JPH11216581A - アルミ合金レーザ硬化方法および装置 - Google Patents
アルミ合金レーザ硬化方法および装置Info
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- JPH11216581A JPH11216581A JP10015780A JP1578098A JPH11216581A JP H11216581 A JPH11216581 A JP H11216581A JP 10015780 A JP10015780 A JP 10015780A JP 1578098 A JP1578098 A JP 1578098A JP H11216581 A JPH11216581 A JP H11216581A
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- laser beam
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Abstract
(57)【要約】
【課題】溶融状態を維持するための熱エネルギーを必要
とせず、かつ高温の溶融槽および排熱装置を不要として
コンパクト化を図ること。 【解決手段】ワイヤ状のアルミ合金（アルミ合金ワイ
ヤ）を繰り出すためのアルミ合金ワイヤ繰出装置1,2
と、アルミ合金ワイヤ繰出装置1,2 により繰り出された
アルミ合金ワイヤに、レーザビーム４Ａを照射してアル
ミ合金ワイヤを溶融させるためのレーザ光源４と、レー
ザ光源４により溶融された溶融アルミ合金に不活性高圧
ガス６を噴出して、溶融アルミ合金を冷却しかつ酸化を
防ぐためのガス噴出装置３とを備える。
とせず、かつ高温の溶融槽および排熱装置を不要として
コンパクト化を図ること。 【解決手段】ワイヤ状のアルミ合金（アルミ合金ワイ
ヤ）を繰り出すためのアルミ合金ワイヤ繰出装置1,2
と、アルミ合金ワイヤ繰出装置1,2 により繰り出された
アルミ合金ワイヤに、レーザビーム４Ａを照射してアル
ミ合金ワイヤを溶融させるためのレーザ光源４と、レー
ザ光源４により溶融された溶融アルミ合金に不活性高圧
ガス６を噴出して、溶融アルミ合金を冷却しかつ酸化を
防ぐためのガス噴出装置３とを備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アルミ合金の急冷
凝固粉末冶金法（ＲａｐｉｄＳｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉ
ｏｎＰｏｗｄｅｒＭｅｔａｌｌｕｒｇｙ：Ｐ／Ｍ法）お
よびその急冷凝固装置に用いられるアルミ合金レーザ硬
化方法およびアルミ合金レーザ硬化装置に関するもので
ある。
凝固粉末冶金法（ＲａｐｉｄＳｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉ
ｏｎＰｏｗｄｅｒＭｅｔａｌｌｕｒｇｙ：Ｐ／Ｍ法）お
よびその急冷凝固装置に用いられるアルミ合金レーザ硬
化方法およびアルミ合金レーザ硬化装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】図４は、溶融金属槽と冷却装置とを有す
るアルミ合金硬化法（一般に、ガスアトマイズ法と称さ
れる）による従来のアルミ合金硬化装置の構成例を示す
概略図である。
るアルミ合金硬化法（一般に、ガスアトマイズ法と称さ
れる）による従来のアルミ合金硬化装置の構成例を示す
概略図である。
【０００３】図４において、溶融槽１２には、溶融した
アルミ合金溶湯（以下、単に溶湯と称する）１３を貯め
ておく。そして、溶融槽１２の底部から落下する溶湯１
３を、Ｎ2 ，Ａｌ，Ｈｅ等の不活性高圧ガス６により噴
射させ、そのガス雰囲気中で１０４〜１０６℃／ｓｅｃ
という速度で超急冷凝固させて、急冷凝固アルミ合金粉
末７とする。
アルミ合金溶湯（以下、単に溶湯と称する）１３を貯め
ておく。そして、溶融槽１２の底部から落下する溶湯１
３を、Ｎ2 ，Ａｌ，Ｈｅ等の不活性高圧ガス６により噴
射させ、そのガス雰囲気中で１０４〜１０６℃／ｓｅｃ
という速度で超急冷凝固させて、急冷凝固アルミ合金粉
