JP2003003279A - Surface hardening treatment method and thrust disk using the treatment method - Google Patents
Surface hardening treatment method and thrust disk using the treatment methodInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、摺動面等に利用さ
れる金属表面の硬化処理方法、およびこれを利用した、
例えば原子力用のインターナルポンプ等のスラストディ
スクに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for hardening a metal surface used for a sliding surface, etc.
For example, it relates to a thrust disk such as an internal pump for nuclear power.
【０００２】[0002]
【従来の技術】スラストディスクの摺動面の硬化処理の
従来方法としては、高周波焼入れとレーザ表面硬化処理
が知られている。高周波焼入れ法について、図９を用い
て説明する。製作した高周波コイル４を被加工物（スラ
ストディスク）３の摺動部表面近傍に設置し、高周波誘
導により、摺動面を加熱する。その表面が焼入れ温度以
上に加熱されたのを見計らって、冷却水を大量にかけて
冷却し、焼入れを完了する。Induction hardening and laser surface hardening are known as conventional methods for hardening the sliding surface of a thrust disk. The induction hardening method will be described with reference to FIG. The manufactured high-frequency coil 4 is installed near the surface of the sliding portion of the work piece (thrust disk) 3, and the sliding surface is heated by high-frequency induction. When it is observed that the surface has been heated to the quenching temperature or higher, a large amount of cooling water is applied to cool it, and the quenching is completed.
【０００３】次に、レーザ光による硬化処理法を図１０
に示す（特開平５−７８７３１号公報参照）。ＣＯ２レ
ーザ１が伝送ミラー等により伝送され、集光光学系２に
より集光されて、その集光されたレーザ光が被加工物３
に照射される。硬化すべき面積が大きい場合、レーザ光
を何パスも照射して、表面を溶融させながら、スラスト
ディスク摺動部の硬化処理を実施する。レーザ光が吸収
され、照射部は焼入れ温度の１０００℃以上に加熱され
る。その後、自己冷却作用によって、被加工部３の表面
が硬化させられる。ここで、自己冷却作用とは、局所的
加熱部の周囲の低温度域への熱の散逸による冷却作用を
いう。Next, a curing treatment method using laser light is shown in FIG.
(See Japanese Patent Laid-Open No. 5-78731). The CO 2 laser 1 is transmitted by a transmission mirror or the like, is condensed by the condensing optical system 2, and the condensed laser light is processed by the workpiece 3.
Is irradiated. When the area to be hardened is large, laser light is irradiated for multiple passes to melt the surface and harden the thrust disk sliding portion. The laser light is absorbed, and the irradiation part is heated to the quenching temperature of 1000 ° C. or higher. After that, the surface of the processed portion 3 is hardened by the self-cooling action. Here, the self-cooling action refers to a cooling action due to heat dissipation to a low temperature region around the local heating portion.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】高周波焼入れは大面積
を加熱することは容易だが、局所的な加熱には向かな
い。図９に示したスラストディスク３では摺動部近傍
に、焼入れ硬化させたくないギアー部７がある。高周波
焼入れでギアー部を硬化させてしまうと運転中に割れが
発生する恐れがある。また、冷却水を被加工物にかける
冷却は、大まかで、制御性が悪く、硬化深さや最高硬さ
の品質を維持することが難しい。It is easy to heat a large area by induction hardening, but it is not suitable for local heating. In the thrust disc 3 shown in FIG. 9, there is a gear portion 7 near the sliding portion which is not desired to be hardened by quenching. If the gear part is hardened by induction hardening, cracks may occur during operation. Further, the cooling with cooling water applied to the workpiece is rough and poorly controlled, and it is difficult to maintain the quality of the hardening depth and the maximum hardness.
