JPS60251282A - レ−ザ光を用いた金属の表面処理方法 - Google Patents
レ−ザ光を用いた金属の表面処理方法Info
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- JPS60251282A JPS60251282A JP10911084A JP10911084A JPS60251282A JP S60251282 A JPS60251282 A JP S60251282A JP 10911084 A JP10911084 A JP 10911084A JP 10911084 A JP10911084 A JP 10911084A JP S60251282 A JPS60251282 A JP S60251282A
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- metal
- laser light
- particles
- base material
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C24/00—Coating starting from inorganic powder
- C23C24/08—Coating starting from inorganic powder by application of heat or pressure and heat
- C23C24/10—Coating starting from inorganic powder by application of heat or pressure and heat with intermediate formation of a liquid phase in the layer
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
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- Organic Chemistry (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (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】
（イ）発明の目的
〔産業上の利用分野〕
本発明は、レーザ光を用いた金属の表面処理方法につい
ての技術分野に属する。
ての技術分野に属する。
従来、レーザ光を用いて金属の表面に薄い合金層を形成
するようにした表面処理方法が提案されている。斯かる
方法による表面処理は２次の工程でなされる。
するようにした表面処理方法が提案されている。斯かる
方法による表面処理は２次の工程でなされる。
■まず１合金を作りたい金属で微細な粒子を作る。
■斯かる粒子を揮発性の樹脂２例えば、ポリビニルアル
コール或いはアクリル樹脂に混ぜてペースト状にする。
コール或いはアクリル樹脂に混ぜてペースト状にする。
■斯かる金属の微粒子を含んだペーストを母材の表面に
コーティングして乾燥させる。
コーティングして乾燥させる。
■コーティング層にレーザ光を照射して２粒子と母材の
表面部分とを溶融させ、母材の表ｉ１ｎに合金層を形成
する。言うまでもなく、この合金層は９粒子の金属と母
材の金属とでできている。
表面部分とを溶融させ、母材の表ｉ１ｎに合金層を形成
する。言うまでもなく、この合金層は９粒子の金属と母
材の金属とでできている。
このような表面処理に用いられるレーザ光は。
通常、波長が比較的長い（１０，２μ）炭酸ガスレーザ
である。この訳は、他のレーザに比べて炭酸ガスレーザ
は、レーザ光のエネルギー効率（η＝放射されるレーザ
光のエネルギー／レーザ光を発生させるために投入した
電気エネルギー）が極めて高い（＋７＝２０％〜３０％
）ためである。
である。この訳は、他のレーザに比べて炭酸ガスレーザ
は、レーザ光のエネルギー効率（η＝放射されるレーザ
光のエネルギー／レーザ光を発生させるために投入した
電気エネルギー）が極めて高い（＋７＝２０％〜３０％
）ためである。
しかしながら、このような炭酸ガスレーザのレーザ光を
用いた金属の表面処理方法では、コーティング層を形成
している粒子が斯かるレーザ光を吸収しにくい金属１例
えば、アルミニウム、銅等であると、レーザ光が反射さ
れてしまい、前記■において溶融が行われない。従って
１合金層が作れないという問題があった。
用いた金属の表面処理方法では、コーティング層を形成
している粒子が斯かるレーザ光を吸収しにくい金属１例
えば、アルミニウム、銅等であると、レーザ光が反射さ
れてしまい、前記■において溶融が行われない。従って
１合金層が作れないという問題があった。
この対策としては、斯かる金属にも吸収可能な波長の短
いレーザ光１例えば、ルビーレーザ等のレーザ光を用い
ることが考えられる。しかしながら、このようなレーザ
は、現在のところ、レーザ光のエネルギー効率が非常に
低い（η−２％〜３％）。ところで、ただエネルギー効
率が低いだけならば、理屈の上では多量の電気エネルギ
ーを供給してやれば良い。しかしながら、これは重要な
ことであるが、現在の技術では、ルビーレーザ等に多量
の電気エネルギーを供給してやっても得られる出力には
限界があるということである。言い換えれば、ルビーレ
ーザ等では金属の表面処理に必要な出力は得られない。
いレーザ光１例えば、ルビーレーザ等のレーザ光を用い
ることが考えられる。しかしながら、このようなレーザ
は、現在のところ、レーザ光のエネルギー効率が非常に
低い（η−２％〜３％）。ところで、ただエネルギー効