末７とする。
【０００４】この急冷効果により、溶融金属中の各合金
元素の最大固溶度が飛躍的に増大して、組織が超微細に
なる。以上の効果で、アルミ合金の硬度が上昇する。
元素の最大固溶度が飛躍的に増大して、組織が超微細に
なる。以上の効果で、アルミ合金の硬度が上昇する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
なガスアトマイズ法によるアルミ合金硬化装置において
は、アルミ合金を溶融させた状態を維持するために、溶
融槽１２に常時熱エネルギーを供給することが必要であ
る。
なガスアトマイズ法によるアルミ合金硬化装置において
は、アルミ合金を溶融させた状態を維持するために、溶
融槽１２に常時熱エネルギーを供給することが必要であ
る。
【０００６】また、アルミ合金の溶融槽１２を持ち、か
つ溶融槽１２が高温であるため、システム上に溶融槽１
２を設置するスペースが必要となり、また高温の熱を溶
融槽１２外部に排熱する排熱装置１４を設置することが
必要となる。
つ溶融槽１２が高温であるため、システム上に溶融槽１
２を設置するスペースが必要となり、また高温の熱を溶
融槽１２外部に排熱する排熱装置１４を設置することが
必要となる。
【０００７】本発明の目的は、溶融状態を維持するため
の熱エネルギーを必要とせず、かつ高温の溶融槽および
排熱装置を不要としてコンパクト化を図ることが可能な
アルミ合金レーザ硬化方法およびアルミ合金レーザ硬化
装置を提供することにある。
の熱エネルギーを必要とせず、かつ高温の溶融槽および
排熱装置を不要としてコンパクト化を図ることが可能な
アルミ合金レーザ硬化方法およびアルミ合金レーザ硬化
装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１の発明のアルミ合金レーザ硬化方法は、
必要時に、大出力レーザビームをアルミ合金に照射して
当該アルミ合金を瞬時に溶融させ、しかる後に、溶融ア
ルミ合金に不活性高圧ガスを吹き付けて当該溶融アルミ
合金を超急冷凝固させ、アルミ合金を硬化させるように
している。
めに、請求項１の発明のアルミ合金レーザ硬化方法は、
必要時に、大出力レーザビームをアルミ合金に照射して
当該アルミ合金を瞬時に溶融させ、しかる後に、溶融ア
ルミ合金に不活性高圧ガスを吹き付けて当該溶融アルミ
合金を超急冷凝固させ、アルミ合金を硬化させるように
している。
【０００９】従って、請求項１の発明のアルミ合金レー
ザ硬化方法においては、必要時に大出力レーザビームに
よりアルミ合金を瞬時に溶融させ、その後、溶融アルミ
合金に不活性高圧ガスを吹き付けて溶融アルミ合金を超
急冷凝固させることにより、アルミ合金中の固溶体を増
大させ、かつ合金組織を微細化させて、アルミ合金を硬
化させることができる。
ザ硬化方法においては、必要時に大出力レーザビームに
よりアルミ合金を瞬時に溶融させ、その後、溶融アルミ
合金に不活性高圧ガスを吹き付けて溶融アルミ合金を超
急冷凝固させることにより、アルミ合金中の固溶体を増
大させ、かつ合金組織を微細化させて、アルミ合金を硬
化させることができる。
【００１０】一方、請求項２の発明のアルミ合金レーザ
硬化装置は、ワイヤ状のアルミ合金（アルミ合金ワイ
ヤ）を繰り出すためのアルミ合金ワイヤ繰出装置と、ア
ルミ合金ワイヤ繰出装置により繰り出されたアルミ合金
ワイヤに、大出力レーザビームを照射して当該アルミ合
金ワイヤを溶融させるためのレーザ光源と、レーザ光源
により溶融された溶融アルミ合金に不活性高圧ガスを噴
出して、当該溶融アルミ合金を冷却しかつ酸化を防ぐた
めのガス噴出装置とを備えている。
硬化装置は、ワイヤ状のアルミ合金（アルミ合金ワイ
ヤ）を繰り出すためのアルミ合金ワイヤ繰出装置と、ア
ルミ合金ワイヤ繰出装置により繰り出されたアルミ合金
ワイヤに、大出力レーザビームを照射して当該アルミ合
金ワイヤを溶融させるためのレーザ光源と、レーザ光源
により溶融された溶融アルミ合金に不活性高圧ガスを噴
出して、当該溶融アルミ合金を冷却しかつ酸化を防ぐた
めのガス噴出装置とを備えている。
【００１１】従って、請求項２の発明のアルミ合金レー
