JPS6143508A - セラミック部材の加工方法 - Google Patents
セラミック部材の加工方法Info
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- JPS6143508A JPS6143508A JP59166130A JP16613084A JPS6143508A JP S6143508 A JPS6143508 A JP S6143508A JP 59166130 A JP59166130 A JP 59166130A JP 16613084 A JP16613084 A JP 16613084A JP S6143508 A JPS6143508 A JP S6143508A
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- B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
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- Processing Of Stones Or Stones Resemblance 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】
本発明はセラミック製部材にガスを通すための通路を形
成するための方法及び装置に関し、より詳細には溶融金
属を鋳造する際に取鋼あるいはタンディツシュの底部に
取付けられるセラミック部材からなる溶融金属排出用摺
動ノズルの固定プレート又は摺動プレートのガスを通す
ための通路の形成方法及びその装置に関するものである
。
成するための方法及び装置に関し、より詳細には溶融金
属を鋳造する際に取鋼あるいはタンディツシュの底部に
取付けられるセラミック部材からなる溶融金属排出用摺
動ノズルの固定プレート又は摺動プレートのガスを通す
ための通路の形成方法及びその装置に関するものである
。
従来連続鋳造法により溶鋼を鋳造１゛る場合、溶鋼を収
容する取鍋あるいはタンディツシュ底部のノズルに固定
プレートと摺動ブレー１〜とからなる溶融金属排出装置
を取付け、１習動プレートを固定プレートに対して摺動
させることにより溶鋼の通過孔を開通し、溶鋼の流ｍを
調整するようにしている。上述した溶融全屈排出装置に
おいては、溶鋼の通過孔が溶鋼の凝固やＡ１１．Ｔｉ、
Ｃａ。
容する取鍋あるいはタンディツシュ底部のノズルに固定
プレートと摺動ブレー１〜とからなる溶融金属排出装置
を取付け、１習動プレートを固定プレートに対して摺動
させることにより溶鋼の通過孔を開通し、溶鋼の流ｍを
調整するようにしている。上述した溶融全屈排出装置に
おいては、溶鋼の通過孔が溶鋼の凝固やＡ１１．Ｔｉ、
Ｃａ。
Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｓｔ等の金属の酸化物の付着により
閉塞されるのを防止するために固定プレートあるいは摺
動プレートに小孔を設は溶鋼の通過孔にＡｒ等の不活性
ガスを供給することが行なわれている。
閉塞されるのを防止するために固定プレートあるいは摺
動プレートに小孔を設は溶鋼の通過孔にＡｒ等の不活性
ガスを供給することが行なわれている。
不活性ガスの供給は、例えば直径０．１〜１．０ ｍｍ
の円形断面の小孔を複数個設けたガス供給体あるいは複
数個の矩形断面のスリットを設けたガス供給体をプレー
トの所定位置に設けて行なわれている。ここで小孔ある
いはスリットをプレートに形成する場合、プレートの成
型時に坏土中に硬質紙あるいはビニール線を所定位１直
に埋込んでおき、焼成工程で該硬質紙あるいはビニール
線を焼失させることにより小孔あるいはスリットを設け
たり、焼成後ドリルで加工して小孔あるいはスリットを
設けていた。
の円形断面の小孔を複数個設けたガス供給体あるいは複
数個の矩形断面のスリットを設けたガス供給体をプレー
トの所定位置に設けて行なわれている。ここで小孔ある
いはスリットをプレートに形成する場合、プレートの成
型時に坏土中に硬質紙あるいはビニール線を所定位１直
に埋込んでおき、焼成工程で該硬質紙あるいはビニール
線を焼失させることにより小孔あるいはスリットを設け
たり、焼成後ドリルで加工して小孔あるいはスリットを
設けていた。
しかしながら、硬質紙あるいはビニール線を用いて小孔
あるいはスリットを加工づ−る揚台は、小孔あるいはス
リットがプレートを完全にｒ：４通しない虞れがあった
り、各孔径が不均一となってガス供給が片寄ったり、作
業上の手間がかかる等の虞れがあった。また、ドリルを
使用しで加工する揚台は浮い材料の加工が極めて困難で
あると共に作業に手間がかかり、加工されたプレートは
高価なものとなる等の虞れがあった。
あるいはスリットを加工づ−る揚台は、小孔あるいはス
リットがプレートを完全にｒ：４通しない虞れがあった
り、各孔径が不均一となってガス供給が片寄ったり、作
業上の手間がかかる等の虞れがあった。また、ドリルを
使用しで加工する揚台は浮い材料の加工が極めて困難で
あると共に作業に手間がかかり、加工されたプレートは
高価なものとなる等の虞れがあった。
本発明は上記の実情に鑑みてなされたものであり、その
目的とするところは、セラミック製の板、例えば溶融金
属排出用摺動ノズルの固定プレートに１■着されるガス
供給体、あるいは固定プレート又は摺動プレートにガス
を通すための通路としての孔、例えば断面円形の小孔乃
至断面矩形のスリットを正確に形成する方法を提供する
ことにある。
目的とするところは、セラミック製の板、例えば溶融金
属排出用摺動ノズルの固定プレートに１■着されるガス
供給体、あるいは固定プレート又は摺動プレートにガス
を通すための通路としての孔、例えば断面円形の小孔乃
至断面矩形のスリットを正確に形成する方法を提供する
ことにある。
本発明によれば前記の目的はセラミック部材にレーザ光
