JPS605393B2 - レ−ザ加工方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はしーザ光を用いて母材金属表面に合金用異種金
属を混入し合金化するレーザ加工法に関する。

従来、例えば自動車のエンジンにおいて、エンジン母体
は軽量化のためアルミニウム合金で作り、耐熱、耐摩耗
性の必要なシリンダ内壁には特性のすぐれた他の金属、
例えば鋳鉄製のライナーをはめ入れすることにより、シ
リンダ内壁に所望の耐熱耐摩耗特性を与える方法が用い
られている。

この方法は、シリンダ内壁のように簡単な円筒内面でラ
イナーのはめ入れ容易な場合には極めて有効である。し
かし、シリンダ内を往復運動するピストンにおけるピス
トリング鉄入溝内壁、または、同じシリンダバルブ弁座
のようにライナーはめ入れの難しい場合は、母材が焼入
れ硬化の可能な鉄類であれば、高周波焼入、焔焼入れな
どの部分焼入、または惨炭、窒化などによる部分的硬化
処理が可能であるが、軽量化のためのアルミニウム合金
などを母村とするものには適用し難い。その代わり、ア
ルミニウム合金上にクロムや鉄のメッキをする方法や、
鉄やモリブデン溶射による表面硬化処理が行なわれるが
、上記ピストンリング隊入溝内壁などの硬化処理として
は、塗膜厚み、密着度などにおいて、十分満足できるも
のは得られない。なお、前記の部分焼入れ、惨炭などの
部分的硬化処理の可能な場合においても、この処理の際
の加熱範囲が目的部分より広い範囲に及ぶのでこのため
の熱歪が残留し、機械的性能に欠かんを残す恐れがある
。

本発明の目的は、ライナーなどのはめ入れにより局部的
な耐摩耗性の表面を得ることの困難な部分にも容易に耐
熱耐摩耗性特性を与えることのできる新規な加工方法を
提供するにある。

つぎに図面を参照して本発明を詳細に説明する。

図において、１はアルミニウム母材金属、２は母材金属
表面に高硬度の合金層を得るための合金用Ｃｒのメッシ
ュであり、網目間隙が０．６肋、空隙率は５０％である
。このメッシュは、あらかじめ圧着により母材１の表面
に密着保持させる。メッシュ２の表面側からビーム径１
側で出力ｌｋワットのＣ０２レーザ光５を照射すると、
メッシュ２の空隙３を通ったレーザ光によりその部分の
母材表面が溶融される。と同時に空隙に隣接するメッシ
ュ線４もしーザ光により溶けて母材金属と合金用金属が
共に混合した溶融池６が形成され合金化される。よって
、レーザビームを表面全体にわたつて走査することによ
り、母材金属１の表面に約０．×の高硬度の合金層を形
成することができた。ここで合金用金属がメッシュとさ
れていることの理由について説明するに、例えば、これ
がメッシュでなく単なる薄板とするならば、レーザ光に
よりまず薄板が溶け、それから母材金属が溶けることに
なるが、初めに溶けた合金用金属が粒に凝集し、母村金
属への拡散が悪く均一な合金層が得られないのであるが
、メッシュであることにより、前述のような均一な合金
層が容易に得られる。なお、母材金属と合金用金属があ
らかじめ密着されていることが必要であるが、メッシュ
であれば、平板よりもよく母材表面に鰯ｌｌ染み、容易
に密着される効果もある。

合金層の厚さは、レーザビームの出力を変える事により
制御可能であり、また、合金層における合金用異種金属
の割合は、メッシュの厚さ、空隙率及びレーザ出力を変
化させる事により変える事ができ、必要な耐熱性、硬度
、耐摩耗性を備えた合金層を形成することができる。

メッシュ状合金用異種金属としては、適当な太さの異種
金属の針金を絹状に形成したものでもよく、また、異種
金属の薄板に化学エッチング等により細孔を形成したも
のでもよい。

細孔の形状は丸、四角、三角等、どの様な形であっても
よいが、メッシュの孔の大きさは照射されるレーザビー
ムのスポットの１′２以下である事が望ましい。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を説明するための断面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 母材金属表面にメツシユ状の合金用金属を載置し、
   このメツシユ状合金用金属面側からレーザビームを照射
   し、該母材金属表面と合金用金属を溶融し、母材金属表
   面に合金層を形成する事を特徴とするレーザ加工方法。