JPH0748189A - Ceramic sintered compact and method for surface processing thereof - Google Patents

Ceramic sintered compact and method for surface processing thereof

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JPH0748189A
JPH0748189A JP11079094A JP11079094A JPH0748189A JP H0748189 A JPH0748189 A JP H0748189A JP 11079094 A JP11079094 A JP 11079094A JP 11079094 A JP11079094 A JP 11079094A JP H0748189 A JPH0748189 A JP H0748189A
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JP
Japan
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sintered body
processing
wavelength
ceramic sintered
laser
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JP11079094A
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Japanese (ja)
Inventor
Kaoru Murabe
馨 村部
Takao Nishioka
隆夫 西岡
Akira Yamakawa
晃 山川
Shinichi Yamagata
伸一 山形
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain a processed product having high reliability as a mechanical part with hardly any damaged surface parts by irradiating the surface in a prescribed region of a ceramic sintered compact with laser beams having a wavelength in the ultraviolet region and removing the surface layer. CONSTITUTION:This method for surface processing of a ceramic sintered compact 2 such as silicon nitride subjected to mechanical grinding working or rough processing with infrared laser beams is to place the ceramic sintered compact on a worktable 1, irradiate a working surface (2a) of the sintered compact 2 with concentrated laser beams 3 of laser having a wavelength in the ultraviolet region such as KrF excimer laser, move the worktable 1 in the direction of an arrow (A), thereby irradiate the whole working surface (2a) with the laser beams 3 and remove >=2mum thickness from the surface layer. The surface of the processed product after removing the surface layer has <=5mum surface roughness expressed in terms of the center line average height (R2) measured according to JIS-B0601 without containing a molten and a solidified materials of the ceramics and the ceramic sintered compact provided with the surface has >=1000 MPa three-point bending strength measured according to JIS-R1601.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、セラミックス焼結体
およびその表面加工方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ceramic sintered body and a surface processing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】ファ
インセラミックスは、高硬度かつ高強度な特性を有する
ことから、耐摩耗性部品および摺動部品などに使用され
つつある。焼結後のセラミックスの表面、すなわち焼結
肌には荒れや微細なクラックが存在する。これらの欠陥
を放置すれば、セラミックス焼結体は、これらの欠陥を
起点に破壊し、非常に脆弱な挙動を示す。そのため、セ
ラミックス焼結体を実際の機械部品等に使用するために
は、セラミックス焼結体の表面層に含まれる潜在欠陥を
除去し、表面強度を向上させる必要がある。
2. Description of the Related Art Fine ceramics are being used for wear resistant parts and sliding parts because they have high hardness and high strength. Roughness and fine cracks are present on the surface of the ceramic after sintering, that is, on the sintered surface. If these defects are left as they are, the ceramics sintered body will be destroyed from these defects as a starting point and exhibit extremely fragile behavior. Therefore, in order to use the ceramics sintered body in an actual machine part or the like, it is necessary to remove latent defects contained in the surface layer of the ceramics sintered body and improve the surface strength.

【0003】従来、セラミックス焼結体の表面層を除去
する方法として、ダイヤモンド砥石などを使用した研削
加工が用いられている。しかしながら、研削加工によっ
てセラミックス焼結体の表面層を除去すると、加工後の
表面層に変質層が形成されたり、チッピングおよびスク
ラッチが導入されたり、残留応力が導入されたりする。
これらの欠陥は、セラミックス焼結体の表面強度を劣化
させる要因となる。高硬度で脆弱なセラミックス焼結体
に対しては、研削加工が困難であり、加工形状の自由
度、および加工を施す条件の自由度が著しく低くなる。
特に、セラミックス焼結体に対しては微細加工が困難で
ある。そのような微細加工に際しては、特にチッピング
等による加工部位の損傷が生じやすく、これによる使用
中の破損といった、部品寿命に対する信頼性の低下が問
題となる。
Conventionally, as a method of removing the surface layer of the ceramics sintered body, a grinding process using a diamond grindstone or the like has been used. However, when the surface layer of the ceramics sintered body is removed by grinding, an altered layer is formed in the surface layer after processing, chipping and scratches are introduced, and residual stress is introduced.
These defects cause deterioration of the surface strength of the ceramic sintered body. Grinding is difficult for a ceramics sintered body having high hardness and brittleness, and the degree of freedom in the processed shape and the degree of freedom in the conditions for performing the processing are significantly reduced.
In particular, fine processing is difficult for a ceramic sintered body. In such fine processing, damage to a processed portion is liable to occur due to chipping or the like, which causes a problem of deterioration in reliability of a component life such as breakage during use.

【0004】加工後のセラミックス焼結体表面に存在す
る損傷部または欠陥部を熱処理によって回復することが
可能である。しかし、微小なレベルでの欠陥の回復は行
なわれるものの、部材の信頼性を左右するマクロの欠陥
の回復は十分に行なわれないため、セラミックスが本来
有する優れた強度および特性を十分に生かした部材を得
るには不十分であった。
It is possible to recover a damaged portion or defective portion existing on the surface of the ceramics sintered body after processing by heat treatment. However, although the defects are recovered at a minute level, the macro defects that affect the reliability of the member are not sufficiently recovered. Therefore, a member that fully utilizes the excellent strength and characteristics originally possessed by ceramics Was insufficient to obtain.

【0005】この発明の目的は、表面損傷部の発生を極
力抑えることのできるセラミックス焼結体の表面加工方
法を提供することである。
An object of the present invention is to provide a surface processing method for a ceramics sintered body which can suppress the occurrence of a surface damaged portion as much as possible.

【0006】この発明の他の目的は、加工後の表面損傷
部が少なく、機械部品として実用上高い信頼性を有する
セラミックス焼結体を提供することである。
Another object of the present invention is to provide a ceramics sintered body which has few surface damages after processing and is highly reliable as a mechanical part in practical use.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】この発明に従ったセラミ
ックス焼結体の表面加工方法では、セラミックス焼結体
の所定領域の表面に紫外領域の波長を有するレーザ光を
照射することによって、所定領域の表面層を除去する。
In the surface processing method of a ceramics sintered body according to the present invention, the surface of a predetermined region of the ceramics sintered body is irradiated with laser light having a wavelength in the ultraviolet region to thereby cause the predetermined region to be irradiated. The surface layer of is removed.

【0008】紫外領域の波長を有するレーザとして、好
ましくは、ArF、KrF、XeClなどエキシマ分子
をレーザ媒質としたレーザが使用される。
As a laser having a wavelength in the ultraviolet region, a laser using an excimer molecule such as ArF, KrF or XeCl as a laser medium is preferably used.