を放射してガスを通すための通路をセラミンク部材に形
成゛す°るステップを有するセラミック部材の加工方法
であって、セラミック部材がレーザ光に照射される際に
レーザ光の反射を防止する成分を有する組成物をセラミ
ック部材がレーザ光に照射される前に、前記セラミック
部材に含浸するステップを含むセラミック部材の加工方
法を提供することによって達成される。
を放射してガスを通すための通路をセラミンク部材に形
成゛す°るステップを有するセラミック部材の加工方法
であって、セラミック部材がレーザ光に照射される際に
レーザ光の反射を防止する成分を有する組成物をセラミ
ック部材がレーザ光に照射される前に、前記セラミック
部材に含浸するステップを含むセラミック部材の加工方
法を提供することによって達成される。
好ましくは、前記はラミック部材が溶融金泥排出用摺動
ノズルの摺動プレート又は固定プレートからなる。
ノズルの摺動プレート又は固定プレートからなる。
好ましくは、前記のレーザ光を放射するステップがセラ
ミック部材に照射されるレーザ光を集束することを含／
υでいる。
ミック部材に照射されるレーザ光を集束することを含／
υでいる。
好ましくは、前記のレーザ光を放射するステップがセラ
ミック部材に照射されるレーザ光を偏向させることを含
んでいる。
ミック部材に照射されるレーザ光を偏向させることを含
んでいる。
好ましくは、前記のレーデ光を放射するステップが前記
レーザ光に照射されて溶融されたセラミック部材の溶融
物を除去するためのガスをセラミック部材のシー１１光
に照射される部分に吹きつけるステップを含んでいる。
レーザ光に照射されて溶融されたセラミック部材の溶融
物を除去するためのガスをセラミック部材のシー１１光
に照射される部分に吹きつけるステップを含んでいる。
好ましくは、前記のセラミック部材にシー１１光を放射
してガスを通すための通路をセラミック部材に形成する
ステップが、１つのセラミック部材にガスを通すための
複数の通路を形成するためにレーザ光を放射する手段を
静止させておき、セラミック部材を変位させ、セラミッ
ク部材の変位の度にレーザ光を放射することからなる。
してガスを通すための通路をセラミック部材に形成する
ステップが、１つのセラミック部材にガスを通すための
複数の通路を形成するためにレーザ光を放射する手段を
静止させておき、セラミック部材を変位させ、セラミッ
ク部材の変位の度にレーザ光を放射することからなる。
好ましくは、前記のセラミック部材にシー１Ｆ光を放射
してガスを通すための通路をセラミック部材に形成する
ステップが、１つのセラミック部材にガスを通すための
複数の通路を形成するために、セラミック部材を静止さ
せておぎ、シー１ア光放射手段を変位させ、照射手段の
変位の麿にレー（ア光を照射することからなる。
してガスを通すための通路をセラミック部材に形成する
ステップが、１つのセラミック部材にガスを通すための
複数の通路を形成するために、セラミック部材を静止さ
せておぎ、シー１ア光放射手段を変位させ、照射手段の
変位の麿にレー（ア光を照射することからなる。
好ましくは、＋ｉｆｆ記のセラミック部材に含浸される
組成物がタールまたはピッチからなる。
組成物がタールまたはピッチからなる。
本発明の別の目的は前記方法を実施するための装置を提
供することにある。
供することにある。
本発明の前記別の目的は、レーザ光を放射するレーザ光
源と、光源から放射されたレーザ光を集束する集束手段
と、集束されたレーザ光の進路を囲障する囲障手段とを
有するセラミック部材の加工装置であって、前記の囲障
手段が、前記集束手段が内側に設（プられており、該集
束手段よりも前記セラミック部材に近い側に前記集束さ
れたレーザ光によって溶融されたセラミック部材の溶融
部をセラミック部材の残部から除去するためのガス尋人
孔を有している基部と、該基部から延伸しており、前記
ガス導入孔より導入されたガスをセラミック部材に案内
ずべく径小された径小部と、該径小部の径小された先端
側に設けられてＪ−１ｉす、前記の集束されたレーザ光
と前記のガス導入孔より導入されたガスとの出口開口と
を有しているセラミック部Ｈの加工装置によって達成さ
れる１、本発明のセラミック部材加工方法及び加工装置
にＪ：れば、例えば０．２〜１．Ｏｍｍｖ１度の孔径の
小孔または幅の狭いスリットからなるガスを通すための
通路を迅速にかつ均一にセラミック部材に形成できる。
源と、光源から放射されたレーザ光を集束する集束手段
と、集束されたレーザ光の進路を囲障する囲障手段とを
有するセラミック部材の加工装置であって、前記の囲障
手段が、前記集束手段が内側に設（プられており、該集
束手段よりも前記セラミック部材に近い側に前記集束さ
れたレーザ光によって溶融されたセラミック部材の溶融
部をセラミック部材の残部から除去するためのガス尋人
孔を有している基部と、該基部から延伸しており、前記
ガス導入孔より導入されたガスをセラミック部材に案内
ずべく径小された径小部と、該径小部の径小された先端
側に設けられてＪ−１ｉす、前記の集束されたレーザ光
と前記のガス導入孔より導入されたガスとの出口開口と
を有しているセラミック部Ｈの加工装置によって達成さ
れる１、本発明のセラミック部材加工方法及び加工装置
にＪ：れば、例えば０．２〜１．Ｏｍｍｖ１度の孔径の
小孔または幅の狭いスリットからなるガスを通すための
通路を迅速にかつ均一にセラミック部材に形成できる。
本発明によればセラミック部材の孔は、セラミック部材
のうちレーザ光の照射により溶融された部分を除去する
ことにより形成されるため、加工面すなわち孔の内面及
び孔九面周辺部は溶融された状態にあるので溶鋼との接
触による耐蝕性が従来のものに比べて向上するものであ
る。溶融部分の除去乃至溶融飛散のためにガスを溶融部
に吹きつけてもよいがレーナ照射により、自動的に溶融
飛散を生ぜしめ得る場合にはガスを吹きつりなくでもよ
い。尚、溶融部分に吹きつけるガス流の中心を照射され