【０００５】一方、図１０，１１に示したレーザ硬化処
理法は、高周波焼入れより制御性が良く、プロセス管理
が容易である。被加工物３からの反射光５が集光レンズ
を透過して戻り、図示しない上部の加工機内通路部や発
振器を損傷させたり、溶損させたりする可能性があっ
た。また、ガスシールド状況が悪い場合、図１１の領域
２６にに示すように、凝固過程が安定せず、溶融したビ
ードの凹凸が大きくなり、後工程の研磨作業時間が長く
なる可能性があった。なお、図１１の領域２５に示すの
は、良好なガスシールドの場合の溶接ビードである。On the other hand, the laser hardening method shown in FIGS. 10 and 11 has better controllability than induction hardening and is easy in process control. There is a possibility that the reflected light 5 from the work piece 3 may pass back through the condenser lens and return, damaging or melting the not-shown upper processing machine passage and oscillator. Further, when the gas shield condition is bad, the solidification process is not stable as shown in the region 26 of FIG. 11, the unevenness of the molten bead is large, and there is a possibility that the polishing work time of the subsequent process becomes long. . The region 25 in FIG. 11 shows the weld bead in the case of a good gas shield.
【０００６】本発明はかかる従来の問題を解決するため
になされたものであり、反射光によるレーザ加工機の損
傷を防止し、ガスシールドを安定させ、表面溶融層の凹
凸を小さくしたレーザ表面硬化処理方法を提供し、ま
た、その方法によって処理されたインターナルポンプ等
のスラストディスクを提供することを目的とする。The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and prevents the laser processing machine from being damaged by reflected light, stabilizes the gas shield, and reduces the unevenness of the surface-melted layer. It is an object of the present invention to provide a processing method and a thrust disk such as an internal pump processed by the method.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明は、表面に凹凸を付けるように金属
をブラスト処理するブラスト工程と、前記ブラスト工程
の後にレーザ光を照射して金属の表面を溶融させる溶融
工程と、前記溶融工程の後に、自己冷却作用によって硬
化層を形成する硬化工程と、前記硬化工程の後に、顕著
な引張り残留応力のある部分を除去する除去工程と、を
有すること、を特徴とする。In order to achieve the above-mentioned object, the invention of claim 1 is characterized in that a blasting step of blasting a metal so as to make unevenness on the surface, and a laser beam irradiation after the blasting step. A melting step of melting the surface of the metal, a hardening step of forming a hardening layer by a self-cooling action after the melting step, and a removing step of removing a portion having a significant tensile residual stress after the hardening step, It is characterized by having.
【０００８】また、請求項２の発明は、請求項１に記載
の硬化処理方法において、前記ブラスト工程は、処理し
た表面の中心線粗さ（Ｒａ）を３μｍ以上２５μｍ以
下、または、処理した表面の最大高さ（Ｒｍａｘ）を３
０μｍ以上１００μｍ以下とするものであること、を特
徴とする。The invention of claim 2 is the curing method according to claim 1, wherein in the blasting step, the center line roughness (Ra) of the treated surface is 3 μm or more and 25 μm or less, or the treated surface is Maximum height (Rmax) of 3
It is characterized by being 0 μm or more and 100 μm or less.
【０００９】また、請求項３の発明は、請求項１に記載
の硬化処理方法において、前記研磨工程は、表層を５０
μｍ以上で１．５ｍｍ以下の範囲で研磨するものである
こと、を特徴とする。According to a third aspect of the present invention, in the curing treatment method according to the first aspect, the polishing step comprises a surface layer of 50.
It is characterized in that it is polished in the range of not less than μm and not more than 1.5 mm.
【００１０】また、請求項４の発明は、請求項１に記載
の硬化処理方法において、前記溶融工程は、パワー密度
が１００Ｗ／ｍｍ２以上のレーザを使用し、レーザ照射
時間を０．３秒以上とすること、を特徴とする。Further, the invention of claim 4 is the curing treatment method according to claim 1, wherein in the melting step, a laser having a power density of 100 W / mm 2 or more is used, and a laser irradiation time is 0.3 seconds. The above is characterized.
【００１１】また、請求項５の発明は、請求項１に記載
の硬化処理方法において、前記レーザ光は、集光光学系
にて集光されたレーザ光の最小通路部径が０．５ｍｍ以
上の通路部を有する加工ヘッドを通ること、を特徴とす
る。According to a fifth aspect of the present invention, in the curing treatment method according to the first aspect, the laser beam has a minimum passage diameter of 0.5 mm or more condensed by a condensing optical system. Passing through a machining head having a passage part.