ザ硬化装置においては、アルミ合金ワイヤに大出力レー
ザビームを照射してアルミ合金ワイヤを溶融させること
により、前述のように、アルミ合金の溶融状態を維持す
るための熱エネルギーを必要とせず、かつ高温の溶融槽
および排熱装置を必要としないため、装置全体をコンパ
クトにすることができる。
ザ硬化装置においては、アルミ合金ワイヤに大出力レー
ザビームを照射してアルミ合金ワイヤを溶融させること
により、前述のように、アルミ合金の溶融状態を維持す
るための熱エネルギーを必要とせず、かつ高温の溶融槽
および排熱装置を必要としないため、装置全体をコンパ
クトにすることができる。
【００１２】また、請求項３の発明のアルミ合金レーザ
硬化装置は、上記請求項２の発明のアルミ合金レーザ硬
化装置において、アルミ合金の溶融点をガス噴出装置の
上部に位置させるようにし、かつアルミ合金ワイヤ繰出
装置により繰り出されたアルミ合金ワイヤがそのほぼ中
心を通過するように構成されたガス噴出ノズルを、溶融
点の上部に設置している。
硬化装置は、上記請求項２の発明のアルミ合金レーザ硬
化装置において、アルミ合金の溶融点をガス噴出装置の
上部に位置させるようにし、かつアルミ合金ワイヤ繰出
装置により繰り出されたアルミ合金ワイヤがそのほぼ中
心を通過するように構成されたガス噴出ノズルを、溶融
点の上部に設置している。
【００１３】従って、請求項３の発明のアルミ合金レー
ザ硬化装置においては、アルミ合金の溶融点をガス噴出
装置の上部に位置させ、かつ繰り出されたアルミ合金ワ
イヤがほぼ中心を通過するガス噴出ノズルを溶融点の上
部に設置することにより、上記請求項２の発明と同様の
作用効果を奏するのに加え、不活性高圧ガスによる冷却
効果と酸化防止機能とを分離させて、大出力レーザビー
ムの照射位置が不活性高圧ガスの影響を受けないため、
大出力レーザビームの照射位置の精度を高めて、精度の
高い溶融を行なうことができる。
ザ硬化装置においては、アルミ合金の溶融点をガス噴出
装置の上部に位置させ、かつ繰り出されたアルミ合金ワ
イヤがほぼ中心を通過するガス噴出ノズルを溶融点の上
部に設置することにより、上記請求項２の発明と同様の
作用効果を奏するのに加え、不活性高圧ガスによる冷却
効果と酸化防止機能とを分離させて、大出力レーザビー
ムの照射位置が不活性高圧ガスの影響を受けないため、
大出力レーザビームの照射位置の精度を高めて、精度の
高い溶融を行なうことができる。
【００１４】さらに、請求項４の発明のアルミ合金レー
ザ硬化装置は、上記請求項２の発明のアルミ合金レーザ
硬化装置において、大出力レーザビームをアルミ合金ワ
イヤの進行方向延長上から発振・照射させると共に、不
活性高圧ガスを大出力レーザビーム照射点の横方向から
吹き付けるように噴出させ、かつアルミ合金ワイヤ繰出
装置を保護するためのビームダンプ、および大出力レー
ザビームを集光する集光レンズを保護するためのウィン
ドウを設置している。
ザ硬化装置は、上記請求項２の発明のアルミ合金レーザ
硬化装置において、大出力レーザビームをアルミ合金ワ
イヤの進行方向延長上から発振・照射させると共に、不
活性高圧ガスを大出力レーザビーム照射点の横方向から
吹き付けるように噴出させ、かつアルミ合金ワイヤ繰出
装置を保護するためのビームダンプ、および大出力レー
ザビームを集光する集光レンズを保護するためのウィン
ドウを設置している。
【００１５】従って、請求項４の発明のアルミ合金レー
ザ硬化装置においては、大出力レーザビームをアルミ合
金ワイヤの進行方向延長上から発振・照射させ、不活性
高圧ガスを大出力レーザビーム照射点の横方向から吹き
付け、かつアルミ合金ワイヤ繰出装置を保護するビーム
ダンプ、および大出力レーザビームの集光レンズを保護
するウィンドウを設置することにより、不活性高圧ガス
が一方向からのノズルで供給できるため、装置全体をよ
り一層コンパクトにすることができる。
ザ硬化装置においては、大出力レーザビームをアルミ合
金ワイヤの進行方向延長上から発振・照射させ、不活性
高圧ガスを大出力レーザビーム照射点の横方向から吹き
付け、かつアルミ合金ワイヤ繰出装置を保護するビーム
ダンプ、および大出力レーザビームの集光レンズを保護