る１ノーザ光の中心からずらすようにしてもよく、また
、ガスを温めておいてもよい。ガスとしてはΔｒ、Ｎ、
等の不活性ガスでも他のガスでもよい。場合によっては
、酸素等のガスでもよい。
のうちレーザ光の照射により溶融された部分を除去する
ことにより形成されるため、加工面すなわち孔の内面及
び孔九面周辺部は溶融された状態にあるので溶鋼との接
触による耐蝕性が従来のものに比べて向上するものであ
る。溶融部分の除去乃至溶融飛散のためにガスを溶融部
に吹きつけてもよいがレーナ照射により、自動的に溶融
飛散を生ぜしめ得る場合にはガスを吹きつりなくでもよ
い。尚、溶融部分に吹きつけるガス流の中心を照射され
る１ノーザ光の中心からずらすようにしてもよく、また
、ガスを温めておいてもよい。ガスとしてはΔｒ、Ｎ、
等の不活性ガスでも他のガスでもよい。場合によっては
、酸素等のガスでもよい。
加工されるセラミック部材にはレーザ光を照射する前に
タール類（タールまたはピッチ）が含浸される。溶融金
属排出時の温度で揮発されるタール類中の揮発性成分が
セラミック部材の表面を保護し、この揮発性成分が揮発
された後にセラミック部材の気孔中に残される残留成分
が溶融金属のセラミック部材の気孔中への侵入を防ぐも
ので、タール類を含浸したセラミック部材は加工された
ガス供給体又はＩｉ！１ｉＦＩＪプレートの耐用性を向
上させる。更にタール類を含浸することにより、セラミ
ック部材の黒度が上がり、レーザ光の反射を防ぐために
加工部に熱が吸収されて、加工が容易になる。
タール類（タールまたはピッチ）が含浸される。溶融金
属排出時の温度で揮発されるタール類中の揮発性成分が
セラミック部材の表面を保護し、この揮発性成分が揮発
された後にセラミック部材の気孔中に残される残留成分
が溶融金属のセラミック部材の気孔中への侵入を防ぐも
ので、タール類を含浸したセラミック部材は加工された
ガス供給体又はＩｉ！１ｉＦＩＪプレートの耐用性を向
上させる。更にタール類を含浸することにより、セラミ
ック部材の黒度が上がり、レーザ光の反射を防ぐために
加工部に熱が吸収されて、加工が容易になる。
図面を参照して本発明の具体例による方法及び装置を説
明する。
明する。
第１図は本発明の一興体例のＣＯ：Ｌレーリ°装置１を
示すものである。レーザ光源としては、出力が十分大ぎ
ければＣＯ２レーザのかわりにＸ７グ（ＹＡＧ）レーザ
等の他のレーザ光源でもよい。
示すものである。レーザ光源としては、出力が十分大ぎ
ければＣＯ２レーザのかわりにＸ７グ（ＹＡＧ）レーザ
等の他のレーザ光源でもよい。
レーザ光源から放射されるレーザ光２５は、レンズ２に
より焦点３に集束される。尚、レーザ光の強度が十分に
強い場合、レーザ光の巾を絞るためにスリット等をレー
ザ光の径路に設けてもよい。ノズル５はレンズ２と補助
ガス流通孔６を右り゛る基部２７と補助ガスを案内する
径小部２Ｇと集束されたΩ レー予ア光及び補助ガスの出Ａ聞口２４とを右している
。焦点３はセラミック部材としての加工品４、例えば、
溶融金属排出用回動ノズルの固定プレートに嵌着される
ディスク状ガス供給体の内部に位置している。加工品４
の外表面２１から集束されたレーザ光２３が照射され、
加工品４にガスを通すための通路としての小孔２２が加
工される。加工品４の外表面２１から焦点３までの距離
を焦点深さＨ１小孔２２の孔径をｈとすると、焦点深さ
Ｈが大きい３仁 程ｌ径りは大ぎくなり、レーザ密度が小さくなるため、
開孔に時間を要する。ガスを通過させるための通路どし
ての小孔２２を形成するためには、焦点深さＨは０〜１
０ｍｍが好ましい。レーザのパルスを発射する度に焦点
深さＨを変えるようにしてもよい。
より焦点３に集束される。尚、レーザ光の強度が十分に
強い場合、レーザ光の巾を絞るためにスリット等をレー
ザ光の径路に設けてもよい。ノズル５はレンズ２と補助
ガス流通孔６を右り゛る基部２７と補助ガスを案内する
径小部２Ｇと集束されたΩ レー予ア光及び補助ガスの出Ａ聞口２４とを右している
。焦点３はセラミック部材としての加工品４、例えば、
溶融金属排出用回動ノズルの固定プレートに嵌着される
ディスク状ガス供給体の内部に位置している。加工品４
の外表面２１から集束されたレーザ光２３が照射され、
加工品４にガスを通すための通路としての小孔２２が加
工される。加工品４の外表面２１から焦点３までの距離
を焦点深さＨ１小孔２２の孔径をｈとすると、焦点深さ
Ｈが大きい３仁 程ｌ径りは大ぎくなり、レーザ密度が小さくなるため、
開孔に時間を要する。ガスを通過させるための通路どし
ての小孔２２を形成するためには、焦点深さＨは０〜１
０ｍｍが好ましい。レーザのパルスを発射する度に焦点
深さＨを変えるようにしてもよい。
また、加工品４はレーザ光に照射される前にタール類が
含浸される。含浸操作は所望ならば真空含浸と加熱のり
′イクルを２回以上繰り返し、即ら、真空中でセラミッ
ク部材をタール類を含む浴に浸漬し、浴からとり出され
たセラミック部材を加熱することを２回以上繰り返りこ
とによって行なってもよい。含浸材料としてはタール類
以外の他の液状樹脂を用いてもよい。タール類の含浸ｆ
Ｔｌは、１５ｍｍ％以下であることが好ましい。これは
、１５市缶％を越えるとセラミック部材の熱伝尋性が高
くなるために熱が分散され、加工部に熱が集中せず、所
望するような微細な孔あるいはスリットを加工すること
ができないためである。
含浸される。含浸操作は所望ならば真空含浸と加熱のり
′イクルを２回以上繰り返し、即ら、真空中でセラミッ
ク部材をタール類を含む浴に浸漬し、浴からとり出され
たセラミック部材を加熱することを２回以上繰り返りこ
とによって行なってもよい。含浸材料としてはタール類
以外の他の液状樹脂を用いてもよい。タール類の含浸ｆ
Ｔｌは、１５ｍｍ％以下であることが好ましい。これは
、１５市缶％を越えるとセラミック部材の熱伝尋性が高
くなるために熱が分散され、加工部に熱が集中せず、所