【0009】好ましくは、除去される表面層の厚みは2
μm以上である。また、レーザ光の照射が所定領域の全
表面に及ぶように、レーザ光またはセラミックス焼結体
を連続的または断続的に移動させる。さらに、紫外領域
の波長を有するレーザ光を発振する発振機の対物レンズ
と、セラミックス焼結体の被加工面との距離を一定に保
つように、加工中に対物レンズとセラミックス焼結体と
の距離を調整するのが好ましい。
Preferably, the thickness of the surface layer removed is 2
It is at least μm. Further, the laser light or the ceramics sintered body is moved continuously or intermittently so that the irradiation of the laser light covers the entire surface of the predetermined region. Furthermore, the objective lens and the ceramics sintered body are processed during processing so that the distance between the objective lens of the oscillator that oscillates laser light having a wavelength in the ultraviolet region and the surface to be processed of the ceramics sintered body is kept constant. It is preferable to adjust the distance.

【0010】この発明に従ったセラミックス焼結体の表
面加工方法の他の実施例では、セラミックス焼結体の所
定領域に対して粗加工を施し、その後に仕上げ加工とし
て粗加工された所定領域の表面に紫外領域の波長を有す
るレーザ光を照射することによって所定領域の表面層を
除去する。
In another embodiment of the method for surface-treating a ceramics sintered body according to the present invention, a predetermined region of the ceramics sintered body is subjected to roughing, and then a predetermined region roughened as finishing is performed. The surface layer in a predetermined region is removed by irradiating the surface with laser light having a wavelength in the ultraviolet region.

【0011】上記方法によれば、加工効率が向上する。
粗加工としては、典型的には、機械研削加工、または赤
外領域の波長を有するレーザ光による加工が採用され
る。
According to the above method, the processing efficiency is improved.
As the rough processing, typically, mechanical grinding processing or processing with a laser beam having a wavelength in the infrared region is adopted.

【0012】好ましくは、紫外領域の波長を有するレー
ザ光によって除去される表面層の厚みは、2μm以上で
ある。
Preferably, the thickness of the surface layer removed by the laser light having a wavelength in the ultraviolet region is 2 μm or more.

【0013】この発明に従ったセラミックス焼結体で
は、所定領域の表面層が、紫外領域の波長を有するレー
ザ光の照射によって除去されている。
In the ceramics sintered body according to the present invention, the surface layer in the predetermined region is removed by irradiation with laser light having a wavelength in the ultraviolet region.

【0014】表面層除去後の所定領域の表面は、セラミ
ックスの溶融凝固物を含まない。また、好ましくは、表
面層除去後の所定領域の表面の面粗度は、JIS B0
601の中心線平均粗さRaで、5μm以下である。ま
た、この表面を有するセラミックス焼結体は、JIS
R1601に準拠した3点曲げ強度が1000MPa以
上である。所定領域の材質は、たとえば、窒化ケイ素系
焼結体である。
The surface of the predetermined region after the removal of the surface layer does not contain a molten and solidified product of ceramics. Further, preferably, the surface roughness of the predetermined area after the surface layer is removed is JIS B0.
The centerline average roughness Ra of 601 is 5 μm or less. In addition, the ceramics sintered body having this surface is JIS
The three-point bending strength according to R1601 is 1000 MPa or more. The material of the predetermined region is, for example, a silicon nitride-based sintered body.

【0015】[0015]

【発明の作用効果】1つの局面における本発明の特徴
は、紫外領域の波長を有するレーザ光をセラミックス焼
結体の所定領域の表面に照射することによって、所定領
域の表面層を除去することである。他の局面における本
発明の特徴は、加工効率の向上のために、まずセラミッ
クス焼結体の所定領域に対して粗加工を施し、その後に
仕上げ加工として粗加工された所定領域の表面に紫外領
域の波長を有するレーザ光を照射することによって所定
領域の表面層を除去することである。
According to one aspect of the present invention, the surface layer of a predetermined region is removed by irradiating the surface of the predetermined region of the ceramic sintered body with laser light having a wavelength in the ultraviolet region. is there. The feature of the present invention in another aspect is that, in order to improve the processing efficiency, first, rough processing is performed on a predetermined region of the ceramics sintered body, and then the surface of the predetermined region roughly processed as finish processing is subjected to an ultraviolet region. That is, the surface layer in a predetermined region is removed by irradiating a laser beam having a wavelength of.

【0016】従来のようにダイヤモンド砥石を用いた研
削加工によってセラミックス焼結体に対して表面加工を
施せば、焼結体表面に焼結体の強度を低下させる因子で
ある表面層の熱損傷や微細なクラックなどの発生が認め
られる。このような欠陥は、特に窒化ケイ素のような溶
融結合性セラミックスに生じやすい。これに対して、非
接触での加工が可能なレーザ光の照射によってセラミッ
クス焼結体の表面加工を行なえば、上述のような欠陥の
発生は認められず、その結果、材料本来の強度を発揮す
ることができるものと考えられる。
When the ceramics sintered body is subjected to the surface processing by a grinding process using a diamond grindstone as in the conventional case, the surface of the sintered body is damaged due to heat damage of the surface layer, which is a factor for lowering the strength of the sintered body. Occurrence of fine cracks is recognized. Such defects are particularly likely to occur in melt-bonding ceramics such as silicon nitride. On the other hand, if the surface of the ceramics sintered body is processed by irradiation of laser light that can be processed in a non-contact manner, the above defects will not be observed, and as a result, the original strength of the material will be exhibited. It is thought that it can be done.

【0017】現在工業的に使用される加工用ビーム源と
してのレーザ発振機には、大別して赤外領域のビームを
発振するものと、紫外領域のビームを発振するものとが
ある。レーザ光は高エネルギを微小領域に集中できるの
で、被加工物にレーザ光を照射すると照射部が溶融ある
いは蒸発を起こす。この現象を利用して、レーザ光を制
御することにより、材料の除去加工に応用できることが
知られている。金属材料に関しては、レーザ光を利用し
て切断、溶接、アロイング、クラッディング、表面溶融
凝固処理、均一溶体化処理などが行なわれている。
Laser oscillators used as industrial processing beam sources at present are roughly classified into those that oscillate a beam in the infrared region and those that oscillate a beam in the ultraviolet region. Since the laser beam can concentrate high energy in a minute area, when the workpiece is irradiated with the laser beam, the irradiated portion is melted or evaporated. It is known that this phenomenon can be used to control the laser light to be applied to material removal processing. With respect to metal materials, cutting, welding, alloying, cladding, surface melting and solidifying treatment, uniform solution treatment and the like are performed using laser light.