するウィンドウを設置することにより、不活性高圧ガス
が一方向からのノズルで供給できるため、装置全体をよ
り一層コンパクトにすることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。 （第１の実施の形態）図１は、本実施の形態によるアル
ミ合金レーザ硬化装置の構成例を示す概略図であり、図
４と同一要素には同一符号を付して示している。
て図面を参照して詳細に説明する。 （第１の実施の形態）図１は、本実施の形態によるアル
ミ合金レーザ硬化装置の構成例を示す概略図であり、図
４と同一要素には同一符号を付して示している。
【００１７】図１において、リール回転器１には、ワイ
ヤ状のアルミ合金（以下、アルミ合金ワイヤと称する）
を多数回巻き回したアルミ合金ワイヤリール２が接続さ
れ、アルミ合金ワイヤが繰り出されるようになってい
る。
ヤ状のアルミ合金（以下、アルミ合金ワイヤと称する）
を多数回巻き回したアルミ合金ワイヤリール２が接続さ
れ、アルミ合金ワイヤが繰り出されるようになってい
る。
【００１８】なお、リール回転器１、およびアルミ合金
ワイヤリール２により、アルミ合金ワイヤ繰出装置が構
成されている。一方、アルミ合金ワイヤリール２の下部
位置には、ガス噴出装置３が設置されている。このガス
噴出装置３は、そのほぼ中心に、アルミ合金ワイヤをガ
イドするためのガイド穴が開いている。また、このガイ
ド穴の出口部を囲むように、環状にガス噴出口が位置し
ている。
ワイヤリール２により、アルミ合金ワイヤ繰出装置が構
成されている。一方、アルミ合金ワイヤリール２の下部
位置には、ガス噴出装置３が設置されている。このガス
噴出装置３は、そのほぼ中心に、アルミ合金ワイヤをガ
イドするためのガイド穴が開いている。また、このガイ
ド穴の出口部を囲むように、環状にガス噴出口が位置し
ている。
【００１９】すなわち、このガス噴出装置３は、後述す
る溶融アルミ合金にＮ2 ，Ａｌ，Ｈｅ等の不活性高圧ガ
スを噴出して、溶融アルミ合金を冷却しかつ酸化を防ぐ
ためのものである。
る溶融アルミ合金にＮ2 ，Ａｌ，Ｈｅ等の不活性高圧ガ
スを噴出して、溶融アルミ合金を冷却しかつ酸化を防ぐ
ためのものである。
【００２０】さらに、ガス噴出装置３の中心のガイド穴
の下部には、集光レンズ５により集光されたレーザ光源
４からの大出力レーザビーム（以下、単にレーザビーム
と称する）４Ａの照射点（スポット）が位置するように
構成されている。
の下部には、集光レンズ５により集光されたレーザ光源
４からの大出力レーザビーム（以下、単にレーザビーム
と称する）４Ａの照射点（スポット）が位置するように
構成されている。
【００２１】すなわち、アルミ合金ワイヤリール２によ
り繰り出されたアルミ合金ワイヤに、レーザビーム４Ａ
を照射してアルミ合金ワイヤを溶融させるようになって
いる。
り繰り出されたアルミ合金ワイヤに、レーザビーム４Ａ
を照射してアルミ合金ワイヤを溶融させるようになって
いる。
【００２２】次に、以上のように構成した本実施の形態
によるアルミ合金レーザ硬化装置の作用について説明す
る。図１において、リール回転器１により、アルミ合金
ワイヤリール２に巻き回したアルミ合金ワイヤが、ガス
噴出装置３の中心のガイド穴に繰り出される。
によるアルミ合金レーザ硬化装置の作用について説明す
る。図１において、リール回転器１により、アルミ合金
ワイヤリール２に巻き回したアルミ合金ワイヤが、ガス
噴出装置３の中心のガイド穴に繰り出される。
【００２３】このガス噴出装置３に繰り出されたアルミ
合金ワイヤは、ガス噴出装置３の出口部で、集光レンズ
５によって集光されたレーザビーム４Ａにより瞬時に溶
融される。
合金ワイヤは、ガス噴出装置３の出口部で、集光レンズ
５によって集光されたレーザビーム４Ａにより瞬時に溶
融される。
【００２４】そして、この溶融されたアルミ合金は、周
囲から噴出している不活性高圧ガス６により、再び瞬時
に冷却されて、急冷凝固アルミ合金粉末７になる。以上
の作用により、アルミ合金中の固溶体を増大させ、かつ
合金組織を微細化させて、アルミ合金を硬化させること
ができる。
囲から噴出している不活性高圧ガス６により、再び瞬時