望するような微細な孔あるいはスリットを加工すること
ができないためである。
ノズル５の基部２７にはレンズ２の保護及び加工品４の
溶融物の飛散のための補助ガス流通孔６が設けられてい
る。補助ガスとしてはＮ 、０ 。
溶融物の飛散のための補助ガス流通孔６が設けられてい
る。補助ガスとしてはＮ 、０ 。
空気等が用いられているが、Ｎ １空気が好ましく流ｍ
ハ３０〜１５０１／ｌ１ｌｉｎテ用イラレル。？ＡＥｍ
が３０１／ｍｉｎより少ないと？１７融物の飛散が少な
く開孔率、すなわち、開孔させるためレーザ光を照射し
た回数と開孔した数との比率、が悪くなり、１５０１７
／ｍｉｎを越えると飛散が激しくなりすぎるため孔径
が犬さくなるという欠点がある。補助ガスは連続的に２
９人しても、レーザ光の照射の度に間けつ的に導入して
もよい。
ハ３０〜１５０１／ｌ１ｌｉｎテ用イラレル。？ＡＥｍ
が３０１／ｍｉｎより少ないと？１７融物の飛散が少な
く開孔率、すなわち、開孔させるためレーザ光を照射し
た回数と開孔した数との比率、が悪くなり、１５０１７
／ｍｉｎを越えると飛散が激しくなりすぎるため孔径
が犬さくなるという欠点がある。補助ガスは連続的に２
９人しても、レーザ光の照射の度に間けつ的に導入して
もよい。
また、本発明の方法及び装置に使用するレーザ光は平均
出力が２００Ｗ以上のもので、これ以下では加工に要Ｊ
る時間が長くなり好ましくない。最大出力は１ ｋｗｌ
）／、上であることが好ましく、周波数およびパルス幅
は周波数が５０〜１５０Ｈｚ、パルス幅３〜１０１１Ｉ
Ｓが好ましく、こ゛の範囲外では加工面の温度が適当で
なく、開孔に長時間を要するとともに開孔率も悪くなる
。
出力が２００Ｗ以上のもので、これ以下では加工に要Ｊ
る時間が長くなり好ましくない。最大出力は１ ｋｗｌ
）／、上であることが好ましく、周波数およびパルス幅
は周波数が５０〜１５０Ｈｚ、パルス幅３〜１０１１Ｉ
Ｓが好ましく、こ゛の範囲外では加工面の温度が適当で
なく、開孔に長時間を要するとともに開孔率も悪くなる
。
レンズ２の焦点距離は５〜１５インチが好ましいもので
、５インチＪ：り短かいとデフォーカスにより開孔率が
低下すると共に、開孔径のコントロールが困難になる。
、５インチＪ：り短かいとデフォーカスにより開孔率が
低下すると共に、開孔径のコントロールが困難になる。
１５インチを越えるとレーザ光１の密度が小さく開孔に
長時間を要するという欠点がある。
長時間を要するという欠点がある。
加工品４の外表面２１とノズル５の出口２４との間隔は
接近ずればするほど好ましいが、２ｎ＋ｍより短かくす
ると溶融飛散物でレンズが汚染され、またノズル５がつ
まるため、２ｍｍ〜１５ｍｍが好ましい。
接近ずればするほど好ましいが、２ｎ＋ｍより短かくす
ると溶融飛散物でレンズが汚染され、またノズル５がつ
まるため、２ｍｍ〜１５ｍｍが好ましい。
また１５ｍｍを越えると溶融物の飛散が少なくなり開孔
率が悪くなる。
率が悪くなる。
レーザ光２５のモードにはシングルモードとマルチモー
ドがあるが、小孔の６６孔に当ってはシングルモードが
好ましいものである。
ドがあるが、小孔の６６孔に当ってはシングルモードが
好ましいものである。
レーザ装置１を静止させておぎ、ディスク状の加工品４
のディスクの中心を中心１ｌｑｈとして加工品４を回転
すれば、加工品４に同心状に複数の小孔２２が加工され
る。又、加工品４を加工品４の高さ方向に変位させれば
加工品４の高さ方向に複数の小孔２２が加工される。回
転と高さ方向の変位を組み合わせれば、加工品４の外表
面２１の任意の部位から任意の数の小孔２２が加工され
る。加１］品４を回転又は高さ方向に変位させるかわり
に、加工品４を静止させておぎ、小孔２２を加工しよう
とする部位に集束されたシー１ｆ光２３が照射されるよ
うにレーザ装置１を変位さｌｏてもよい。
のディスクの中心を中心１ｌｑｈとして加工品４を回転
すれば、加工品４に同心状に複数の小孔２２が加工され
る。又、加工品４を加工品４の高さ方向に変位させれば
加工品４の高さ方向に複数の小孔２２が加工される。回
転と高さ方向の変位を組み合わせれば、加工品４の外表
面２１の任意の部位から任意の数の小孔２２が加工され
る。加１］品４を回転又は高さ方向に変位させるかわり
に、加工品４を静止させておぎ、小孔２２を加工しよう
とする部位に集束されたシー１ｆ光２３が照射されるよ
うにレーザ装置１を変位さｌｏてもよい。
小孔２２の断面はガスを通すための通路としては孔径０
．２〜１ｍｍの円形が好ましい。この断面形状は楕円形
でも他の形状でもよい。又、小孔のかわりに断面形状が
２ε形のスリットを加工してもよい。
．２〜１ｍｍの円形が好ましい。この断面形状は楕円形
でも他の形状でもよい。又、小孔のかわりに断面形状が
２ε形のスリットを加工してもよい。
加工品４は溶融金属排出用運動ノズルの固定プレートに
嵌着されるディスク状ガス供給体であるかわりに、摺動
プレートであってもよい。
嵌着されるディスク状ガス供給体であるかわりに、摺動
プレートであってもよい。
第２図には溶融金属排出用摺動ノズルの固定ブレートの
溶融金属排出ロアの周面に小孔９を加工するための偏向
手段としてのプリズム８を含むし品 一ザ装置３１が示される。レーＦｆ装置３７では加工ご
（固定ブレート）４の溶融金属排出ロアにプリズム８を
挿入し、該ブノズム８を用いでレーザ光２５を反射させ
、溶融全屈排出口１７の周壁３２から小孔９あるいはス
リットを穿孔する。光を偏向さぼる手段はプリズム８の
代りに反射鏡でもよい。
溶融金属排出ロアの周面に小孔９を加工するための偏向
手段としてのプリズム８を含むし品 一ザ装置３１が示される。レーＦｆ装置３７では加工ご
（固定ブレート）４の溶融金属排出ロアにプリズム８を
挿入し、該ブノズム８を用いでレーザ光２５を反射させ
、溶融全屈排出口１７の周壁３２から小孔９あるいはス
リットを穿孔する。光を偏向さぼる手段はプリズム８の
代りに反射鏡でもよい。
なお、１０はガス均圧帯で１１はガス導入孔である。
