JPS5980712A - 金属表面の処理方法 - Google Patents
金属表面の処理方法Info
- Publication number
- JPS5980712A JPS5980712A JP19142682A JP19142682A JPS5980712A JP S5980712 A JPS5980712 A JP S5980712A JP 19142682 A JP19142682 A JP 19142682A JP 19142682 A JP19142682 A JP 19142682A JP S5980712 A JPS5980712 A JP S5980712A
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- JP
- Japan
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- chilled
- heat
- metal surface
- heat rays
- resistance
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/06—Surface hardening
- C21D1/09—Surface hardening by direct application of electrical or wave energy; by particle radiation
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
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- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Nonferrous Metals Or Alloys (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は金属表面の処理方法、詳しくは、金属表面に高
エネルギー密度線を照射することにより、金４表面に再
溶融チル化組織を形成せしめ、金属表面を硬化し、疲労
強度等を向上させる方法に関する。
エネルギー密度線を照射することにより、金４表面に再
溶融チル化組織を形成せしめ、金属表面を硬化し、疲労
強度等を向上させる方法に関する。
鋳鉄のチル層は、溶４カを急冷しチル化することにより
形成されるものであるが、従来、このチル化を行なう場
合、俗本シを金型に入れ急冷して行なっていた。さらに
、部材等の一部分のみにチル化する場合は、砂型を用い
て、前記部材等のチル化を所望する部分に対応する砂型
の部分に金型を配した鋳型を用い、所望部分子急冷し、
チル化せしめている。
形成されるものであるが、従来、このチル化を行なう場
合、俗本シを金型に入れ急冷して行なっていた。さらに
、部材等の一部分のみにチル化する場合は、砂型を用い
て、前記部材等のチル化を所望する部分に対応する砂型
の部分に金型を配した鋳型を用い、所望部分子急冷し、
チル化せしめている。
しかし、このように、金型を用いて鋳鉄の一部または全
体をチル化する場曾、形成されたチル層は樹枝状晶が粗
大であり、ピッチング等の欠陥を生じるとぼう欠点があ
り、また、アルミニウム基曾金等の場合、アルミニウム
基合弛に形成されるチル層はｌ専く、かつチル層表面部
に訃いてさえも、析出化合物は粗大でめ拐、疲労強度は
充分でないと言う欠点があった。
体をチル化する場曾、形成されたチル層は樹枝状晶が粗
大であり、ピッチング等の欠陥を生じるとぼう欠点があ
り、また、アルミニウム基曾金等の場合、アルミニウム
基合弛に形成されるチル層はｌ専く、かつチル層表面部
に訃いてさえも、析出化合物は粗大でめ拐、疲労強度は
充分でないと言う欠点があった。
さらに、部材等の一部分のみをチル化したい場合は前述
のように、砂型中に金型を配した鋳型を配した鋳型を用
いねばならないため、鋳型は複雑となり、製品は高晰と
ならざるをえないばかりでなく、前記部材等の複雑な形
状部分のムをチル化することは困難であった。
のように、砂型中に金型を配した鋳型を配した鋳型を用
いねばならないため、鋳型は複雑となり、製品は高晰と