に冷却されて、急冷凝固アルミ合金粉末７になる。以上
の作用により、アルミ合金中の固溶体を増大させ、かつ
合金組織を微細化させて、アルミ合金を硬化させること
ができる。
【００２５】上述したように、本実施の形態のアルミ合
金レーザ硬化装置では、必要時に、レーザビーム４Ａに
よりアルミ合金を瞬時に溶融させ、その後、溶融アルミ
合金に不活性高圧ガスを吹き付けて溶融アルミ合金を超
急冷凝固させるようにしているので、アルミ合金中の固
溶体を増大させ、かつ合金組織を微細化させて、アルミ
合金を硬化させることが可能となる。
金レーザ硬化装置では、必要時に、レーザビーム４Ａに
よりアルミ合金を瞬時に溶融させ、その後、溶融アルミ
合金に不活性高圧ガスを吹き付けて溶融アルミ合金を超
急冷凝固させるようにしているので、アルミ合金中の固
溶体を増大させ、かつ合金組織を微細化させて、アルミ
合金を硬化させることが可能となる。
【００２６】また、アルミ合金ワイヤにレーザビーム４
Ａを照射してアルミ合金ワイヤを溶融させるようにして
いるので、前述した従来のように、アルミ合金の溶融状
態を維持するための熱エネルギーを必要としない。
Ａを照射してアルミ合金ワイヤを溶融させるようにして
いるので、前述した従来のように、アルミ合金の溶融状
態を維持するための熱エネルギーを必要としない。
【００２７】さらに、高温の溶融槽１２、および排熱装
置１４を必要としないため、装置全体をコンパクトにす
ることが可能となる。 （第２の実施の形態）図２は、本実施の形態によるアル
ミ合金レーザ硬化装置の構成例を示す概略図であり、図
１と同一要素には同一符号を付してその説明を省略し、
ここでは異なる部分についてのみ述べる。
置１４を必要としないため、装置全体をコンパクトにす
ることが可能となる。 （第２の実施の形態）図２は、本実施の形態によるアル
ミ合金レーザ硬化装置の構成例を示す概略図であり、図
１と同一要素には同一符号を付してその説明を省略し、
ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００２８】すなわち、図２に示すように、本実施の形
態のアルミ合金レーザ硬化装置は、図１におけるアルミ
合金ワイヤレール２により繰り出されたアルミ合金ワイ
ヤがそのほぼ中心を通過するように構成したガス噴出ノ
ズル８が、前記ガス噴出装置３のガイド穴の上部、すな
わち溶融点の上部に設置されている。
態のアルミ合金レーザ硬化装置は、図１におけるアルミ
合金ワイヤレール２により繰り出されたアルミ合金ワイ
ヤがそのほぼ中心を通過するように構成したガス噴出ノ
ズル８が、前記ガス噴出装置３のガイド穴の上部、すな
わち溶融点の上部に設置されている。
【００２９】また、ガス噴出装置３の集光レンズ５によ
り集光されたレーザ光源４からのレーザビーム４Ａのス
ポット、すなわちアルミ合金の溶融点も、ガス噴出装置
３のガイド穴の上部に位置するように構成されている。
り集光されたレーザ光源４からのレーザビーム４Ａのス
ポット、すなわちアルミ合金の溶融点も、ガス噴出装置
３のガイド穴の上部に位置するように構成されている。
【００３０】次に、以上のように構成した本実施の形態
によるアルミ合金レーザ硬化装置の作用について説明す
る。図２において、リール回転器１により、アルミ合金
ワイヤリール２に巻き回したアルミ合金ワイヤが、ガス
噴出ノズル８の中心に繰り出される。
によるアルミ合金レーザ硬化装置の作用について説明す
る。図２において、リール回転器１により、アルミ合金
ワイヤリール２に巻き回したアルミ合金ワイヤが、ガス
噴出ノズル８の中心に繰り出される。
【００３１】このガス噴出ノズル８には不活性高圧ガス
６が供給されていて、ノズル穴からは不活性シールドガ
スが放出されている。ただし、この場合、ガス噴出ノズ
ル８から供給される不活性高圧ガス６は、溶融アルミ合
金をシールドするだけのもので、レーザビーム４Ａのス
ポット位置を乱さず、かつ冷却の効果を持たせない必要
があるので、低圧で供給される。
６が供給されていて、ノズル穴からは不活性シールドガ
スが放出されている。ただし、この場合、ガス噴出ノズ
ル８から供給される不活性高圧ガス６は、溶融アルミ合