【0018】従来、セラミックス材料に関しては、主に
赤外領域のビームを照射して平面除去加工が行なわれて
いる。たとえば、日本機械学会論文集(C編)第57巻
537号(1991年5月)によれば、赤外領域波長の
YAGレーザによる加工によって、材料の破壊に対する
信頼性を表わすワイブル係数が向上することが示されて
いる。しかし、表面溶融変質層の影響から、研削材と比
較して強度の低下が問題となっている。また、表面粗さ
も3μmRz程度であり、通常の研削仕上げで得られる
表面粗さ1μmRzと比較して粗い。そのため、YAG
レーザによって加工された材料をそのまま機械部品、と
りわけ摺動部を必要とする部品に適用すれば、相手材を
損傷する可能性が高くなる。また、表面粗さは場合によ
っては部材に対して切欠効果を与えることから、部材の
信頼性を確保するためには加工面の表面粗さを小さくす
る必要がある。
Conventionally, with respect to ceramic materials, plane removal processing is mainly performed by irradiating a beam in the infrared region. For example, according to the Japan Society of Mechanical Engineers, Proceedings (C edition), Vol. 57, No. 537 (May 1991), the Weibull coefficient, which represents the reliability against material destruction, is improved by processing with a YAG laser having a wavelength in the infrared region. Is shown. However, due to the influence of the surface melt-altered layer, there is a problem that the strength is lower than that of the abrasive. Further, the surface roughness is about 3 μmRz, which is rougher than the surface roughness of 1 μmRz obtained by ordinary grinding finish. Therefore, YAG
If the material processed by the laser is applied as it is to a machine part, especially a part requiring a sliding portion, the possibility of damaging the mating material increases. In addition, since the surface roughness gives a notch effect to the member in some cases, it is necessary to reduce the surface roughness of the machined surface in order to secure the reliability of the member.

【0019】YAGレーザのような赤外光による除去加
工後の表面粗さが大きくなる理由は、次のように考えら
れる。レーザ光の照射により被加工物の表面が高温に加
熱されると材料が溶融し除去されるが、その際液相を形
成するので、凝固時に融液の脈動が形態となって残り、
それが表面粗さに現われるものと考えられる。赤外光に
よる加工はこのような問題点を有するが、一方では、加
工効率の向上に寄与する。すなわち、赤外光による加工
は、形成された液相を熱源としてさらに加工を進行させ
るので、加工効率が高く、単位時間当りの材料除去レー
トは大きくなる。
The reason why the surface roughness after the removal processing by infrared light such as YAG laser becomes large is considered as follows. When the surface of the work piece is heated to a high temperature by the irradiation of the laser light, the material is melted and removed, but at that time, since a liquid phase is formed, the pulsation of the melt remains in the form during solidification,
It is considered that this appears in the surface roughness. Processing by infrared light has such a problem, but on the other hand, it contributes to improvement of processing efficiency. That is, in the processing using infrared light, the processing is further advanced by using the formed liquid phase as a heat source, so that the processing efficiency is high and the material removal rate per unit time is large.

【0020】セラミックス焼結体の所定の領域に紫外領
域の波長を有するレーザを照射する加工方法であれば、
研削加工に起因する加工欠陥の発生は認められず、また
赤外レーザにより発生する熱影響層の発生も認められな
い。したがって、加工後の表面粗さを小さくすることが
可能である。
If the processing method is to irradiate a predetermined region of the ceramic sintered body with a laser having a wavelength in the ultraviolet region,
No processing defects due to grinding are found, and no heat-affected layer generated by infrared laser is found. Therefore, it is possible to reduce the surface roughness after processing.

【0021】YAGレーザなどの赤外領域波長のレーザ
光に比べて、紫外領域の波長を有するレーザ光の照射エ
ネルギは大きい。したがって、紫外領域の波長を有する
レーザ光を被加工物表面に照射すると、大きな照射エネ
ルギが直接物質の結合種に作用し、物質を昇華分解除去
するものと考えられる。そのため、紫外領域波長のレー
ザ光の照射により融液を形成しないので、融液に起因し
た表面粗さが形成されないものと考えられる。さらに、
物質の除去が非熱的プロセスで進行するので、赤外光で
の加工のように加工中の残留融液に起因する熱影響層が
形成されず、表面層もほぼ母材に近い組成である。こう
したことから、紫外領域の波長を有するレーザ光によっ
て表面加工を行なえば、加工表面に起因する機械的特
性、たとえば材料強度などの低下は起こらない。一方、
紫外領域波長のレーザ光による加工は物質の結合種に作
用するだけのエネルギを必要とするので、赤外光のよう
に熱伝導プロセスを利用した加工と比較すると加工効率
は低下する。
Irradiation energy of laser light having a wavelength in the ultraviolet region is large as compared with laser light having a wavelength in the infrared region such as YAG laser. Therefore, when a laser beam having a wavelength in the ultraviolet region is irradiated on the surface of the workpiece, it is considered that a large irradiation energy directly acts on the binding species of the substance to sublimate and decompose the substance. Therefore, it is considered that the surface roughness due to the melt is not formed because the melt is not formed by the irradiation with the laser light having the wavelength in the ultraviolet region. further,
Since the removal of the substance proceeds by a non-thermal process, the heat-affected layer due to the residual melt during processing unlike the processing with infrared light is not formed, and the surface layer also has a composition close to that of the base material. . For this reason, when the surface is processed with the laser light having the wavelength in the ultraviolet region, the mechanical characteristics due to the processed surface, such as the material strength, are not deteriorated. on the other hand,
Processing with laser light having a wavelength in the ultraviolet region requires energy sufficient to act on the binding species of a substance, and therefore processing efficiency is lower than processing using a heat conduction process such as infrared light.

【0022】本発明の適用されるセラミックスは窒化ケ
イ素に限られるものではなく、アルミナ、炭化ケイ素、
炭化硼素、ジルコニア、窒化アルミニウム等のあらゆる
セラミックスに対して適用され得る。適用される材料に
よって、加工条件は適宜変えられる。
The ceramic to which the present invention is applied is not limited to silicon nitride, but may be alumina, silicon carbide,
It can be applied to all ceramics such as boron carbide, zirconia and aluminum nitride. The processing conditions can be changed appropriately depending on the applied material.