【００１２】また、請求項６の発明は、請求項５に記載
の硬化処理方法において、前記レーザ光の通路部は、被
加工物からのレーザ反射光を吸収するように、集光光学
系にて集光された位置から加工点近傍までの形状が円錐
形を有すること、を特徴とする。Further, the invention of claim 6 is the curing treatment method according to claim 5, wherein the passage portion of the laser beam is provided with a condensing optical system so as to absorb the laser reflected light from the workpiece. The shape from the position where the light is collected and the vicinity of the processing point has a conical shape.
【００１３】また、請求項７の発明は、請求項１に記載
の硬化処理方法において、前記溶融工程は、溶融ビード
の重ね部が３ｍｍ以下となるようにすること、を特徴と
する。また、請求項８の発明は、請求項１ないし７のい
ずれかに記載の硬化処理方法によって処理された摺動面
を有するポンプ等のスラストディスクである。Further, the invention of claim 7 is characterized in that, in the curing treatment method of claim 1, the melting step is such that the overlap portion of the molten beads is 3 mm or less. The invention of claim 8 is a thrust disk such as a pump having a sliding surface treated by the curing method according to any one of claims 1 to 7.
【００１４】[0014]
【発明の実施の形態】以下に本発明に係る表面硬化処理
方法およびこの処理方法を用いてなるスラストディスク
の一実施形態を図１に基づき説明する。図１に本実施の
形態のレーザ表面溶融硬化処理法を示す。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of a surface hardening treatment method according to the present invention and a thrust disk using this treatment method will be described below with reference to FIG. FIG. 1 shows a laser surface melt hardening method according to the present embodiment.
【００１５】本実施の形態では、数ｋＷを発振するＣＯ
２レーザ発振器（図示せず）と、レーザ光を集光する集
光レンズ２を含む集光光学系と、シールドガスを供給す
るガス供給系９と、反射光により加熱された加工ヘッド
１１を冷却する冷却水供給系１４と、プラズマや金属蒸
気を吹き飛ばすエアー供給系２０から構成される。In the present embodiment, a CO that oscillates several kW
2 laser oscillator (not shown), a condenser optical system including a condenser lens 2 for condensing laser light, a gas supply system 9 for supplying a shield gas, and a processing head 11 heated by reflected light. The cooling water supply system 14 and the air supply system 20 for blowing away plasma and metal vapor.
【００１６】図示しないＣＯ２レーザ発振器から発振さ
れたレーザ光１を集光レンズ２にて集光し、その後、ビ
ーム径を大きくしたレーザ光を被加工材３（スラストデ
ィスクの摺動部）に照射する。なお、集光光学系は集光
レンズ２以外に、放物面鏡でも良い。表面溶融部にはガ
ス供給路９経由でシールドガス８が供給され、良好なガ
スシールド状態を維持し、表面溶融層１２のビード重ね
部の凹凸を低減している。A laser beam 1 oscillated from a CO 2 laser oscillator (not shown) is condensed by a condenser lens 2, and then a laser beam having a large beam diameter is applied to a workpiece 3 (a sliding portion of a thrust disk). Irradiate. The condensing optical system may be a parabolic mirror instead of the condensing lens 2. The shield gas 8 is supplied to the surface melting portion via the gas supply passage 9, maintaining a good gas shield state and reducing the unevenness of the bead overlapping portion of the surface melting layer 12.
【００１７】通常、集光光学系を保護するため、金属蒸
気などを吹き飛ばすエアー１０を供給するエアー供給系
２０を配置している。そのため、シールドガス８が加工
物近傍より、エアー供給系に吸い込まれ易く、ガスシー
ルドが悪くなり易い。しかし、本実施の形態では最小通
路部径を１．０ｍｍに設定しているため、シールドガス
のエアー巻き込みは防止できる。なお、数ｋＷのＣＯ２
レーザ発振器では集光点でのスポット径（最小ビーム
径）は約０．２〜０．５ｍｍであり、レーザ光１と加工
ヘッド１１が干渉しないように、レーザ光の最小通路部
１５の直径は０．５ｍｍ以上にする必要がある。なお、
最小通路部の形状は円形、多角形など何でも良い。Usually, in order to protect the focusing optical system, an air supply system 20 for supplying the air 10 for blowing away metal vapor is arranged. Therefore, the shield gas 8 is easily sucked into the air supply system from the vicinity of the workpiece, and the gas shield is liable to be deteriorated. However, in the present embodiment, since the minimum passage diameter is set to 1.0 mm, the entrainment of the shield gas in the air can be prevented. Note that several kW of CO 2
In the laser oscillator, the spot diameter (minimum beam diameter) at the focusing point is about 0.2 to 0.5 mm, and the diameter of the minimum passage portion 15 of the laser light is set so that the laser light 1 and the processing head 11 do not interfere with each other. It must be 0.5 mm or more. In addition,
The shape of the minimum passage portion may be circular, polygonal, or any other shape.