金をシールドするだけのもので、レーザビーム４Ａのス
ポット位置を乱さず、かつ冷却の効果を持たせない必要
があるので、低圧で供給される。
【００３２】ノズル穴から繰り出されたアルミ合金ワイ
ヤは、不活性高圧ガス６雰囲気中で集光レンズ５により
集光されたレーザビーム４Ａによって、瞬時に溶融され
る。そして、この溶融されたアルミ合金は、ガス噴出装
置３の中心孔に落下し、不活性高圧ガス６により、再び
瞬時に冷却されて、急冷凝固アルミ合金粉末７になる。
ヤは、不活性高圧ガス６雰囲気中で集光レンズ５により
集光されたレーザビーム４Ａによって、瞬時に溶融され
る。そして、この溶融されたアルミ合金は、ガス噴出装
置３の中心孔に落下し、不活性高圧ガス６により、再び
瞬時に冷却されて、急冷凝固アルミ合金粉末７になる。
【００３３】上述したように、本実施の形態のアルミ合
金レーザ硬化装置では、アルミ合金の溶融点をガス噴出
装置３の上部に位置させ、かつ繰り出されたアルミ合金
ワイヤがほぼ中心を通過するガス噴出ノズル８を溶融点
の上部に設置するようにしているので、前記第１の実施
の形態と同様の作用効果を奏するのに加え、不活性高圧
ガスによる冷却効果と酸化防止機能とを分離させて、レ
ーザビーム４Ａの照射位置が不活性高圧ガスの影響を受
けないため、レーザビーム４Ａの照射位置の精度を高め
て、精度の高い溶融を行なうことが可能となる。
金レーザ硬化装置では、アルミ合金の溶融点をガス噴出
装置３の上部に位置させ、かつ繰り出されたアルミ合金
ワイヤがほぼ中心を通過するガス噴出ノズル８を溶融点
の上部に設置するようにしているので、前記第１の実施
の形態と同様の作用効果を奏するのに加え、不活性高圧
ガスによる冷却効果と酸化防止機能とを分離させて、レ
ーザビーム４Ａの照射位置が不活性高圧ガスの影響を受
けないため、レーザビーム４Ａの照射位置の精度を高め
て、精度の高い溶融を行なうことが可能となる。
【００３４】（第３の実施の形態）図３は、本実施の形
態によるアルミ合金レーザ硬化装置の構成例を示す概略
図であり、図１と同一要素には同一符号を付してその説
明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
態によるアルミ合金レーザ硬化装置の構成例を示す概略
図であり、図１と同一要素には同一符号を付してその説
明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００３５】すなわち、図３に示すように、本実施の形
態のアルミ合金レーザ硬化装置は、図１におけるアルミ
合金ワイヤレール２により繰り出されたアルミ合金ワイ
ヤがそのほぼ中心を通過するように構成された、アルミ
合金ワイヤ繰出装置を保護するためのビームダンプ９
が、アルミ合金ワイヤレール２の下部に設置されてい
る。
態のアルミ合金レーザ硬化装置は、図１におけるアルミ
合金ワイヤレール２により繰り出されたアルミ合金ワイ
ヤがそのほぼ中心を通過するように構成された、アルミ
合金ワイヤ繰出装置を保護するためのビームダンプ９
が、アルミ合金ワイヤレール２の下部に設置されてい
る。
【００３６】また、ビームダンプ９の真下、すなわちア
ルミ合金ワイヤの進行方向延長上から、レーザ光源４か
らレーザビーム４Ａが発振され、集光レンズ５で集光さ
れて照射されるようになっている。そして、ビームダン
プ９の穴の下部に、レーザビーム４Ａの照射点（スポッ
ト）が位置するように設置されている。
ルミ合金ワイヤの進行方向延長上から、レーザ光源４か
らレーザビーム４Ａが発振され、集光レンズ５で集光さ
れて照射されるようになっている。そして、ビームダン
プ９の穴の下部に、レーザビーム４Ａの照射点（スポッ
ト）が位置するように設置されている。
【００３７】さらに、集光レンズ５のレーザビーム４Ａ
出射側には、集光レンズ５を保護するためのウインドウ
１０が、ウインドウホルダ１１により保持して設置され
ている。
出射側には、集光レンズ５を保護するためのウインドウ
１０が、ウインドウホルダ１１により保持して設置され
ている。
【００３８】さらにまた、レーザビーム４Ａの照射点
（スポット）位置の直下には、不活性高圧ガス６をレー