率が低いだけならば、理屈の上では多量の電気エネルギ
ーを供給してやれば良い。しかしながら、これは重要な
ことであるが、現在の技術では、ルビーレーザ等に多量
の電気エネルギーを供給してやっても得られる出力には
限界があるということである。言い換えれば、ルビーレ
ーザ等では金属の表面処理に必要な出力は得られない。
本発明は、このような従来技術の問題点を解決するため
になされたものである。
になされたものである。
本発明の技術的課題は、レーザ光を用いて母材の表面に
合金層を形成するようにした金属の表面処理方法におい
て１従来使用されているレーザ光ではその吸収率が低い
ような金属で合金層を作る必要がある場合でも１合金層
を形成可能とすることにある。
合金層を形成するようにした金属の表面処理方法におい
て１従来使用されているレーザ光ではその吸収率が低い
ような金属で合金層を作る必要がある場合でも１合金層
を形成可能とすることにある。
（ロ）発明の構成
〔達成のための手段〕
上記技術的課題は９本発明によれば２次のような手段に
よって達成される。
よって達成される。
即ち１本発明に係るレーザ光を用いた金属の表面処理方
法というのは、金属の母材があり、斯かる母材の金属と
は異なる金属でできた微細な粒子が該母材の表面に薄く
コーティングされており。
法というのは、金属の母材があり、斯かる母材の金属と
は異なる金属でできた微細な粒子が該母材の表面に薄く
コーティングされており。
このコーティング層にレーザ光を照射して、前記粒子と
前記母材の表面部分とを溶融させ、前記母材の表面に合
金層を形成するようにした金属の表面処理方法であって
、前記一つ一つの粒子は、レーザ光の吸収率が高い金属
で被覆されていることを特徴とする。
前記母材の表面部分とを溶融させ、前記母材の表面に合
金層を形成するようにした金属の表面処理方法であって
、前記一つ一つの粒子は、レーザ光の吸収率が高い金属
で被覆されていることを特徴とする。
本発明においては、一つ一つの粒子はレーザ光の吸収率
が高い金属で被覆されている。このため。
が高い金属で被覆されている。このため。
粒子を構成している金属自体はレーザ光を吸収しにくい
ものであっても、従来通りのレーザ光（例えば、炭酸ガ
スレーザのレーザ光）が使用可能である。
ものであっても、従来通りのレーザ光（例えば、炭酸ガ
スレーザのレーザ光）が使用可能である。
なお、一つ一つの粒子を金属で被覆することは。
化学蒸着法（ＣＶ Ｄ）を用いれば、現在では極めて安
くできる。
くできる。
次に２本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。
。
第１図は９本発明の一実施例に係る方法によって母材の
表面に合金層を形成する作業を表す説明図である。第１
図において、ｌは金属の母材である。本実施例の場合、
母材１は鋼である。母材１の表面４には薄いコーティン
グ層５が作られている。コーティング層５は９粒子２と
ポリビニルアルコール６とから構成されている。粒子２
は、母材ｌの鉄と合金を作らせるべき金属でできている
。
表面に合金層を形成する作業を表す説明図である。第１
図において、ｌは金属の母材である。本実施例の場合、
母材１は鋼である。母材１の表面４には薄いコーティン
グ層５が作られている。コーティング層５は９粒子２と
ポリビニルアルコール６とから構成されている。粒子２
は、母材ｌの鉄と合金を作らせるべき金属でできている
。
本実施例の場合９粒子２はアルミニウムでできている。
コーティング層５は、ポリビニルアルコール６に粒子２
を混ぜてペースト状し、斯かるペーストを母材１の表面
にコーティングして乾燥することによって作られている
。粒子２は、第２図に示されるように、その一つ一つが
鉄で被覆されている。斯かる被覆層３の形成は、化学蒸
着法（ＣＶＤ）を用いて行われている。
を混ぜてペースト状し、斯かるペーストを母材１の表面
にコーティングして乾燥することによって作られている
。粒子２は、第２図に示されるように、その一つ一つが
鉄で被覆されている。斯かる被覆層３の形成は、化学蒸
着法（ＣＶＤ）を用いて行われている。
第１図に戻って、コーティング層５には矢印Ｆ方向から
レーザ光７が照射される。レーザ光７は炭酸ガスレーザ
である。そのエネルギー密度は。
レーザ光７が照射される。レーザ光７は炭酸ガスレーザ
である。そのエネルギー密度は。
約５００００Ｊ／ｃＪである。第１図において、レーザ
光７は静止されており、母材１が矢印Ａ方向に移動され
ることにより１合金層８が母材１の表面に形成される。
光７は静止されており、母材１が矢印Ａ方向に移動され
ることにより１合金層８が母材１の表面に形成される。
即ち、レーザ光７が照射されると１粒子２と母材１の表
面部分４とは溶融する。
面部分４とは溶融する。
溶融した後母材１が矢印Ａ方向に移動されると。
溶融した部分は冷えて固まり５合金層８が形成される。
一般にアルミニウム等の電気伝導性の良い金属は、炭酸
ガスレーザが発するレーザ光の吸収率が低い。これに対
して、鉄等の電気伝導性が比較的化る金属は、斯かるレ
ーザ光の吸収率が高い。本実施例においては、上記のよ
うに、一つ一つのアルミニウムの粒子２は、レーザ光の
吸収率が高い鉄で被Ｎ（第２図の符号３）されている。
ガスレーザが発するレーザ光の吸収率が低い。これに対
して、鉄等の電気伝導性が比較的化る金属は、斯かるレ
ーザ光の吸収率が高い。本実施例においては、上記のよ
うに、一つ一つのアルミニウムの粒子２は、レーザ光の
吸収率が高い鉄で被Ｎ（第２図の符号３）されている。
このため１粒子２自体はレーザ光を吸収しにくいもので
あっても、従来通りのレーザ光（炭酸ガスレーザのレー