【００１８】さらに、図２に示す反射光５が加工ヘッド
のレーザ光通路部の内面を反射しながら減衰するため、
従来法のように、上流側（集光光学系の上流側）の加工
機内通路部や発振器が損傷することを防止できる。図２
は円錐状（円錐台）であるが、球面でも、多角錐でも同
様の効果が得られる。Further, since the reflected light 5 shown in FIG. 2 is attenuated while reflecting on the inner surface of the laser light passage portion of the machining head.
As in the conventional method, it is possible to prevent damage to the inside machine path and the oscillator on the upstream side (upstream side of the focusing optical system). Figure 2
Has a conical shape (conical truncated cone), but the same effect can be obtained with a spherical surface or a polygonal pyramid.
【００１９】レーザ光にはたとえばＣＯ２レーザを用い
る。スラストディスクの基材はマルテンサイト系ステン
レス鋼の、たとえばＳＵＳ４３１を使用する。ＣＯ２レ
ーザの硬化処理条件の一例を以下に示す。A CO 2 laser, for example, is used as the laser light. As the base material of the thrust disk, martensitic stainless steel, for example, SUS431 is used. An example of the curing treatment conditions of the CO 2 laser is shown below.
【００２０】レーザ出力：３〜２０ｋＷ
硬化処理速度：２００〜１００００ｍｍ／分（３〜１６
７ｍｍ／ｓ）
デューティ：２５〜１００％
周波数：１０〜１０００００Ｈｚ
シールドガス：Ａｒ、Ｈｅ、Ｎ２、１０〜２００リット
ル／分（１６７〜３３３３ｍｍ３／ｓ）Laser power: 3-20 kW Curing speed: 200-10000 mm / min (3-16
7 mm / s) Duty: 25 to 100% Frequency: 10 to 100,000 Hz Shielding gas: Ar, He, N 2 , 10 to 200 liters / minute (167 to 3333 mm 3 / s)
【００２１】なお、集光光学系の焦点距離は１２７〜５
０８ｍｍ（５〜２０インチ）でも良い。また、現在大出
力化が進められているＹＡＧレーザを採用してもよい。
ブラスト処理について、図３を用いて説明する。ブラス
トした被加工物の表面粗さＲａ（中心線平均粗さ）と硬
化処理層のビッカース硬さＨｖ＞４００以上の深さの関
係を示している。ブラスト処理にて表面粗さＲａを２５
μｍ以上にすることは容易なことではない。また、ブラ
スト処理を用いて安定した硬化層深さを確保する必要が
ある。そこで、本実施の形態のレーザ硬化処理には表面
粗さＲａ:３〜２５μｍの範囲にのみブラスト処理を実
施した。The focal length of the condensing optical system is 127-5.
It may be 08 mm (5 to 20 inches). Alternatively, a YAG laser whose output is currently increasing may be adopted.
The blast process will be described with reference to FIG. The relationship between the surface roughness Ra (center line average roughness) of the blasted workpiece and the depth of the Vickers hardness Hv> 400 or more of the hardened layer is shown. Surface roughness Ra is 25 by blasting
It is not easy to make the thickness above μm. Further, it is necessary to secure a stable depth of the hardened layer by using a blast treatment. Therefore, in the laser hardening process of the present embodiment, the blasting process is performed only in the range of the surface roughness Ra: 3 to 25 μm.