ガス導入孔１１から導入されたガスはガス均圧帯１０で
圧力を均等にされる。ガス均圧帯１０と加工された小孔
９が連通されて均圧化されたガスが小孔９を介して溶融
金属排出ロアに供給される。
圧力を均等にされる。ガス均圧帯１０と加工された小孔
９が連通されて均圧化されたガスが小孔９を介して溶融
金属排出ロアに供給される。
第３図に偏向手段としてのプリズム８を含むレーザ装置
３１の詳細が示される。レーザ装置３１はレーザ光源か
ら放射されたレーザ光２５を集束さ往るさ往るプリズム
８Ｉ備えており、直進部３４と偏向部３５と径小部３６
とガス流通孔３７と出口３８とを有するノズル３３が直
進部３４の中心軸Ａを溶融全屈排出ロアの中心に位置合
わせして配置される。集束され７．−レーザ光２３ｂの
焦点３と加工品４としての溶融金属排出ロア動ノズルの
固定プレート内に位置しており、加工品４の内面３２か
ら小径９がガス導入孔１１に連通されたガス均圧帯１０
に向けて加工される。複数の小孔９を加工するためには
、レーザ装置３１を静止させてｉ１５いて加工品４を変
位させても、加工品４を静止させておいてレーザ装置３
１を変位させてもよい。４０は偏向部３５内の空間を仕
切るレーザ光に対して透明なガラス板である。尚ガラス
板４０はなくてもよい。
３１の詳細が示される。レーザ装置３１はレーザ光源か
ら放射されたレーザ光２５を集束さ往るさ往るプリズム
８Ｉ備えており、直進部３４と偏向部３５と径小部３６
とガス流通孔３７と出口３８とを有するノズル３３が直
進部３４の中心軸Ａを溶融全屈排出ロアの中心に位置合
わせして配置される。集束され７．−レーザ光２３ｂの
焦点３と加工品４としての溶融金属排出ロア動ノズルの
固定プレート内に位置しており、加工品４の内面３２か
ら小径９がガス導入孔１１に連通されたガス均圧帯１０
に向けて加工される。複数の小孔９を加工するためには
、レーザ装置３１を静止させてｉ１５いて加工品４を変
位させても、加工品４を静止させておいてレーザ装置３
１を変位させてもよい。４０は偏向部３５内の空間を仕
切るレーザ光に対して透明なガラス板である。尚ガラス
板４０はなくてもよい。
第４図〜第７図は本発明による方法及び装置で１４から
なる溶融金属排出用摺動ノズルを示している。
なる溶融金属排出用摺動ノズルを示している。
第４図は第１図のレーザ装置１により固定プレート本体
１３ａに１■着された小孔２２を加工されたガス供給体
１２を右する摺動ノズルを示している。ガス供給体１２
は通常はモルタル等で固定プレート本体１３ａに固定さ
れている。小孔２２は固定プレート本体１３ａに設けら
れたガス均圧帯１０を介してガス導入孔１１に連結され
ている。
１３ａに１■着された小孔２２を加工されたガス供給体
１２を右する摺動ノズルを示している。ガス供給体１２
は通常はモルタル等で固定プレート本体１３ａに固定さ
れている。小孔２２は固定プレート本体１３ａに設けら
れたガス均圧帯１０を介してガス導入孔１１に連結され
ている。
ガス供給体１２ど固定プレート本体１３ａとは、アルミ
ナ原料を混合、混練した後油圧プレスにより夫々の形状
にガス供給体１２の素地及び固定プレート本体１３ａの
素地として成形される。成形されたガス供給体１２の素
地と固定プレート本体１３ａの素地とは、夫々水分を１
％以下に除去された後、約１６００℃で夫々焼成される
。焼成されたガス供給体１２の焼増と固定プレート本体
１３ａの焼増とはタールを５ｍ０％含浸すべく、真空含
浸される。真空含浸されたガス供給体１２の焼増と固定
プレート本体１３ａの焼増とは夫々的３００℃で加熱処
理された後、表面付着物を義械的に除去される。機械処
理された固定プレート本体１３ａの焼増には、ガス供給
体１２を嵌着させるための開口１３ｃを右する凹部１３
ｂが形成される。固定プレート１３の（習動ノズルとし
て使用する際の畜骨性、摺動性を得るために、摺動プレ
ート１４に接する表面がダイヤモンドブレードで加工さ
れる。は械処理されたガス供給体１２の焼増は第１図の
レーザ装置１を焦点距離１０インチ、焦点深さＨを表面
から５ｍｍ、ノズル５の先端とガス供給体１２となる加
工品４の外表面２１との距離を６ｍｌｌ１に調整してレ
ーザ加工される。補助ガスとして圧力４１（す／ ｃ＃
ｉの Ｎ２ガスを流ｍ７０１／ｍｉｎで連続的に流しな
がら、出力５００Ｗのｃｏ２ガスレーザを周波数５０Ｈ
Ｚで照射し、平均孔径０．３ｍｍの小孔を；１０個有す
るガス供給体１２が得られる。レーザ加工されたガス供
給体１２を固定プレート本体１３ａの四部１３Ｉ］に嵌
着して固定プレート１３が得られる。
ナ原料を混合、混練した後油圧プレスにより夫々の形状
にガス供給体１２の素地及び固定プレート本体１３ａの
素地として成形される。成形されたガス供給体１２の素
地と固定プレート本体１３ａの素地とは、夫々水分を１
％以下に除去された後、約１６００℃で夫々焼成される
。焼成されたガス供給体１２の焼増と固定プレート本体
１３ａの焼増とはタールを５ｍ０％含浸すべく、真空含
浸される。真空含浸されたガス供給体１２の焼増と固定
プレート本体１３ａの焼増とは夫々的３００℃で加熱処
理された後、表面付着物を義械的に除去される。機械処
理された固定プレート本体１３ａの焼増には、ガス供給
体１２を嵌着させるための開口１３ｃを右する凹部１３
ｂが形成される。固定プレート１３の（習動ノズルとし
て使用する際の畜骨性、摺動性を得るために、摺動プレ
ート１４に接する表面がダイヤモンドブレードで加工さ
れる。は械処理されたガス供給体１２の焼増は第１図の
レーザ装置１を焦点距離１０インチ、焦点深さＨを表面
から５ｍｍ、ノズル５の先端とガス供給体１２となる加
工品４の外表面２１との距離を６ｍｌｌ１に調整してレ
ーザ加工される。補助ガスとして圧力４１（す／ ｃ＃
ｉの Ｎ２ガスを流ｍ７０１／ｍｉｎで連続的に流しな
がら、出力５００Ｗのｃｏ２ガスレーザを周波数５０Ｈ
Ｚで照射し、平均孔径０．３ｍｍの小孔を；１０個有す