ザビーム４Ａ照射点の横方向から吹き付けるように、ガ
ス噴出ノズル８が設置されている。
（スポット）位置の直下には、不活性高圧ガス６をレー
ザビーム４Ａ照射点の横方向から吹き付けるように、ガ
ス噴出ノズル８が設置されている。
【００３９】次に、以上のように構成した本実施の形態
によるアルミ合金レーザ硬化装置の作用について説明す
る。図３において、リール回転器１により、アルミ合金
ワイヤリール２に巻き回したアルミ合金ワイヤが、ビー
ムダンプ９の中心に繰り出される。
によるアルミ合金レーザ硬化装置の作用について説明す
る。図３において、リール回転器１により、アルミ合金
ワイヤリール２に巻き回したアルミ合金ワイヤが、ビー
ムダンプ９の中心に繰り出される。
【００４０】このビームダンプ９に繰り出されたアルミ
合金ワイヤは、集光レンズ５によって集光されたレーザ
ビーム４Ａにより瞬時に溶融される。なお、スポット位
置を通過したレーザビーム４Ａは、ビームダンプ９によ
り吸収される。
合金ワイヤは、集光レンズ５によって集光されたレーザ
ビーム４Ａにより瞬時に溶融される。なお、スポット位
置を通過したレーザビーム４Ａは、ビームダンプ９によ
り吸収される。
【００４１】そして、この溶融されたアルミ合金は、横
方向から吹き付けているガス噴出ノズル８からの不活性
高圧ガス６により、再び瞬時に冷却されて、急冷凝固ア
ルミ合金粉末７になる。そして、この急冷凝固アルミ合
金粉末７は、不活性高圧ガス６により、横方向に吹き飛
ばされる。
方向から吹き付けているガス噴出ノズル８からの不活性
高圧ガス６により、再び瞬時に冷却されて、急冷凝固ア
ルミ合金粉末７になる。そして、この急冷凝固アルミ合
金粉末７は、不活性高圧ガス６により、横方向に吹き飛
ばされる。
【００４２】上述したように、本実施の形態のアルミ合
金レーザ硬化装置では、レーザビーム４Ａをアルミ合金
ワイヤの進行方向延長上から発振・照射させ、不活性高
圧ガス６をレーザビーム４Ａ照射点の横方向から吹き付
け、かつアルミ合金ワイヤ繰出装置を保護するビームダ
ンプ９、およびレーザビーム４Ａの集光レンズ５を保護
するウィンドウ１０を設置するようにしているので、前
記第１の実施の形態と同様の作用効果を奏するのに加
え、不活性高圧ガス６が一方向からのノズルで供給でき
るため、装置全体をより一層コンパクトにすることが可
能となる。
金レーザ硬化装置では、レーザビーム４Ａをアルミ合金
ワイヤの進行方向延長上から発振・照射させ、不活性高
圧ガス６をレーザビーム４Ａ照射点の横方向から吹き付
け、かつアルミ合金ワイヤ繰出装置を保護するビームダ
ンプ９、およびレーザビーム４Ａの集光レンズ５を保護
するウィンドウ１０を設置するようにしているので、前
記第１の実施の形態と同様の作用効果を奏するのに加
え、不活性高圧ガス６が一方向からのノズルで供給でき
るため、装置全体をより一層コンパクトにすることが可
能となる。
【００４３】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、必
要時に大出力レーザビームによりアルミ合金を瞬時に溶
融するようにしているので、溶融状態を維持するための
熱エネルギーを必要とせず、かつ高温の溶融槽および排
熱装置を不要としてコンパクト化を図ることが可能なア
ルミ合金レーザ硬化方法およびアルミ合金レーザ硬化装
置が提供できる。
要時に大出力レーザビームによりアルミ合金を瞬時に溶
融するようにしているので、溶融状態を維持するための
熱エネルギーを必要とせず、かつ高温の溶融槽および排
熱装置を不要としてコンパクト化を図ることが可能なア
ルミ合金レーザ硬化方法およびアルミ合金レーザ硬化装
置が提供できる。
【図１】本発明によるアルミ合金レーザ硬化装置の第１
の実施の形態を示す概略図。
の実施の形態を示す概略図。
【図２】本発明によるアルミ合金レーザ硬化装置の第２
の実施の形態を示す概略図。
の実施の形態を示す概略図。
【図３】本発明によるアルミ合金レーザ硬化装置の第３
の実施の形態を示す概略図。
の実施の形態を示す概略図。
【図４】従来のガスアトマイズ法によるアルミ合金硬化
装置の構成例を示す概略図。
装置の構成例を示す概略図。
