JPWO2012132653A1 - 金属部材へのマーキング方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、レーザー光を用いたマーキング処理の様子を概略的に示す図である。本実施の形態におけるマーキング処理とは、図1に示すように、金属部材(母材とも称する)Mのマーキング対象面M1に対して出射源Sから出射したレーザー光LBを照射し、該レーザー光LBを所定の走査方向DRへと走査することによって、マーキング対象面M1に線状の加工変質領域あるいは凹部である加工線Lを形成する処理を、所定のマーキングパターン(例えば文字など)に応じて行う加工処理のことをいう。これにより、マーキング対象面M1にマーキングパターンが形成される。
図7は、従来のレーザーマーキング手法のように、下地処理を行わずマーキング対象面M1に直接にマーキング処理を行った場合と、本実施の形態のように下地処理を行ったうえでマーキング処理を行った場合とのそれぞれについて、金属部材Mの各部位における表面位置の平均高さと表面粗さとの相対的な大小関係を、模式的に示す図である。なお、図7においては、便宜上、下地処理およびマーキング処理のいずれもが行われていない領域(非照射領域)を、マーキング対象面M1と表している。図7に示すマーキング対象面M1の状態は、非照射領域の状態を表すとともに、下地処理およびマーキング処理を行う前の下地領域RE3およびマーキングパターンMPの形成領域の状態をも表していることになる。また、マーキング対象面M1の表面粗さ値は0.01μm以上1.0μm以下程度であるとする。
金属部材Mに対してレーザー光LBを照射すると、瞬間的に非常に大きなエネルギーが与えられることで、その被照射領域に残留応力が生じる。すなわち、レーザー光LBが照射された領域と照射されていない領域との間には、応力状態に違いが生じる。
上述の実施の形態に係るレーザーマーキングの手法は、マーキング対象面M1の表面凹凸が上述よりも小さい、例えば表面粗さの値が0.01μm以下であるような、より表面平坦性の優れた金属部材Mに対して適用されてもよい。図9は、係る金属部材Mを対象に、下地処理を行わずマーキング対象面M1に直接にマーキング処理を行った場合と、下地処理を行ったうえでマーキング処理を行った場合とのそれぞれについて、金属部材Mの各部位における表面位置の平均高さと表面粗さとの相対的な大小関係を、模式的に示す図である。
図10は、本実施の形態に係るマーキング処理の対象の一例としてのガスセンサ100の本体部(以下、センサ本体部)1の外観斜視図である。図11は、係るセンサ本体部1の要部の内部構成を示す断面図である。本実施の形態において、ガスセンサ100とは、内部に備わるセンサ素子10(図11)によって所定のガス成分(例えば、NOx等)を検出するためのものである。
図12および図13は、センサ本体部1の第2カバー4の外側面をマーキング対象面M1とし、下地領域RE3を形成したうえでマーキングパターンMPをマーキングした場合の、マーキングパターンMP近傍の光学顕微鏡像である。一方、図14は、センサ本体部1の第2カバー4の外側面をマーキング対象面M1とし、下地処理を行うことなくマーキングパターンMPをマーキングした場合の光学顕微鏡像(図14(a))に、その撮像内容を説明する図(図14(b)を付したものである。
母材となる金属部材Mの種類と、下地処理の有無と、マーキング処理におけるレーザー光の照射条件とを種々に違えることで、計15種類のマーキング処理済みの第2カバー4を作製し(試料No.1〜15)、それぞれについて、応力腐食割れ試験を行った。併せて、試験後の試料についてのマーキングパターンMPの視認性の確認も行った。なお、No.15の試料を除き、試験ロット数は5とした。No.15のみ、試験ロット数は2とした。
Claims (6)
- 金属部材に対してレーザーマーキングを行う方法であって、
前記金属部材のマーキング対象面のマーキング対象領域を含む下地処理対象領域にレーザー光を第1照射条件で照射する下地処理工程と、
前記マーキング対象領域に前記レーザー光を第2照射条件で照射することによりマーキングパターンを形成するマーキング工程と、
を備え、
前記第1照射条件における前記レーザー光の投入エネルギーを前記第2照射条件における前記レーザー光の投入エネルギーよりも小さくすることにより、前記マーキングパターンと前記レーザー光が照射されていない非照射領域との間に、前記非照射領域よりも残留応力が大きく前記マーキングパターンよりも残留応力が小さい下地領域を設ける、
ことを特徴とする金属部材へのレーザーマーキング方法。 - 請求項1に記載のレーザーマーキング方法であって、
前記下地領域の表面粗さが、前記非照射領域および前記マーキングパターンの表面粗さよりも小さい、
ことを特徴とする金属部材へのレーザーマーキング方法。 - 請求項2に記載のレーザーマーキング方法であって、
前記マーキング対象面の表面粗さが0.01μm以上1.0μm以下である、
ことを特徴とする金属部材へのレーザーマーキング方法。 - 請求項1ないし請求項3のいずれかに記載のレーザーマーキング方法であって、
前記金属部材がステンレス鋼であり、かつ、300Hv以上の硬度を有する、
ことを特徴とする金属部材へのレーザーマーキング方法。 - 請求項4に記載のレーザーマーキング方法であって、
前記金属部材が、前記下地処理工程に先立って硬度を高めるための熱処理が施されたものである、
ことを特徴とする金属部材へのレーザーマーキング方法。 - 請求項1ないし請求項5のいずれかに記載のレーザーマーキング方法であって、
前記レーザー光の照射を、所定のレーザー光出射源を前記マーキング対象面に対して相対移動させることにより行い、
前記第1照射条件における前記レーザー光の走査速度を前記第2照射条件における前記レーザーの走査速度よりも大きくすることにより前記下地領域を設ける、
ことを特徴とする金属部材へのレーザーマーキング方法。
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