るガス供給体１２が得られる。レーザ加工されたガス供
給体１２を固定プレート本体１３ａの四部１３Ｉ］に嵌
着して固定プレート１３が得られる。
第５図は摺動プレート１４にガス供給部を設けた摺動ノ
ズルを示しており、１３は上部固定プレート、１５は下
部固定プレートで、摺動ブレー１〜１４にはガス導入孔
１Ｇが設けられ、その先端部にはガス均圧帯１７が設け
てあり、第１図のレーザ装置１により摺動プレート１４
に加工された小孔１８が複数個設Ｃノられる。そして摺
動プレート１４で溶Ｒ１１金属排出ロアを閉鎖したとき
、排出ロアの底部に位置し、溶融中に小孔２２と同じよ
うにガスを吹ぎ出す。
ズルを示しており、１３は上部固定プレート、１５は下
部固定プレートで、摺動ブレー１〜１４にはガス導入孔
１Ｇが設けられ、その先端部にはガス均圧帯１７が設け
てあり、第１図のレーザ装置１により摺動プレート１４
に加工された小孔１８が複数個設Ｃノられる。そして摺
動プレート１４で溶Ｒ１１金属排出ロアを閉鎖したとき
、排出ロアの底部に位置し、溶融中に小孔２２と同じよ
うにガスを吹ぎ出す。
第６図には第２図及び第３図のレーザ装置ｄ３１により
固定プレート＃に加工された小孔９を有する摺動ノズル
が示されている。小孔９は固定プレート１３に設けられ
たガス均圧＃を介して溶融金属排出ロアとガス導入口１
１とを連結する。
固定プレート＃に加工された小孔９を有する摺動ノズル
が示されている。小孔９は固定プレート１３に設けられ
たガス均圧＃を介して溶融金属排出ロアとガス導入口１
１とを連結する。
第７図は小孔の代りにスリット１９を加工された固定プ
レート１３を有する摺動ノズルが示されている。
レート１３を有する摺動ノズルが示されている。
次に本発明の実施例について説明する。
実施例１
高アルミナ質しラミツク部材を焼成したリング状ガス供
給体（厚さ１５ｍｍ）に外面より、平均出力５００Ｗ
、周波数１００１−ＩＺ、パルス幅５ｍｓのＣＯ：Ｌレ
ーザをレンズの焦点距離１０インチ、焦点の深さく加工
表面からの深さ）５ｍｍ、加工表面とノズル先端の距離
５ｍｍとし、補助ガスとして圧力３ ｋｇ／ｃｉのＮ２
ガスを７０１ ／ｍｉｎで流しながら小孔の加工を行な
った。
給体（厚さ１５ｍｍ）に外面より、平均出力５００Ｗ
、周波数１００１−ＩＺ、パルス幅５ｍｓのＣＯ：Ｌレ
ーザをレンズの焦点距離１０インチ、焦点の深さく加工
表面からの深さ）５ｍｍ、加工表面とノズル先端の距離
５ｍｍとし、補助ガスとして圧力３ ｋｇ／ｃｉのＮ２
ガスを７０１ ／ｍｉｎで流しながら小孔の加工を行な
った。
５０個の加工をおこなったところ開孔に要する時間は平
均１ ｓｅｃ ／ １個で平均孔径０，３１１１ｍの小
孔が５０個金工開孔していた。
均１ ｓｅｃ ／ １個で平均孔径０，３１１１ｍの小
孔が５０個金工開孔していた。
実施例２
実施例１で使用した高アルミナ質セラミック部材を焼成
したリング状ガス供給体（厚さ１５ｍｍ）を平均出力、
周波数、レンズの焦点距離、焦点の深さ、ノズル先端の
距離、補助ガスの流ｍ、照射時間を表１の如く種々変化
させて行った。
したリング状ガス供給体（厚さ１５ｍｍ）を平均出力、
周波数、レンズの焦点距離、焦点の深さ、ノズル先端の
距離、補助ガスの流ｍ、照射時間を表１の如く種々変化
させて行った。
４率 と
ｊ）
〕 ６
〕 壕
〕 ：
１ 番
〕
］ノ
〕
〕
Ｓイ
ロ
ロー
表１に示されるにうに、本発明による方法と装Ｕによれ
ば０．２〜１．Ｏｍｍ程度の小孔が正確に形成される。
ば０．２〜１．Ｏｍｍ程度の小孔が正確に形成される。
セラミック部材からなる加工品４としては前配り実施例
には高アルミナ質のセラミック部材が用１られているが
、アルミナからなるセラミック部才の他にジルコン又は
ジルコニアからなるセラミンク部材も前記の方法で加工
される。アルミナからなる加工品４と同様にジルコン又
はジルコニア心らなる加工品にもタール類が含浸される
。これらのセラミック部材においても、黒度が上がりレ
ーザ光の照射の際にレーデ光の反射を防ぐために１０工
しやすくなる。レーザ光が照射される部分の也の部分で
も溶融金属排出時の高温による揮発性成分の揮発により
セラミック部材の表面が保護さ１、揮発性成分が揮発し
た俊に気孔中に残留する曳留成分ににり溶鋼の気孔中へ
の侵入が防止される。
には高アルミナ質のセラミック部材が用１られているが
、アルミナからなるセラミック部才の他にジルコン又は
ジルコニアからなるセラミンク部材も前記の方法で加工
される。アルミナからなる加工品４と同様にジルコン又
はジルコニア心らなる加工品にもタール類が含浸される
。これらのセラミック部材においても、黒度が上がりレ
ーザ光の照射の際にレーデ光の反射を防ぐために１０工
しやすくなる。レーザ光が照射される部分の也の部分で
も溶融金属排出時の高温による揮発性成分の揮発により
セラミック部材の表面が保護さ１、揮発性成分が揮発し
た俊に気孔中に残留する曳留成分ににり溶鋼の気孔中へ
の侵入が防止される。
いくつかのセラミック部材へのタール○浸処理の効果を
表２に示す。
表２に示す。
表 ２
本発明の方法及び装置で加工したプレートを使用して溶
融金属の鋳造を行なったが、ガス供給最も十分であり、
溶融金属による小孔の浸触あるいは閉鎖はほとんど起こ
らずに従来の方法及び装置による１１０１品に比べて優
れたものであった。
融金属の鋳造を行なったが、ガス供給最も十分であり、
溶融金属による小孔の浸触あるいは閉鎖はほとんど起こ
らずに従来の方法及び装置による１１０１品に比べて優
れたものであった。
第１図は本発明の一興体例のレーザ装置の断面説明図、
第２図は本発明の別の具体例のレーザ装置の断面説明図
、 第３図は第２図のレーザ装置の詳細断面説明図、第４図
及び第５図は夫々第１図のレーザ装置によって加工され
たセラミック部Ｉを夫々含む、溶融金属排出用摺動ノズ
ルの第−具体例及び第二具体例の断面説明図、 ｖＲ６図及び第７図は夫々第２図及び第３図のレーザ装
置によって加工されたセラミック部材を夫々含む溶融金