ならざるをえないばかりでなく、前記部材等の複雑な形
状部分のムをチル化することは困難であった。
本発明は叙上の点に毫みなされたもので、形成されるチ
ル層の金属組織が緻密であり、したがって硬度が高く、
かつ疲労強度及び耐熱性の良好なチル層を形成しえ、し
かも大型或は複雑形状の部品もその一部を部分的に容易
にチル化しえる金属表面の処理方法を提係することを目
的とする。
ル層の金属組織が緻密であり、したがって硬度が高く、
かつ疲労強度及び耐熱性の良好なチル層を形成しえ、し
かも大型或は複雑形状の部品もその一部を部分的に容易
にチル化しえる金属表面の処理方法を提係することを目
的とする。
本発明を概説すれば、本発明による金属表面の処理方法
は、チル化を所望する金属表面に高エネルギー密度熱線
を照射することを特徴とするものである。
は、チル化を所望する金属表面に高エネルギー密度熱線
を照射することを特徴とするものである。
本発明によれば、金属表面に高エネルギー密度熱線を照
射するため、金属組織が緻密化し、従来の金型を用いる
方法に較べて良好なチルｌ−を得ることがｏＪ能となる
と共に、照射熱線はビームであるため、大型或は複雑形
状の金属表面もしくはその一部を容易にチル化処理する
ことができるという利点がちる。
射するため、金属組織が緻密化し、従来の金型を用いる
方法に較べて良好なチルｌ−を得ることがｏＪ能となる
と共に、照射熱線はビームであるため、大型或は複雑形
状の金属表面もしくはその一部を容易にチル化処理する
ことができるという利点がちる。
本発明を史に祥しく説明する。
本発明による金属表面を処理する方法において、被処理
金属として用いられるものは、高エネルギー密度熱源照
射により再溶融チル化するものであれば、基本的にいか
なるものでもよい。たとえば、普通鋳鉄、球状黒鉛鉄、
可鍛鋳鉄、及びこれらにＮｉ 、 Ｃｒ＋ Ｍｏ＋ Ｖ
＋ Ｂ等の一種以上を含む合金鋳鉄などの鉄基合金、ア
ルミニウムあるいは、Ａｔ−Ｃｕ−８ｉ系合金、Ａｔ−
８ｉ系合金、Ａｔ−Ｓ ｉ −Ｍｇ系合金、Ａｌ−８ｉ
Ａｌ−８ｉ−系合金、Ａｔ−８ｉ −Ｃｕ系合金、Ａｔ
Ａｔ−８ｉ−Ｃｕ−Ｎｉ−系合金、ｋｌ−８ｉ−Ｃｕ−
Ｍｇ系合金、Ａ ｌ−ＰＪＬｇ系合金、Ａｔ−Ｍｇ−Ｍ
ｎ系合金等のアルミニウム基合金等であることができる
。
金属として用いられるものは、高エネルギー密度熱源照
射により再溶融チル化するものであれば、基本的にいか
なるものでもよい。たとえば、普通鋳鉄、球状黒鉛鉄、
可鍛鋳鉄、及びこれらにＮｉ 、 Ｃｒ＋ Ｍｏ＋ Ｖ
＋ Ｂ等の一種以上を含む合金鋳鉄などの鉄基合金、ア
ルミニウムあるいは、Ａｔ−Ｃｕ−８ｉ系合金、Ａｔ−
８ｉ系合金、Ａｔ−Ｓ ｉ −Ｍｇ系合金、Ａｌ−８ｉ
Ａｌ−８ｉ−系合金、Ａｔ−８ｉ −Ｃｕ系合金、Ａｔ
Ａｔ−８ｉ−Ｃｕ−Ｎｉ−系合金、ｋｌ−８ｉ−Ｃｕ−
Ｍｇ系合金、Ａ ｌ−ＰＪＬｇ系合金、Ａｔ−Ｍｇ−Ｍ
ｎ系合金等のアルミニウム基合金等であることができる
。
このような材料である金属表面に高密度エネルギー熱線
を照射するわけであるが、この高密度エネルギー熱線を
金属表面に短時間照射することで、熱影響による歪の殆
どない状態で、必要な部分に作用し、エネルギー量を適
度に調整することで、表面部が瞬間的に溶融状態にな９
゜周辺の熱伝導による自冷作用で緻密なチル組織が得ら
れる。
を照射するわけであるが、この高密度エネルギー熱線を
金属表面に短時間照射することで、熱影響による歪の殆
どない状態で、必要な部分に作用し、エネルギー量を適
度に調整することで、表面部が瞬間的に溶融状態にな９
゜周辺の熱伝導による自冷作用で緻密なチル組織が得ら
れる。
このチル組織は非常に緻密な均質性があり、表皮部は方
向性がなく、チル層と基地組織の間は硬化したマトリッ
クス１輌が出来るので、チル層と基地の中間硬度分布が
存在する。父、チル１−４分には基地組織に存在してい
た遊離黒鉛、粗大炭化物等、粒界に析出する粗大析出−
１＃ｌは一切固溶化し、微細な均゛岐性析出物となって
再析出する。
向性がなく、チル層と基地組織の間は硬化したマトリッ
クス１輌が出来るので、チル層と基地の中間硬度分布が
存在する。父、チル１−４分には基地組織に存在してい
た遊離黒鉛、粗大炭化物等、粒界に析出する粗大析出−