１…リール回転器、 ２…アルミ合金ワイヤリール、 ３…ガス噴出装置、 ４…レーザ光源、 ４Ａ…レーザビーム、 ５…集光レンズ、 ６…不活性高圧ガス、 ７…急冷凝固アルミ合金粉末、 ８…ガス噴出ノズル、 ９…ビームダンプ、 １０…ウィンドウ、 １１…ウィンドウホルダ、 １２…溶融槽、 １３…溶湯、 １４…排熱装置。
Claims (4)
- 【請求項１】 必要時に、大出力レーザビームをアルミ
合金に照射して当該アルミ合金を瞬時に溶融させ、 しかる後に、前記溶融アルミ合金に不活性高圧ガスを吹
き付けて当該溶融アルミ合金を超急冷凝固させ、アルミ
合金を硬化させるようにしたことを特徴とするアルミ合
金レーザ硬化方法。 - 【請求項２】 ワイヤ状のアルミ合金（アルミ合金ワイ
ヤ）を繰り出すためのアルミ合金ワイヤ繰出装置と、 前記アルミ合金ワイヤ繰出装置により繰り出されたアル
ミ合金ワイヤに、大出力レーザビームを照射して当該ア
ルミ合金ワイヤを溶融させるためのレーザ光源と、 前記レーザ光源により溶融された溶融アルミ合金に不活
性高圧ガスを噴出して、当該溶融アルミ合金を冷却しか
つ酸化を防ぐためのガス噴出装置と、 を備えて成ることを特徴とするアルミ合金レーザ硬化装
置。 - 【請求項３】 前記請求項２に記載のアルミ合金レーザ
硬化装置において、 前記アルミ合金の溶融点を前記ガス噴出装置の上部に位
置させるようにし、 かつ前記アルミ合金ワイヤ繰出装置により繰り出された
アルミ合金ワイヤがそのほぼ中心を通過するように構成
されたガス噴出ノズルを、前記溶融点の上部に設置した
ことを特徴とするアルミ合金レーザ硬化装置。 - 【請求項４】 前記請求項２に記載のアルミ合金レーザ
硬化装置において、 前記大出力レーザビームをアルミ合金ワイヤの進行方向
延長上から発振・照射させると共に、不活性高圧ガスを
前記大出力レーザビーム照射点の横方向から吹き付ける
ように噴出させ、 かつ前記アルミ合金ワイヤ繰出装置を保護するためのビ
ームダンプ、および前記大出力レーザビームを集光する
集光レンズを保護するためのウィンドウを設置したこと
を特徴とするアルミ合金レーザ硬化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10015780A JPH11216581A (ja) | 1998-01-28 | 1998-01-28 | アルミ合金レーザ硬化方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10015780A JPH11216581A (ja) | 1998-01-28 | 1998-01-28 | アルミ合金レーザ硬化方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11216581A true JPH11216581A (ja) | 1999-08-10 |
Family
ID=11898343
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10015780A Pending JPH11216581A (ja) | 1998-01-28 | 1998-01-28 | アルミ合金レーザ硬化方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11216581A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160082377A (ko) * | 2014-12-26 | 2016-07-08 | 주식회사 포스코 | 레이저 삭마장치 |
-
1998
- 1998-01-28 JP JP10015780A patent/JPH11216581A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160082377A (ko) * | 2014-12-26 | 2016-07-08 | 주식회사 포스코 | 레이저 삭마장치 |
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