ｆｒｉ５ｊＡ出用摺動ノズルの第三具体例及び第４具体
例の断面説明図である。 １．３１・・・レーザ装置、２・・・レンズ、３・・・
焦点、４・・・加工品、５・・・ノズル、６．３３・・
・補助ガス導入口、８・・・プリズム、９・・・小孔、
１２・・・ガス供給体、１３、１５・・・固定プレート
、１４・・・摺動プレート、２５・・・レーザ光。 代＄■塁士今 村 元 第２図 第３図 令 第４図 第６図 第７図
、 第３図は第２図のレーザ装置の詳細断面説明図、第４図
及び第５図は夫々第１図のレーザ装置によって加工され
たセラミック部Ｉを夫々含む、溶融金属排出用摺動ノズ
ルの第−具体例及び第二具体例の断面説明図、 ｖＲ６図及び第７図は夫々第２図及び第３図のレーザ装
置によって加工されたセラミック部材を夫々含む溶融金
ｆｒｉ５ｊＡ出用摺動ノズルの第三具体例及び第４具体
例の断面説明図である。 １．３１・・・レーザ装置、２・・・レンズ、３・・・
焦点、４・・・加工品、５・・・ノズル、６．３３・・
・補助ガス導入口、８・・・プリズム、９・・・小孔、
１２・・・ガス供給体、１３、１５・・・固定プレート
、１４・・・摺動プレート、２５・・・レーザ光。 代＄■塁士今 村 元 第２図 第３図 令 第４図 第６図 第７図
Claims (10)
- （１）セラミック部材にレーザ光を放射してガスを通す
ための通路をセラミック部材に形成するステップを有す
るセラミック部材の加工方法であって、セラミック部材
がレーザ光に照射される際にレーザ光の反射を防止する
成分を有する組成物を、セラミック部材がレーザ光に照
射される前に、前記セラミック部材に含浸するステップ
を含むセラミック部材の加工方法。 - （２）前記セラミック部材が溶融金属排出用慴動ノズル
の摺動プレート又は固定プレートからなる特許請求の範
囲第１項に記載の方法。 - （３）前記のレーザ光を放射するステップがセラミック
部材に照射されるレーザ光を集束することを含む特許請
求の範囲第１項又は第２項に記載の方法。 - （４）前記のレーザ光を放射するステップがセラミック
部材に照射されるレーザ光を偏向させることを含む特許
請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記載の方法。 - （５）前記のレーザ光を放射するステップが前記レーザ
光に照射されて溶融されたセラミック部材の溶融物を除
去するためのガスをセラミック部材のレーザ光に照射さ
れる部分に吹きつけるステップを含む特許請求の範囲第
１項乃至第４項のいずれかに記載の方法。 - （６）前記のセラミック部材にレーザ光を放射してガス
を通すための通路をセラミック部材に形成するステップ
が、１つのセラミック部材にガスを通すための複数の通
路を形成するために、レーザ光を放射する手段を静止さ
せておき、セラミック部材を変位させ、セラミック部材
の変位の度にレーザ光を放射することからなる特許請求
の範囲第１項乃至第５項のいずれかに記載の方法。 - （７）前記のセラミック部材にレーザ光を放射してガス
を通すための通路をセラミック部材に形成するステップ
が、１つのセラミック部材にガスを通すための複数の通
路を形成するために、セラミック部材を静止させておき
、レーザ光放射手段を変位させ、照射手段の変位の度に
レーザ光を照射することからなる特許請求の範囲第１項
乃至第５項のいずれかに記載の方法。 - （８）前記のセラミック部材に含浸される組成物がター
ルまたはピッチからなる特許請求の範囲第１項乃至第７
項のいずれかに記載の方法。 - （９）前記のタールまたはピッチを１５重量％以下含浸
する特許請求の範囲第８項に記載の方法。 - （１０）レーザ光を放射するレーザ光源と、光源から放
射されたレーザ光を集束する集束手段と、 集束されたレーザ光の進路を囲障する囲障手段とを有す
るセラミック部材の加工装置であつて、前記の囲障手段
が、 前記集束手段が内側に設けられており、該集束手段より
も前記セラミック部材に近い側に前記集束されたレーザ
光によって溶融されたセラミック部材の溶融部をセラミ
ック部材の残部から除去するためのガス導入孔を有して
いる基部と、 該基部から伸延しており、前記ガス導入孔より導入され
たガスをセラミック部材に案内すべく径小された径小部
と、 該径小部の径小された先端側に設けられており、前記の
集束されたレーザ光と前記のガス導入孔より導入された
ガスとの出口開口とを有しているセラミック部材の加工
装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59166130A JPS6143508A (ja) | 1984-08-08 | 1984-08-08 | セラミック部材の加工方法 |
| US06/640,810 US4650619A (en) | 1983-12-29 | 1984-08-15 | Method of machining a ceramic member |
| GB08421359A GB2151978B (en) | 1983-12-29 | 1984-08-22 | Method of and apparatus for machining a ceramic member |
| FR848413202A FR2557487B1 (fr) | 1983-12-29 | 1984-08-24 | Procede et appareil pour usiner des pieces en ceramiques |
| DE3431230A DE3431230A1 (de) | 1983-12-29 | 1984-08-24 | Verfahren und vorrichtung zur bearbeitung eines keramikelements |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59166130A JPS6143508A (ja) | 1984-08-08 | 1984-08-08 | セラミック部材の加工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6143508A true JPS6143508A (ja) | 1986-03-03 |