【0023】紫外領域の波長を有するレーザ光はパルス
発振するものが多い。従来、紫外領域の波長を有するレ
ーザ光をマスクを用いて必要な形状のビームにし、この
ビームを加工物の表面に集中的に照射することによって
穴あけ加工や溝加工をすることが知られている。たとえ
ば、雑誌「ニューセラミックス」(1993)No.1
の第79〜81頁には、エキシマレーザを用いたアルミ
ナおよび窒化ケイ素の溝加工が開示されている。紫外領
域の波長のレーザ光を用いて穴あけ加工や溝加工をした
場合、加工面に凹凸が発生しており、かえって表面の機
械特性が劣化しているものと考えられる。
Most laser light having a wavelength in the ultraviolet region oscillates in pulses. Conventionally, it is known that a laser beam having a wavelength in the ultraviolet region is formed into a beam having a required shape using a mask, and the surface of a workpiece is intensively irradiated with the beam to perform drilling or groove processing. . For example, the magazine “New Ceramics” (1993) No. 1
Pp. 79-81 discloses the grooving of alumina and silicon nitride using an excimer laser. It is considered that when drilling or grooving is performed using a laser beam having a wavelength in the ultraviolet region, irregularities are generated on the processed surface and the mechanical properties of the surface are rather deteriorated.

【0024】本願発明では、線あるいは矩形に集光され
たレーザビームの照射がセラミックス焼結体の所定領域
の全表面に及ぶように、レーザ光を照射させながらレー
ザ光またはセラミックス焼結体を連続的または断続的に
移動させる。最終的には、レーザ光の照射された所定領
域の表面層のみが除去される。
In the present invention, the laser beam or the ceramic sintered body is continuously irradiated while being irradiated with the laser beam so that the irradiation of the laser beam converged in a line or a rectangle covers the entire surface of a predetermined region of the ceramic sintered body. Move intermittently or intermittently. Finally, only the surface layer of the predetermined region irradiated with the laser light is removed.

【0025】被加工物を回転軸を中心に連続的または断
続的に回転させると同時に、回転軸に対して垂直方向に
被加工物またはビームを移動させれば、曲面または傾斜
面を形成することが可能となる。ビームの照射を3次元
的に行なえるので、たとえば円筒内部の加工が可能とな
り、これまでの機械研削と異なり、単一の装置で外面お
よび内面の加工が可能となり、コスト的なメリットも大
きくなる。
A curved surface or an inclined surface can be formed by rotating the work piece continuously or intermittently about the rotation axis and simultaneously moving the work piece or the beam in a direction perpendicular to the rotation axis. Is possible. Since the beam irradiation can be performed three-dimensionally, for example, the inside of a cylinder can be machined, and unlike the conventional mechanical grinding, the outer surface and the inner surface can be machined with a single device, and the cost advantage is increased. .

【0026】ビーム加工に際しては、レーザ光を発振す
るレーザ発振機の対物レンズと、セラミックス焼結体の
被加工面との距離を一定に保つように、加工中に対物レ
ンズとセラミックス焼結体との距離を調整するのが好ま
しい。その理由は、深さ方向の除去加工に対して、加工
の進展に伴い、初期の照射面て設定した焦点距離が変化
し、その結果照射部でのエネルギ密度が変化するため、
材料除去レートが変化し所定の形状が得られなくなるお
それがあるからである。
In beam processing, the objective lens and the ceramics sintered body are processed during processing so that the distance between the objective lens of the laser oscillator that oscillates the laser beam and the surface to be processed of the ceramics sintered body is kept constant. It is preferable to adjust the distance. The reason is that for removal processing in the depth direction, the focal length set on the initial irradiation surface changes as the processing progresses, and as a result, the energy density at the irradiation portion changes,
This is because the material removal rate may change and the desired shape may not be obtained.

【0027】紫外領域の波長を有するレーザ光によって
表面層を除去した場合、除去後のセラミックス焼結体の
表面は凹凸が少なく平滑となる。除去する表面層の厚み
は、2μm以上が望ましい。もし、この厚みが2μm未
満であれば、セラミックス焼結体の製造過程で導入され
る開気孔や不純物、微小クラックなどの表面加工前の欠
陥を完全に除去しきれない。除去する表面層の厚みの上
限は、実用面から制限される。
When the surface layer is removed by a laser beam having a wavelength in the ultraviolet region, the surface of the ceramics sintered body after removal becomes smooth with few irregularities. The thickness of the surface layer to be removed is preferably 2 μm or more. If the thickness is less than 2 μm, defects before surface processing such as open pores, impurities, and micro cracks introduced in the process of manufacturing a ceramic sintered body cannot be completely removed. The upper limit of the thickness of the surface layer to be removed is limited from the practical viewpoint.

【0028】赤外領域の波長を有するレーザ光としてC
2 レーザやNd−YAGレーザがある。CO2 レーザ
の波長は10.6μmであり、Nd−YAGレーザの波
長は1.06μmである。これらのレーザ光の波長と比
較して、紫外領域の波長を有するレーザ光の一例である
KrFエキシマレーザの波長は248nmであり、かな
り短い。通常、限界焦点径は波長程度といわれている。
レーザ加工はビームによりワークに加工エネルギを投入
するものであるので、ビーム径が加工精度に大きな影響
を与えるものと考えられる。この点からも、紫外領域の
波長を有するレーザ光によって表面加工を行なえば、高
精度で極めて平滑な加工表面を容易に得られることが理
解できる。実用的に高い信頼性を有するセラミックス焼
結体とするためには、好ましくは、紫外領域の波長をレ
ーザ光を用いて0.3μm以下の表面粗さ(JIS B
0601の中心線平均粗さRa)になるように表面加工
するのが望ましい。
C as a laser beam having a wavelength in the infrared region
There are O 2 laser and Nd-YAG laser. The wavelength of the CO 2 laser is 10.6 μm, and the wavelength of the Nd-YAG laser is 1.06 μm. The wavelength of the KrF excimer laser, which is an example of laser light having a wavelength in the ultraviolet region, is 248 nm, which is considerably shorter than the wavelengths of these laser lights. Usually, the limit focal diameter is said to be about the wavelength.
Since the laser processing is to apply the processing energy to the work by the beam, it is considered that the beam diameter greatly affects the processing accuracy. From this point as well, it can be understood that highly precise and extremely smooth processed surface can be easily obtained by performing the surface processing with laser light having a wavelength in the ultraviolet region. In order to obtain a ceramics sintered body having practically high reliability, it is preferable to use a laser beam having a wavelength in the ultraviolet range of 0.3 μm or less in surface roughness (JIS B).
It is desirable to perform surface treatment so that the center line average roughness Ra of 0601 is obtained.