１＃ｌは一切固溶化し、微細な均゛岐性析出物となって
再析出する。
このため、再溶融チル層の形成された部分は耐疲労強度
、耐摩耗性、耐凝着性、１二ローション性等のすぐれた
表面特性が得られる。
、耐摩耗性、耐凝着性、１二ローション性等のすぐれた
表面特性が得られる。
前記高密度エネルギー熱線のパワー密度としては好まし
くは１０４〜１ｏｅｒ ＷＡ−ｉｌ である。１０４Ｗ
／ｄ未満であると、再溶融チル化が生じにくく、一方１
０８ Ｗ／ｆｆｌを超えると、金属表面に亀裂ないし溶
断等の損傷を生ずる虞れがあるからである。
くは１０４〜１ｏｅｒ ＷＡ−ｉｌ である。１０４Ｗ
／ｄ未満であると、再溶融チル化が生じにくく、一方１
０８ Ｗ／ｆｆｌを超えると、金属表面に亀裂ないし溶
断等の損傷を生ずる虞れがあるからである。
また照射時間は、好ましくは、１０””〜１０−３秒で
あるのがよい。１０−１秒をこえると、前記のような損
傷を生ずる虞れがあり、一方１０ 秒より少ないと、再
溶融チル化が充分に行なわれにくいからである。
あるのがよい。１０−１秒をこえると、前記のような損
傷を生ずる虞れがあり、一方１０ 秒より少ないと、再
溶融チル化が充分に行なわれにくいからである。
本発明による金属表面処理方法ｌは、耐熱性、耐摩耗性
、耐疲労強聞、１制凝着性、酎二ローション性等の要求
される部品の処理方法として最適である。たとえば、内
燃機関におけるタペットのカム摺＠面、シリンダヘッド
のノズル穴周辺部分、シリンダライナ外間部１（キャビ
テーション防上）、 ・ピストン燃焼室頂面の周縁部
、ロッカーアーム先端加圧槽＠面、バルブロッカーアー
ム側先端面その池、車両用変速機のシフト用フォーク端
面等の幅広い部品あるいはその一部分に通用しえる。
、耐疲労強聞、１制凝着性、酎二ローション性等の要求
される部品の処理方法として最適である。たとえば、内
燃機関におけるタペットのカム摺＠面、シリンダヘッド
のノズル穴周辺部分、シリンダライナ外間部１（キャビ
テーション防上）、 ・ピストン燃焼室頂面の周縁部
、ロッカーアーム先端加圧槽＠面、バルブロッカーアー
ム側先端面その池、車両用変速機のシフト用フォーク端
面等の幅広い部品あるいはその一部分に通用しえる。
以下実施例を説明する。
実施例１
アルミニウム合金鋳物ＡＣ８Ａを金型に鋳造し、燃焼室
頂面をチル化したピストンとこれと同様のピストンの頂
面にパワー密度１０５ ”／ｆｆｌの炭酸ガスレーザ光
線を１０１秒照射し、当該頂面を再溶融チル化した両者
の台上実材耐久試験による耐熱疲労強度は次のとおりで
レーザ処理したものは強化が昭められた。
頂面をチル化したピストンとこれと同様のピストンの頂
面にパワー密度１０５ ”／ｆｆｌの炭酸ガスレーザ光
線を１０１秒照射し、当該頂面を再溶融チル化した両者
の台上実材耐久試験による耐熱疲労強度は次のとおりで
レーザ処理したものは強化が昭められた。
実施例２
普通鋳鉄鋳物ＦＣ２５を砂型に鋳造しシリンダヘッド燃
焼室部を想定したノズル穴、パルプ穴の切欠形状を有す
る熱疲労試験片とこれと同一材、同一形状の試験片の切
欠形状部１ｃパワー密閾１０５跨−の炭酸ｆスレーザ光
線を１０−２秒照射し、当該部を再溶融チル化した両者
の熱疲労試験片、験を実施し、レーザ処理したものの強
化が認められ７９−
焼室部を想定したノズル穴、パルプ穴の切欠形状を有す
る熱疲労試験片とこれと同一材、同一形状の試験片の切
欠形状部１ｃパワー密閾１０５跨−の炭酸ｆスレーザ光
線を１０−２秒照射し、当該部を再溶融チル化した両者
の熱疲労試験片、験を実施し、レーザ処理したものの強
化が認められ７９−
Claims (3)
- （１）チル化を所望する金属表面に高密度エネルギー熱
線を照射することを％−徴とする金属表面の処理方法。 - （２）＠記金属表面は鋳鉄、アルミニウム、アルミニウ
ム基合金のいずれかである特許請求の範囲第１項による
金＠表面の処理方法。 - （３）前記畠密度エネルギー熱源はレーザ光線であり、
パワー密度は１０４〜１０６Ｗ／ｃ！ｔ１照射時１■Ｊ
は１０””〜１０−３秒であることを特徴とする特許請