ザ光）７が使用可能である。
あっても、従来通りのレーザ光（炭酸ガスレーザのレー
ザ光）７が使用可能である。
なお、一つ一つの粒子２を鉄で被覆することは。
前記の通り、化学蒸着法（ＣＶ Ｄ）によって行われて
いる。化学蒸着法（ＣＶＤ）による被ＷＩＮ３の形成は
、現在では極めて安くできる。従って。
いる。化学蒸着法（ＣＶＤ）による被ＷＩＮ３の形成は
、現在では極めて安くできる。従って。
この点でコストアップとなることはない。
本実施例においては、被覆層３はたまたま鉄で作られた
が、これは。
が、これは。
■母材１が鋼であり。
■然も、母材１の表面４に鉄とアルミニウムだけの合金
層８を作りたかった ためである。
層８を作りたかった ためである。
従って、母材１の表面４に鉄とアルミニウムとこれ以外
の金属とで合金層８を作りたい場合は。
の金属とで合金層８を作りたい場合は。
若し第３の金属がレーザ光の吸収率が高いものであるな
らば、斯かる金属で被覆層３を作っても良い。
らば、斯かる金属で被覆層３を作っても良い。
（ハ）発明の効果
上記実施例の説明から分る通り１本発明によれば、従来
使用されている１ノ−ザ光ではその吸収率が低いような
金属で合金層を作る必要がある場合でも９合金層を形成
することが可能となるという効果を奏する。
使用されている１ノ−ザ光ではその吸収率が低いような
金属で合金層を作る必要がある場合でも９合金層を形成
することが可能となるという効果を奏する。
第１図は１本発明の一実施例に係る方法によって母材の
表面に合金層を形成する作業を表す説明第２図は、第１
図に用いられている粒子の拡大縦断面図である。 １−−−−−母材 ２−・−粒子 ３−−−−−一被盆前 ４−−−−−−母材の表面 ５−−−−−−コーティング層 ６−−−−−−ポリビニルアルコール ７−−−−−−レーザ光 ８−・−合金層 出願人 トヨタ自動皐株式会社 第１図 第２図
表面に合金層を形成する作業を表す説明第２図は、第１
図に用いられている粒子の拡大縦断面図である。 １−−−−−母材 ２−・−粒子 ３−−−−−一被盆前 ４−−−−−−母材の表面 ５−−−−−−コーティング層 ６−−−−−−ポリビニルアルコール ７−−−−−−レーザ光 ８−・−合金層 出願人 トヨタ自動皐株式会社 第１図 第２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 金属の母゛粉があり、斯かる母材の金属とは異なる金属
でできた微細な粒子が該母材の表面に薄くコーティング
されており、このコーティング層にレーザ光を照射して
、前記粒子と前記母材の表面部分とを溶融させ、前記母
材の表面に合金層を形成するようにした金属の表面処理
方法であって。 前記一つ一つの粒子は、レーザ光の吸収率が高い金属で
被覆されていることを特徴とするレーザ光を用いた金属
の表面処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10911084A JPS60251282A (ja) | 1984-05-29 | 1984-05-29 | レ−ザ光を用いた金属の表面処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10911084A JPS60251282A (ja) | 1984-05-29 | 1984-05-29 | レ−ザ光を用いた金属の表面処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60251282A true JPS60251282A (ja) | 1985-12-11 |
Family
ID=14501816
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10911084A Pending JPS60251282A (ja) | 1984-05-29 | 1984-05-29 | レ−ザ光を用いた金属の表面処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60251282A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62170418A (ja) * | 1986-01-21 | 1987-07-27 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 軸受製造法 |
| US5411770A (en) * | 1994-06-27 | 1995-05-02 | National Science Council | Method of surface modification of stainless steel |
-
1984
- 1984-05-29 JP JP10911084A patent/JPS60251282A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62170418A (ja) * | 1986-01-21 | 1987-07-27 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 軸受製造法 |
| US5411770A (en) * | 1994-06-27 | 1995-05-02 | National Science Council | Method of surface modification of stainless steel |
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