【0029】紫外領域の波長を有するレーザ光を用いて
セラミックス焼結体の表面除去加工を行なうことにより
高精度かつ信頼性の高い加工が可能となるが、一方では
加工効率が低くなるという問題がある。この問題を解消
するために、本発明の1つの曲面では、紫外光による加
工を仕上げ加工と位置付け、粗加工として赤外領域の波
長を有するレーザ光による加工、または機械研削加工を
用いる。この方法によれば、たとえば赤外光レーザの照
射によって生じた加工面の凹凸を仕上げ加工である紫外
光レーザの照射で除去するものである。粗加工を除去効
率の高い加工で行ない、除去効率の低下する仕上げ加工
にのみ紫外光レーザを用いるので、プロセス全体として
見れば高効率かつ高信頼性を有する加工が可能となる。
By performing the surface removal processing of the ceramics sintered body by using a laser beam having a wavelength in the ultraviolet region, it is possible to perform processing with high accuracy and high reliability, but on the other hand, there is a problem that the processing efficiency decreases. is there. In order to solve this problem, in one curved surface of the present invention, processing by ultraviolet light is positioned as finishing processing, and processing by laser light having a wavelength in the infrared region or mechanical grinding processing is used as rough processing. According to this method, for example, the irregularities on the processed surface caused by the irradiation of the infrared light laser are removed by the irradiation of the ultraviolet light laser which is a finishing process. Rough processing is performed with high removal efficiency, and the ultraviolet laser is used only for finish processing with low removal efficiency. Therefore, it is possible to perform processing with high efficiency and high reliability as a whole process.

【0030】紫外領域の波長のレーザ光を用いて表面加
工した加工面を負荷がかかる機械部品として使用する場
合には、この加工面のJIS R1601準拠の3点曲
げ試験強度を1000MPa以上とするのが好ましい。
このような強度であれば、機械部品として十分に使用に
耐え得るものとなる。
When the machined surface which has been surface-processed by using a laser beam having a wavelength in the ultraviolet region is used as a machine part under load, the three-point bending test strength of this machined surface according to JIS R1601 is set to 1000 MPa or more. Is preferred.
With such strength, it can be sufficiently used as a mechanical part.

【0031】従来のようにセラミックス焼結体の表面加
工として研削加工を行なえば、研削加工時に導入された
クラックや粒子脱落等の欠陥を除去するためにラップ加
工を行なうことが必要となる。一方、少なくとも仕上げ
加工に紫外領域の波長のレーザ光を用いた本発明の表面
加工方法では、加工時にクラックや粒子脱落等の欠陥が
抑えられるので、ラップ加工を行なう必要がない。さら
に、砥石を用いた研削加工では研削が困難な箇所に対し
てでも、本発明の方法を容易に実施でき、その工業的価
値は極めて高い。
When grinding is carried out as the surface processing of the ceramics sintered body as in the prior art, it is necessary to carry out lapping in order to remove defects such as cracks and particles falling off during the grinding. On the other hand, in the surface processing method of the present invention in which at least a laser beam having a wavelength in the ultraviolet region is used for finishing, defects such as cracks and particles are suppressed during processing, so that lapping is not necessary. Furthermore, the method of the present invention can be easily carried out even in a place where grinding is difficult with a grinding process, and its industrial value is extremely high.

【0032】本発明に従って得られるセラミックス焼結
体は、極めて大きな応力が負荷されても破壊せず、高い
信頼性が要求される機械部品に有利に適用され得る。そ
のような機械部品として、たとえば、内燃機関用バル
ブ、ピストンリング、ピストンピンなどがある。たとえ
ば内燃機関用バルブのステム部を研削加工する場合には
多くの折損が発生するが、本発明の表面加工方法によれ
ば折損が見られず、高強度で信頼性の高いセラミックス
バルブを得ることができる。
The ceramics sintered body obtained according to the present invention does not break even when an extremely large stress is applied, and can be advantageously applied to mechanical parts which require high reliability. Examples of such mechanical parts include valves for internal combustion engines, piston rings, and piston pins. For example, when grinding the stem portion of a valve for an internal combustion engine, many breakages occur, but according to the surface processing method of the present invention, there is no breakage, and a ceramic valve with high strength and high reliability can be obtained. You can

【0033】[0033]

【実施例】【Example】

実施例1 焼結助剤としてY2 3 およびAl2 3 を併せて重量
基準で10%含み、残部を窒化ケイ素とした粉末を用
い、1800℃にて窒化ケイ素粉末成形体を1気圧の窒
素ガス雰囲気中で焼結することによって、窒化ケイ素焼
結体を得た。この窒化ケイ素焼結体から、JIS R1
601に準じてTRS試験片(3mm×4mm×40m
m)を作製した。これらの試験片に対して異なる方法で
表面加工を実施した。なお、1加工法に対して加工本数
を15本とした。
Example 1 Using a powder containing Y 2 O 3 and Al 2 O 3 as a sintering aid in an amount of 10% by weight, with the balance being silicon nitride, a silicon nitride powder compact was formed at 1800 ° C. under 1 atm. A silicon nitride sintered body was obtained by sintering in a nitrogen gas atmosphere. From this silicon nitride sintered body, JIS R1
According to 601, TRS test piece (3 mm x 4 mm x 40 m
m) was prepared. Surface treatment was performed on these test pieces by different methods. In addition, the number of processing was set to 15 per one processing method.

【0034】本発明例としての表面加工方法は、次のよ
うに行なった。まず、レーザ媒質として、KrFガスを
使用した波長248nmのエキシマレーザを用いた。図
1に示すように、ワークテーブル1上に試験片2を置
き、試験片2の加工面2aに線状に集光したビームを照
射した。この際、ワークテーブル1を矢印Aで示す方向
に移動させることによって、試験片2の加工面2aの全
面にビーム3が照射されるようにした。こうして、試験
片2の加工面2aの表面層を除去した。除去した表面層
の厚みは10μmであった。
The surface processing method as an example of the present invention was performed as follows. First, as the laser medium, an excimer laser having a wavelength of 248 nm using KrF gas was used. As shown in FIG. 1, the test piece 2 was placed on the work table 1, and the processed surface 2 a of the test piece 2 was irradiated with a linearly focused beam. At this time, the work table 1 was moved in the direction indicated by the arrow A so that the entire surface of the processed surface 2a of the test piece 2 was irradiated with the beam 3. Thus, the surface layer of the processed surface 2a of the test piece 2 was removed. The thickness of the removed surface layer was 10 μm.

【0035】比較例の方法として、試験片の表面を#2
00のダイヤモンド砥石で研削加工した。
As a method of a comparative example, the surface of the test piece was # 2.
It grinded with the diamond grindstone of 00.

【0036】他の比較例の方法として、Nd−YAGレ
ーザ(波長1.06μm)を用いて試験片の表面層を1
0μmの厚みで除去した。
As another comparative example method, an Nd-YAG laser (wavelength 1.06 μm) was used to form one surface layer on the test piece.
It was removed to a thickness of 0 μm.