| JPH0374604B2 JPH0374604B2 (ja) | 1991-11-27 |
Family
ID=15825586
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59166130A Granted JPS6143508A (ja) | 1983-12-29 | 1984-08-08 | セラミック部材の加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6143508A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018114544A (ja) * | 2017-01-19 | 2018-07-26 | ファナック株式会社 | レーザ加工方法 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4985557A (ja) * | 1972-12-22 | 1974-08-16 | ||
| JPS569090A (en) * | 1979-07-05 | 1981-01-29 | Shinwa Boeki Kk | Piercing and cutting method of ceramics using laser light |
| JPS5699092A (en) * | 1979-08-02 | 1981-08-10 | Gen Electric | Method of cutting ceramic substance by laser |
| JPS5798620A (en) * | 1980-12-08 | 1982-06-18 | Agency Of Ind Science & Technol | Laser working device |
| JPS5921490A (ja) * | 1982-07-27 | 1984-02-03 | Mitsubishi Electric Corp | レ−ザ−光線による素材の加工方法 |
| JPS5945088A (ja) * | 1982-09-08 | 1984-03-13 | Mitsubishi Electric Corp | セラミツクスの孔あけ加工装置 |
| JPS5947086A (ja) * | 1982-09-10 | 1984-03-16 | Mitsubishi Electric Corp | セラミツクスの加工方法 |
| JPS5964579A (ja) * | 1982-10-05 | 1984-04-12 | 日産自動車株式会社 | 粉末成形体の加工方法 |
| JPS6132716A (ja) * | 1984-07-25 | 1986-02-15 | 東芝セラミツクス株式会社 | セラミツク部材の加工方法及びそのための装置 |
-
1984
- 1984-08-08 JP JP59166130A patent/JPS6143508A/ja active Granted
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4985557A (ja) * | 1972-12-22 | 1974-08-16 | ||
| JPS569090A (en) * | 1979-07-05 | 1981-01-29 | Shinwa Boeki Kk | Piercing and cutting method of ceramics using laser light |
| JPS5699092A (en) * | 1979-08-02 | 1981-08-10 | Gen Electric | Method of cutting ceramic substance by laser |
| JPS5798620A (en) * | 1980-12-08 | 1982-06-18 | Agency Of Ind Science & Technol | Laser working device |
| JPS5921490A (ja) * | 1982-07-27 | 1984-02-03 | Mitsubishi Electric Corp | レ−ザ−光線による素材の加工方法 |
| JPS5945088A (ja) * | 1982-09-08 | 1984-03-13 | Mitsubishi Electric Corp | セラミツクスの孔あけ加工装置 |
| JPS5947086A (ja) * | 1982-09-10 | 1984-03-16 | Mitsubishi Electric Corp | セラミツクスの加工方法 |
| JPS5964579A (ja) * | 1982-10-05 | 1984-04-12 | 日産自動車株式会社 | 粉末成形体の加工方法 |
| JPS6132716A (ja) * | 1984-07-25 | 1986-02-15 | 東芝セラミツクス株式会社 | セラミツク部材の加工方法及びそのための装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018114544A (ja) * | 2017-01-19 | 2018-07-26 | ファナック株式会社 | レーザ加工方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0374604B2 (ja) | 1991-11-27 |
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