平滑加工面３ｂに加工した後、
レーザ出力：３．５ｋＷ，ビーム送り速度：１．２ｍ／
ｍｉｎ，ビーム形状：６×８ｍｍ，入射角δ：７４゜，
所望の焼入れ硬化層４の幅Ｗ0 ：５ｍｍの条件にてレー
ザ焼入れを行なった。
面３ａに対し、ホーニングによる研削加工を施すことに
よって、機械加工面の表面あらさが中心線平均あらさＲ
ａで０．３〜２．０であったものを、中心線平均あらさ
Ｒａで０．１〜０．２の平滑加工面３ｂに加工した後、
レーザ出力：３．５ｋＷ，ビーム送り速度：１．２ｍ／
ｍｉｎ，ビーム形状：６×８ｍｍ，入射角δ：７４゜，
所望の焼入れ硬化層４の幅Ｗ0 ：５ｍｍの条件にてレー
ザ焼入れを行なった。
【００１６】この結果、焼入れ硬化層４の幅Ｗ0 の変動
は４．８〜５．１ｍｍとなり、焼入れ硬化層４の幅Ｗ0
のばらつきが大幅に減少した。
は４．８〜５．１ｍｍとなり、焼入れ硬化層４の幅Ｗ0
のばらつきが大幅に減少した。
【００１７】そして、切削加工された機械加工面３ａの
表面あらさを塑性加工や研削加工などによる平滑加工に
よって平滑加工面３ｂの表面あらさを中心線平均あらさ
Ｒａで０．２以下に抑えれば、変動の少ない安定した焼
入れ硬化層幅を得ることができた。
表面あらさを塑性加工や研削加工などによる平滑加工に
よって平滑加工面３ｂの表面あらさを中心線平均あらさ
Ｒａで０．２以下に抑えれば、変動の少ない安定した焼
入れ硬化層幅を得ることができた。
【００１８】さらに、図２に示すように、本発明に従っ
て、切削加工された機械加工面３ａに研削加工を行なっ
て平滑加工面３ｂとした後レーザ焼入れを行なうことに
よって、レーザ光の吸収率のピーク値が従来の３０％か
ら４８％に向上したため、従来ではレーザ出力が５ｋＷ
必要であったのが、本実施例では３．５ｋＷで同程度の
レーザ焼入れを行なうことが可能であった。
て、切削加工された機械加工面３ａに研削加工を行なっ
て平滑加工面３ｂとした後レーザ焼入れを行なうことに
よって、レーザ光の吸収率のピーク値が従来の３０％か
ら４８％に向上したため、従来ではレーザ出力が５ｋＷ
必要であったのが、本実施例では３．５ｋＷで同程度の
レーザ焼入れを行なうことが可能であった。
【００１９】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明に係る
レーザ焼入れ方法によれば、レーザ焼入れ面の表面あら
さを減じる加工により微視的にレーザ焼入れ面を見たと
きのレーザ光の入射角がほぼ一定になるため、レーザ光
の吸収率の変動がなくなりかつレーザ光の吸収率のピー
ク値が向上しばらつきの少ない安定した焼入れ硬化層幅
が得られ、加工品質が一定のレーザ焼入れを行なえると
いう効果が得られ、また、レーザ光の吸収率のピーク値
が向上することにより使用するレーザの出力を低下でき
るので設備コストの削減ができるという顕著な効果が得
らる。
レーザ焼入れ方法によれば、レーザ焼入れ面の表面あら
さを減じる加工により微視的にレーザ焼入れ面を見たと
きのレーザ光の入射角がほぼ一定になるため、レーザ光
の吸収率の変動がなくなりかつレーザ光の吸収率のピー
ク値が向上しばらつきの少ない安定した焼入れ硬化層幅
が得られ、加工品質が一定のレーザ焼入れを行なえると
いう効果が得られ、また、レーザ光の吸収率のピーク値
が向上することにより使用するレーザの出力を低下でき
るので設備コストの削減ができるという顕著な効果が得
らる。
【図１】レーザ照射面部の機械加工面における拡大図
（図１の（Ａ））およびローラバニッシュによる塑性加
工後のレーザ照射面部の平滑加工面における拡大図（図
１の（Ｂ））である。
（図１の（Ａ））およびローラバニッシュによる塑性加
工後のレーザ照射面部の平滑加工面における拡大図（図
１の（Ｂ））である。
【図２】本発明例および従来例のレーザ光の入射角とレ
ーザ光の吸収率との関係を示した説明図である。
ーザ光の吸収率との関係を示した説明図である。
【図３】従来のレーザ光の偏光を利用してレーザ照射熱
処理を行なうレーザ焼入れ方法を示す断面説明図であ
る。
処理を行なうレーザ焼入れ方法を示す断面説明図であ
る。
【図４】図３の点線内のレーザ照射面を拡大した断面説
明図である。
明図である。
【図５】表面あらさの大きいレーザ照射面に入射方向を
変えてレーザ焼入れしたときのレーザ光の入射角とレー
ザ光の吸収率との関係を示した説明図（図５の（Ａ））
およびレーザ光の入射方向（Ｌ方向、Ｒ方向）を示す断
面説明図（図５の（Ｂ））である。
変えてレーザ焼入れしたときのレーザ光の入射角とレー
ザ光の吸収率との関係を示した説明図（図５の（Ａ））
およびレーザ光の入射方向（Ｌ方向、Ｒ方向）を示す断
面説明図（図５の（Ｂ））である。
１ レーザ光 ３ 被加工物 ３ａ 機械加工面 ３ｂ 平滑加工面 ４ 焼入れ硬化層 Ｄ 偏光の向き
Claims (4)
- 【請求項１】 直線偏光のレーザ光の偏光方向を被加工
物の入射面に対し平行に照射して焼入れするレーザ焼入
れ方法において、レーザ焼入れする被加工物のレーザ照
射面の表面あらさを減じる加工をした後、レーザ焼入れ
することを特徴とするレーザ焼入れ方法。 - 【請求項２】 表面あらさを中心線平均あらさＲａで
０．２以下にする加工をした後、レーザ焼入れすること
を特徴とする請求項１に記載のレーザ焼入れ方法。 - 【請求項３】 表面あらさを減じる加工に、ローラバニ
ッシュ等による塑性加工を用いることを特徴とする請求
項１または２に記載のレーザ焼入れ方法。 - 【請求項４】 表面あらさを減じる加工に、ホーニング
等による研削加工を用いることを特徴とする請求項１、
２または３に記載のレーザ焼入れ方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8132594A JPH07286210A (ja) | 1994-04-20 | 1994-04-20 | レーザ焼入れ方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8132594A JPH07286210A (ja) | 1994-04-20 | 1994-04-20 | レーザ焼入れ方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07286210A true JPH07286210A (ja) | 1995-10-31 |
Family
ID=13743246
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8132594A Pending JPH07286210A (ja) | 1994-04-20 | 1994-04-20 | レーザ焼入れ方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07286210A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102560054A (zh) * | 2011-12-21 | 2012-07-11 | 中国科学院金属研究所 | 一种激光热处理强化工艺 |
-
1994
- 1994-04-20 JP JP8132594A patent/JPH07286210A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102560054A (zh) * | 2011-12-21 | 2012-07-11 | 中国科学院金属研究所 | 一种激光热处理强化工艺 |
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