【0037】上述のように異なった表面加工方法を施し
た試験片に対して、JIS R1601準拠の3点曲げ
強度、ワイブル係数およびJIS B0601の中心線
平均粗さ(Ra)を測定した。ここで表面粗さは試験片
の長さ方向の測定値を用いた。その結果を、表1に示
す。
Three-point bending strength according to JIS R1601, Weibull coefficient and JIS B0601 center line average roughness (Ra) were measured for the test pieces subjected to different surface finishing methods as described above. Here, the surface roughness used the measured value of the length direction of the test piece. The results are shown in Table 1.

【0038】[0038]

【表1】 [Table 1]

【0039】表1から明らかなように、エキシマレーザ
を用いて表面加工を行なえば、平均強度が上昇するとと
もに、信頼性を表わすワイブル係数も上昇していること
が認められる。これは、エキシマレーザを用いた表面加
工であるので、加工による損傷の発生が少なく強度低下
が抑えられたものと考えられる。言換えれば、比較例の
表面加工方法では、セラミックスの溶融凝固物の付着層
(たとえばSix yで表わされる酸化物)、加工欠
陥、表面変質層および残留応力が発生し、それらの欠陥
が材質本来の強度特性を低下させているものと考えられ
る。
As is clear from Table 1, it is recognized that when the surface processing is performed by using the excimer laser, the average strength is increased and the Weibull coefficient indicating reliability is also increased. Since this is surface processing using an excimer laser, it is considered that the occurrence of damage due to processing is small and the decrease in strength is suppressed. In other words, in the surface processing method of the comparative example, an adhesion layer (for example, an oxide represented by Si x O y ) of a molten and solidified ceramic, a processing defect, a surface-altered layer and a residual stress are generated, and these defects are generated. It is considered that the original strength characteristics of the material are degraded.

【0040】さらに、KrFエキシマレーザを用いた表
面加工によれば、#200ダイヤモンド砥石を用いた研
削加工に比べて、よりよい加工面精度が得られることが
認められる。なお、この場合の表面粗さは試験片の長手
方向の粗さで代表させた。機械加工では、曲げ試験にお
ける応力の負荷方向に対する研削方向が強度に影響する
ことが知られている。本TRS試験片について言えば、
試験片の短手方向の研削は、長手方向と比較して、特に
低い番手の砥石使用時に強度が低くなっている。これ
は、短手方向の研削では、研削による条痕が引張り方向
に対して垂直となり、研削痕あるいは研削時の砥粒の押
込みによる亀裂面を欠陥とみなした場合、欠陥先端が亀
裂開口方向に一致するため、結果的に低強度となるもの
と考えられる。
Further, it is recognized that the surface processing using the KrF excimer laser can obtain a better processed surface accuracy than the grinding processing using the # 200 diamond grindstone. The surface roughness in this case was represented by the roughness in the longitudinal direction of the test piece. In machining, it is known that the grinding direction with respect to the stress load direction in a bending test affects the strength. Speaking of this TRS test piece,
Grinding in the lateral direction of the test piece has a lower strength than that in the longitudinal direction when a grindstone with a particularly low count is used. This is because, in the case of grinding in the lateral direction, the scratches due to grinding become perpendicular to the tensile direction, and when the grinding marks or the crack surface due to the indentation of the abrasive grains during grinding are regarded as defects, the defect tip is in the crack opening direction. Since they match, it is considered that the strength will be low as a result.

【0041】一方、レーザ加工、特にエキシマレーザ加
工では、加工面の表面粗さが加工方向によってほとんど
影響されないので、加工方向による強度に対する影響は
ないものと言える。
On the other hand, in laser processing, particularly excimer laser processing, the surface roughness of the processed surface is hardly affected by the processing direction, so it can be said that there is no effect on the strength by the processing direction.

【0042】次に、エキシマレーザ加工において、焼結
肌からの除去量の大きさを変えて、強度、ワイブル係数
および表面粗さを測定した。その結果を表2に示す。
Next, in the excimer laser processing, the strength, the Weibull coefficient, and the surface roughness were measured by changing the amount of removal from the sintered surface. The results are shown in Table 2.

【0043】[0043]

【表2】 [Table 2]

【0044】除去量が2μm未満の比較例では、強度お
よびワイブル係数が低下する。これに対し、2μm以上
除去する本発明例では、表面層の欠陥を十分除去するの
で、強度を高く保ち、そのばらつきも小さくすることが
可能となる。
In the comparative example in which the removal amount is less than 2 μm, the strength and the Weibull coefficient decrease. On the other hand, in the example of the present invention in which the surface layer is removed by 2 μm or more, the defects in the surface layer are sufficiently removed, so that the strength can be kept high and its variation can be reduced.

【0045】実施例2 市販のSiC焼結体に対して、実施例1と同じ試験を実
施した。その結果を表3に示す。
Example 2 The same test as in Example 1 was carried out on a commercially available SiC sintered body. The results are shown in Table 3.

【0046】[0046]

【表3】 [Table 3]

【0047】表3の結果から明らかなように、SiC焼
結体の場合にも、エキシマレーザを用いて表面加工すれ
ば、平均強度、ワイブル係数および加工面粗度のいずれ
の点においても他の方法より優れていることが認められ
る。
As is clear from the results of Table 3, even in the case of the SiC sintered body, if the surface processing is performed by using the excimer laser, the average strength, the Weibull coefficient, and the processed surface roughness are different from each other. It is recognized that it is superior to the method.

【0048】また、実施例と同様に加工面の強度に対す
る除去量の影響を検討した。その結果を表4に示す。
Further, the influence of the removal amount on the strength of the machined surface was examined as in the example. The results are shown in Table 4.

【0049】[0049]

【表4】 [Table 4]

【0050】表4に示すように、比較例である2μm以
下の除去量では強度が低い値にとどまっている。一方、
除去量を2μm以上とすれば、強度に対する信頼性の高
い加工面を得ることが可能となる。
As shown in Table 4, the strength remains low at the removal amount of 2 μm or less which is the comparative example. on the other hand,
When the removal amount is 2 μm or more, it is possible to obtain a machined surface having high strength reliability.