求の範囲第１項または第２項による金属表面の処理法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19142682A JPS5980712A (ja) | 1982-10-29 | 1982-10-29 | 金属表面の処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19142682A JPS5980712A (ja) | 1982-10-29 | 1982-10-29 | 金属表面の処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5980712A true JPS5980712A (ja) | 1984-05-10 |
Family
ID=16274411
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19142682A Pending JPS5980712A (ja) | 1982-10-29 | 1982-10-29 | 金属表面の処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5980712A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61117204A (ja) * | 1984-11-12 | 1986-06-04 | Honda Motor Co Ltd | Ａｌ合金製高強度構造用部材 |
| JPS6259744U (ja) * | 1985-10-02 | 1987-04-14 | ||
| JPS62235418A (ja) * | 1986-04-03 | 1987-10-15 | Akebono Brake Ind Co Ltd | レ−ザ−焼入れ |
| JPS6335760A (ja) * | 1986-07-29 | 1988-02-16 | Kobe Steel Ltd | 耐摩耗性および耐熱性の優れたアルミニウム材料の製造法 |
| JPH0277504A (ja) * | 1989-07-24 | 1990-03-16 | Honda Motor Co Ltd | Ａｌ合金製構造用部材の製造方法 |
| EP1239054A1 (de) * | 2001-03-07 | 2002-09-11 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Wärmebehandlung von übereutektischen Al-Si-Legierungen |
-
1982
- 1982-10-29 JP JP19142682A patent/JPS5980712A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61117204A (ja) * | 1984-11-12 | 1986-06-04 | Honda Motor Co Ltd | Ａｌ合金製高強度構造用部材 |
| JPH0561321B2 (ja) * | 1984-11-12 | 1993-09-06 | Honda Motor Co Ltd | |
| JPS6259744U (ja) * | 1985-10-02 | 1987-04-14 | ||
| JPS62235418A (ja) * | 1986-04-03 | 1987-10-15 | Akebono Brake Ind Co Ltd | レ−ザ−焼入れ |
| JPS6335760A (ja) * | 1986-07-29 | 1988-02-16 | Kobe Steel Ltd | 耐摩耗性および耐熱性の優れたアルミニウム材料の製造法 |
| JPH0277504A (ja) * | 1989-07-24 | 1990-03-16 | Honda Motor Co Ltd | Ａｌ合金製構造用部材の製造方法 |
| EP1239054A1 (de) * | 2001-03-07 | 2002-09-11 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Wärmebehandlung von übereutektischen Al-Si-Legierungen |
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