JPH07500632A - 金属表面をレーザで再溶解する方法 - 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】 金属表面をレーザて再溶解する方法 本発明は請求項１の上位概念に基づいてレーザで再溶解する方法に関する。本発 明は金属表面の耐磨耗性を高めることである。これは、カムシャフトが内熱機関 で弁制御に用いられる場合に、特に重要である。カムシャフトに取着された個々 のカムは、自らの回転連動によって、対応するプランジャ、揺れ腕等を調節する 。通常は、カム走行面の耐磨耗性を再溶解によって高める。これに就いては、い わゆるＷＩＧ法（Ｗｏｌｌｒａｍ−１ｎｅｒｔ−Ｇａｓ−Ｖｅｒｌａｈ＋ｅｎ） は既に以］ｊｉｊから知られている。

該方法の欠点は、特に、比較的高い時間の消費と、該消費に関連する長いサイク ル時間とである。ＤＥ３９１６６８４Ａ１からは、矩形のレーザ光線によって内 熱機関の弁制御用のドラッグレバー（Ｓｃｂｌｅｐｐｂｅｂｅｌ）走行面を再溶 解することが公知である。該公報では、再溶解される面の幅を複数の部分領域に 区分し、大きな中間の部分領域を、外側の縁部領域から時間的に分けて再溶解す る。従って、時間の消費は前記公報でも比較的高い。

本発明の課題はレーザで再溶解する特に経済的な方法を提供することである。

上記課題は、本発明に基つき、請求項１の特徴部分によって解決される。一定の パラメータの設定の際に、面の縁部領域に望ましくない現象が生ずることなく、 表面の幅全体を１つの作業過程において再溶解することができることが明らかで あった。これに対応して、本発明の方法では、レーザ光線の矩形の長さは、はぼ 工作物の表面の幅に、約１乃至３■の矩形幅をもって調節される。レーザ光線は 、金属表面の直ぐ上で、５Ｘ１０’乃至Ｉ　Ｘ　１０　’　Ｗ／ｃｄの出力密度 を有する。

更に、金属表面は、２乃至６．　５ｃｍ／ｓｅｃ　、好ましくは２乃至６．　５ ｃｍ／ｓｅｃの速度で、レーザ光線に相対的にかつレーザ光線にほぼ直角に回転 する。本発明の方法によって、経済的な方法で、すなわち比較的短い加工時間で 、特別な耐磨耗性を何する面が得られる。

金属表面を有する工作物、特にカムシャフトを、再溶解前に、３６０℃乃至４２ ０℃、好ましくは約４００℃に予熱することは好適である。これにより、再溶解 時間は著しく短縮され、方法の終了後には耐磨耗性は全体として改善される。

面の縁部領域の質は再溶解深さと甚だしく対応している。

表面の再溶解は３５０μｍの深さまでであることが特に好ましい。上記寸法には 、再溶解後に場合によってはなされる表面の研磨のために好ましくは２００μｍ の公差か付加される。

以Ｆ、１つの図面に基つき、本発明の方法の例を詳述する。

図面はカムシャフト１０に取着された複数のカム１１を示している。カムの走行 面には符号１２か付されている。再溶解のために、レーザ光線は、図示されない 光学系を介して、走行面１２に対し５て矩形１３となるように集束される。該矩 形は、良く分かるように、斜線で示されている。走行面全体を再溶解するために 、カムシャフト１０を回転する。カム１１の形状が円形でないか故に、光学系は 自らとカムシャフト１０との間隔が調節可能であり、走行面１２との、一定であ る間隔又は制御して調節される間隔が与えられる。かくして、矩形１３と、該矩 形１３の下に延びているカム１１との領域には、約５Ｘ１０’乃至１．　Ｘ　１ ０　’　Ｗ／ｃシの調節可能な出力密度が保証される。

矩形１３の長さは走行面１２の幅に対応している。矩形１３の幅は約１乃至３１ １１１である。カムシャフト１０は再溶解のために一定の速度で回転するので、 レーザ光線の矩形１３に対する、走行面１２に沿った速度は、２乃至６．　５ｃ ＋ｎ／ｓｅｅ好ましくは４乃至４　、　５　ｃｍ　／　ｓ　ｅ　ｃである。

他の実施例では、レーザ光線に対する金属表面の速度は上記範囲にあるが、カム シャフト１０は同様に回転せず、カムの形状に応じて、部分的に、種々の角速度 をもって回転する。

カム１１が非円形の形状であることによって、カム先端１４の領域と、それに隣 接している走行面領域では、熱除去が良くない。何故ならば、ここでは、再溶解 される表面が、互いに例えば端部（ｓｌｕｍｐｆｅｎ　Ｅｎｄｅ）　１５におい てよりも密接して向かい合っているからである。従って、約３５０μｍの所望の 再溶解深さを得るためには、カムシャフトの回転速度を変化することが必要であ る。

実際の再溶解過程の前に、カムシャフト１０を約４００℃に予熱する。再溶解後 には、特別に制御された冷却過程は不要である。急冷効果は走行面１２からカム シャフト１０の方向への熱の除去によってのみ生じる。

再溶解後に走行面１２の研磨を考慮するときは、カムシャフト１０の回転速度及 び場合によってはレーザ光線の出力密度によって再溶解深さを調節する。最大限 ２００μｍが研磨されるならば、５５０μｍの再溶解深さが調節される。

カムシャフト１０は鋳鉄によりなる。上記パラメータは、特に、商品番号ＣＧ２ ５Ｊ’ｌ至ＧＧ３０を有する鋳鉄に当て嵌まる。

補正書の翻訳文提出書（特許法第１８４条の８）平成５年８月３０日

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. １．金属表面、特にカム走行面を、矩形に集束されるレーザ光線で可溶解する方 法において、 以下の特徴、すなわち −レーザ光線の矩形の長さは工作物の表面の幅にほぼ対応し、矩形の幅は約１乃 至３ｍｍであること、−レーザ光線は、前記金属表面の直ぐ上で、５×１０４乃 至１×１０５Ｗ／ｃｍ２の出力密度を有すること、−金属表面は、２乃至６．５ ｃｍ／ｓｅｃの速度で、レーザ光線に相対的にかつレーザ光線にほぼ直角に回転 すること、を特徴とする方法。
2. ２．金属表面が、４乃至４．５ｃｍ／ｓｅｃの速度で、レーザ光線に相対的にか つレーザ光線にほぼ直角に回転すること、を特徴とする請求項１に記載の方法。
3. ３．金属表面を有する工作物、特に、カム（１１）を具備するカムシャフト（１ ０）を、再溶解前に、３６０℃乃至４２０℃、好ましくは約４００℃に予熱する こと、を特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
4. ４．表面（走行面１２）を約３５０μｍの深さに、場合によっては、再溶解後に なされる表面の研磨のためには好ましくは２００μｍの公差を含めて、再溶解す ること、を特徴とする請求項１乃至３のいずれか１に記載の方法。