【0051】実施例3 実施例1と同じ窒化ケイ素焼結体に対して粗加工を、赤
外光であるNd−YAGレーザ、およびダイヤモンド砥
石で実施し、仕上げ加工を紫外光のKrFエキシマレー
ザで実施した。JIS R1601に準拠したTRS試
験片の所定の寸法4mm×3mm×40mmに対して、
3点曲げ試験での最大応力発生面を未加工のまま、他の
面に対して研削加工を実施して4mm×3.1mm×4
0mmの寸法に予備加工を行なった。この予備加工を行
なった試験片に対して0.1mmの除去加工を行なうも
のとし、粗加工で残り取り代が10μmとなるまで加工
し、その後仕上げ加工を実施した。粗加工用のダイヤモ
ンド砥石として、#200のレジンボンド系砥石を使用
した。
Example 3 The same silicon nitride sintered body as in Example 1 was rough-processed with an infrared light Nd-YAG laser and a diamond grindstone, and finished with an ultraviolet light KrF excimer laser. Carried out. For the predetermined size of 4 mm x 3 mm x 40 mm of the TRS test piece according to JIS R1601,
In the 3-point bending test, the surface with maximum stress was left unmachined and the other surface was ground to perform 4 mm x 3.1 mm x 4
Pre-processing was performed to a size of 0 mm. The preliminarily processed test piece was subjected to removal processing of 0.1 mm, rough processing was performed until the remaining machining allowance was 10 μm, and then finishing processing was performed. A # 200 resin-bonded grindstone was used as a roughening diamond grindstone.

【0052】比較例として、研削による粗加工後、仕上
げ加工を同じくダイヤモンド砥石#400で行なった。
As a comparative example, after the roughing by grinding, the finishing was similarly performed with the diamond grindstone # 400.

【0053】レーザによる加工に際しては、深さ方向へ
の加工の進行に対してビーム照射最表面とレーザ発振機
光学系の対物レンズとの間の距離を一定に保つべく、鉛
直方向における加工テーブルの位置制御を行なった。
When machining with a laser, in order to keep the distance between the outermost surface of the beam irradiation and the objective lens of the laser oscillator optical system constant with respect to the progress of machining in the depth direction, the machining table in the vertical direction is kept. Position control was performed.

【0054】1加工法に対する加工本数を15本とし
た。測定した試験片の平均強度、ワイブル係数、表面粗
さおよび試験片1本当りの所要時間を表5に示す。
The number of processing lines for one processing method was set to 15. Table 5 shows the measured average strength, Weibull coefficient, surface roughness, and time required for each test piece.

【0055】[0055]

【表5】 [Table 5]

【0056】表5に示した結果から明らかなように、最
終加工形状の表面が紫外光のレーザにより加工されたセ
ラミックスは、従来の機械研削加工と同等以上の強度お
よびワイブル係数を有する。加工面の表面粗さも、#4
00のダイヤモンド砥石で得られるのと同程度であり、
精度の高い滑らかな面が得られた。
As is clear from the results shown in Table 5, the ceramics whose surface of the final processed shape is processed by the laser of ultraviolet light have strength and Weibull coefficient equal to or higher than those of the conventional mechanical grinding. Surface roughness of machined surface is also # 4
Is similar to that obtained with a 00 diamond grindstone,
A smooth surface with high accuracy was obtained.

【0057】試験片1本当りの加工時間に関しては、エ
キシマレーザのみの加工では、通常の研削加工に対して
大きく時間がかかる。しかし、加工効率の高いYAGレ
ーザ、またはダイヤモンド砥石による粗研削加工と組合
わせることによって、エキシマレーザ単独加工によって
得られる特性と同等の特性が得られ、かつ加工時間を大
幅に短縮することが可能となる。
Regarding the processing time for each test piece, the processing using only the excimer laser takes much longer than the normal grinding processing. However, by combining it with a highly efficient YAG laser or rough grinding with a diamond grindstone, it is possible to obtain characteristics equivalent to those obtained by excimer laser independent processing, and it is possible to greatly reduce the processing time. Become.

【0058】次に、粗加工での残り取り代(仕上げ代)
を変化させて加工を行なった結果を表6および表7に示
す。
Next, the remaining stock removal (finishing stock) in rough machining
Table 6 and Table 7 show the results of processing with different values.

【0059】[0059]

【表6】 [Table 6]

【0060】[0060]

【表7】 [Table 7]

【0061】エキシマレーザにより除去される厚みが2
μ未満である比較例においては、前加工の影響が取りき
れず、強度およびワイブル係数が低い値となっている。
これに対し、除去量が2μm以上である本発明例では、
前加工による加工影響層や加工欠陥を十分に除去できる
ので、高い信頼性を得ることが可能となる。
The thickness removed by the excimer laser is 2
In the comparative example of less than μ, the influence of the pre-processing cannot be completely eliminated, and the strength and the Weibull coefficient are low values.
On the other hand, in the example of the present invention in which the removal amount is 2 μm or more,
Since the processing-affected layer and processing defects due to the pre-processing can be sufficiently removed, high reliability can be obtained.

【0062】また、研削加工後にエキシマレーザで仕上
げ加工したものも同様に、仕上げ取り代を多くすること
により信頼性を向上させることが可能となる。これは、
エキシマレーザによる仕上げ取り代を多くすることによ
り、前加工である研削加工による加工欠陥を除去するこ
とができるためと考えられる。
Similarly, in the case of finishing with an excimer laser after grinding, reliability can be improved by increasing the finishing allowance. this is,
It is considered that by increasing the stock removal allowance by the excimer laser, it is possible to remove the processing defect due to the grinding processing which is the preprocessing.

【0063】実施例4 本発明の方法に従って3次元加工を実施した。その実施
方法を図2および図3に示す。たとえば、テーパ形状を
形成する場合には、図2に示すようにワーク10を回転
させながら加工部にレーザ11を照射する。さらに連続
的または断続的にワーク10を矢印Bで示す方向に移動
させることにより、曲面または傾斜面を形成するように
した。図3は、加工部分を拡大して示した図解図であ
る。テーパ部では、B方向への送りを断続的にすること
により深さ方向への加工が可能となり、断続時間を変化
させることにより除去量を変化させることができる。こ
うして、所望のテーパ形状が形成される。
Example 4 Three-dimensional processing was carried out according to the method of the present invention. The implementation method is shown in FIGS. For example, when forming a taper shape, the laser beam 11 is applied to the processing portion while rotating the workpiece 10 as shown in FIG. Further, the work 10 is continuously or intermittently moved in the direction shown by the arrow B to form a curved surface or an inclined surface. FIG. 3 is an illustrative view showing a processed portion in an enlarged manner. In the tapered portion, the feed in the B direction can be intermittently performed to enable processing in the depth direction, and the removal amount can be changed by changing the intermittent time. Thus, a desired tapered shape is formed.

【0064】なお、本実施例においては1パルス当りの
除去量を一定とするため、加工最表面と光学系の対物レ
ンズとの間の距離を一定に保持した。加工品の最表面
は、少なくとも2μm以上エキシマレーザにより除去さ
れている。
In this embodiment, in order to make the removal amount per pulse constant, the distance between the outermost processing surface and the objective lens of the optical system was kept constant. The outermost surface of the processed product is removed by an excimer laser of at least 2 μm or more.

【0065】上記加工の結果、寸法形状および表面仕上
げ精度が高く、さらに表面層に加工欠陥を含まないこと
から、破壊に対して信頼性の高い部品形状を得ることが
できた。
As a result of the above-mentioned processing, the dimensional shape and surface finishing accuracy are high, and since the surface layer does not contain processing defects, it is possible to obtain a component shape with high reliability against breakage.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に従った表面加工方法の一例を示す斜視
図である。
FIG. 1 is a perspective view showing an example of a surface processing method according to the present invention.

【図2】本発明に従った表面加工方法の他の例を示す斜
視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing another example of the surface processing method according to the present invention.

【図3】図2中の加工部分を拡大して示す図解的断面図
である。
FIG. 3 is a schematic sectional view showing a processed portion in FIG. 2 in an enlarged manner.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ワークテーブル 2 試験片 2a 加工面 3 ビーム 10 ワーク 11 レーザ 1 Work Table 2 Test Piece 2a Worked Surface 3 Beam 10 Work 11 Laser

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山形 伸一 兵庫県伊丹市昆陽北一丁目1番1号 住友 電気工業株式会社伊丹製作所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Shinichi Yamagata 1-1-1 Kunyokita, Itami City, Hyogo Prefecture Sumitomo Electric Industries, Ltd. Itami Works

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 セラミックス焼結体の所定領域の表面に
紫外領域の波長を有するレーザ光を照射することによっ
て前記所定領域の表面層を除去する、セラミックス焼結
体の表面加工方法。
1. A surface processing method for a ceramics sintered body, which comprises removing a surface layer in the predetermined region by irradiating the surface of the predetermined region of the ceramics sintered body with a laser beam having a wavelength in the ultraviolet region.
【請求項2】 除去される表面層の厚みが2μm以上で
ある、請求項1に記載のセラミックス焼結体の表面加工
方法。
2. The surface processing method for a ceramics sintered body according to claim 1, wherein the thickness of the surface layer to be removed is 2 μm or more.
【請求項3】 前記レーザ光の照射が前記所定領域全体
に及ぶように、レーザ光またはセラミックス焼結体を連
続的または断続的に移動させる、請求項1または2に記
載のセラミックス焼結体の表面加工方法。
3. The ceramic sintered body according to claim 1, wherein the laser beam or the ceramic sintered body is moved continuously or intermittently so that the irradiation of the laser beam covers the entire predetermined region. Surface processing method.
【請求項4】 除去される表面層が、焼結肌、機械研削
加工後の表面、または赤外領域の波長を有するレーザ光
による加工後の表面を備える、請求項1〜3のいずれか
に記載のセラミックス焼結体の表面加工方法。
4. The surface layer to be removed comprises a sintered skin, a surface after mechanical grinding, or a surface after being processed by laser light having a wavelength in the infrared region. A method for processing a surface of a ceramic sintered body according to the description.
【請求項5】 前記紫外領域の波長を有するレーザ光を
発振するレーザ発振機の対物レンズと、前記セラミック
ス焼結体の被加工面との距離を一定に保つように、加工
中に対物レンズとセラミックス焼結体との距離を調整す
る、請求項1〜4のいずれかに記載のセラミックス焼結
体の表面加工方法。
5. An objective lens during processing so that the distance between the objective lens of the laser oscillator that oscillates laser light having a wavelength in the ultraviolet region and the surface to be processed of the ceramic sintered body is kept constant. The surface processing method for a ceramics sintered body according to any one of claims 1 to 4, wherein the distance to the ceramics sintered body is adjusted.
【請求項6】 セラミックス焼結体の所定領域に対して
粗加工を施し、その後に仕上げ加工として粗加工された
所定領域の表面に紫外領域の波長を有するレーザ光を照
射することによって所定領域の表面層を除去する、セラ
ミックス焼結体の表面加工方法。
6. A ceramic sintered body is roughened in a predetermined region, and thereafter, the surface of the roughened predetermined region is irradiated as a finishing process with a laser beam having a wavelength in the ultraviolet region. A surface processing method for a ceramic sintered body, which comprises removing a surface layer.
【請求項7】 前記粗加工は、機械研削加工、または赤
外領域の波長を有するレーザ光による加工である、請求
項6に記載のセラミックス焼結体の表面加工方法。
7. The surface processing method for a ceramic sintered body according to claim 6, wherein the rough processing is mechanical grinding processing or processing with a laser beam having a wavelength in an infrared region.
【請求項8】 前記紫外領域の波長を有するレーザ光に
よって除去される表面層の厚みが2μm以上である、請
求項6または7に記載のセラミックス焼結体の表面加工
方法。
8. The surface processing method for a ceramic sintered body according to claim 6, wherein the thickness of the surface layer removed by the laser light having a wavelength in the ultraviolet region is 2 μm or more.
【請求項9】 所定領域の表面層が、紫外領域の波長を
有するレーザ光の照射により除去されている、セラミッ
クス焼結体。
9. A ceramic sintered body, wherein the surface layer in a predetermined region is removed by irradiation with laser light having a wavelength in the ultraviolet region.
【請求項10】 表面層除去後の前記所定領域の表面
は、セラミックスの溶融凝固物を含まない、請求項9に
記載のセラミックス焼結体。
10. The ceramics sintered body according to claim 9, wherein the surface of the predetermined region after the removal of the surface layer does not contain a molten and solidified material of the ceramics.
【請求項11】 表面層除去後の前記所定領域の表面粗
さは、JIS B0601の中心線平均粗さRaで、5
μm以下である、請求項9または10に記載のセラミッ
クス焼結体。
11. The surface roughness of the predetermined region after removing the surface layer is 5 in terms of center line average roughness Ra of JIS B0601.
The ceramic sintered body according to claim 9 or 10, which has a thickness of not more than μm.
【請求項12】 前記所定領域の材質が窒化ケイ素系セ
ラミックス焼結体であり、表面層除去後の前記所定領域
の表面は、JIS R1601準拠の3点曲げ強度が1
000MPa以上である、請求項9〜11のいずれかに
記載のセラミックス焼結体。
12. The material of the predetermined area is a silicon nitride ceramics sintered body, and the surface of the predetermined area after the surface layer is removed has a three-point bending strength of 1 according to JIS R1601.
The ceramic sintered body according to any one of claims 9 to 11, which has a pressure of 000 MPa or more.
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