【００２２】レーザ硬化処理条件は、レーザ出力、照射
ビーム径、硬化処理速度が相互に関係する。そこで、ビ
ッカース硬さＨｖ４００以上の硬化層深さが約１ｍｍ得
られる硬化処理条件について図４に示した。The laser output, the irradiation beam diameter, and the curing processing speed are related to the laser curing processing condition. Therefore, FIG. 4 shows the curing treatment conditions under which the depth of the cured layer having a Vickers hardness of Hv 400 or more is about 1 mm.
【００２３】パワー密度は、レーザ出力［Ｗ］／レーザ
ビーム照射面積［ｍｍ２］を示し、照射時間は、照射レ
ーザビーム径［ｍｍ］／硬化処理速度［ｍｍ／ｓ］を示
す。本実施の形態では、パワー密度＞100［Ｗ／ｍ
ｍ２］、かつ、照射時間［ｓ］＞０．３［ｓ］の範囲
（図４に「適正範囲」として示す。）で、安定した深い
硬化層を得ることができた。The power density indicates the laser output [W] / laser beam irradiation area [mm 2 ] and the irradiation time indicates the irradiation laser beam diameter [mm] / curing processing speed [mm / s]. In this embodiment, power density> 100 [W / m
m 2 ] and irradiation time [s]> 0.3 [s] (indicated as “appropriate range” in FIG. 4), a stable deep hardened layer could be obtained.
【００２４】図４の「適正範囲」における硬化層の硬さ
分布は図５に示したとおりである。パワー密度が小さく
ても、照射時間がある程度長ければ、焼入れ温度以上の
保持時間が長くなり、材料成分の炭素が十分に固溶さ
れ、冷却時にマルテンサイト化が進み、十分な硬化層が
得られた。The hardness distribution of the hardened layer in the "appropriate range" of FIG. 4 is as shown in FIG. Even if the power density is low, if the irradiation time is long to a certain extent, the holding time above the quenching temperature will be long, the carbon of the material component will be sufficiently dissolved, and martensite will progress during cooling, and a sufficient hardened layer will be obtained. It was
【００２５】一般に、原子力部品で問題となる応力腐食
割れを回避するため、スラストディスクの摺動部表面は
顕著な引張残留応力を除去する必要がある。そこで、図
６の残量応力測定結果を用い、極表層を研磨した後の残
留応力を説明する。レーザ表面溶融による硬化処理直後
では、表層に引張残留応力を有しているが、５０μｍ研
磨した場合は表面の引張残留応力を緩和することができ
た。これにより、応力腐食割れに対する耐力をスラスト
ディスクの摺動部に付与することが可能である。Generally, in order to avoid stress corrosion cracking, which is a problem in nuclear parts, it is necessary to remove significant residual tensile stress on the surface of the sliding portion of the thrust disk. Therefore, the residual stress after polishing the pole surface layer will be described using the residual stress measurement result of FIG. Immediately after the hardening treatment by laser surface melting, the surface layer has a tensile residual stress, but when it was polished by 50 μm, the tensile residual stress on the surface could be relaxed. As a result, it is possible to impart a proof stress against stress corrosion cracking to the sliding portion of the thrust disk.
【００２６】スラストディスクの摺動部は面積が大きい
ため、レーザ表面硬化処理は１パスでは不可能であり、
多パス時のビード重ね部の設定が重要である。図７に
は、本実施の形態のビード重ね代と重ね部のビッカース
硬さＨｖ４００以上の深さの関係が示されている。重ね
代３ｍｍ以上の設定では、重ね領域の硬化深さが向上せ
ず、加工時間が増大するだけとなる。そこで、本実施の
形態ではスラストディスクのレーザ硬化処理のビード重
ね代を３ｍｍ以下にすることにより、効率の良いスラス
トディスクの製造が可能となった。さらに、図８にはビ
ード重ね代を３ｍｍにした場合の硬化層表面から０．３
ｍｍ深さの硬さ分布を示しているが、硬化層の中に軟化
域もなく、安定した硬化層を得ることができた。Since the sliding portion of the thrust disk has a large area, the laser surface hardening treatment cannot be performed by one pass.
It is important to set the bead stacking part during multiple passes. FIG. 7 shows the relationship between the bead overlap margin and the depth of the Vickers hardness Hv400 or more of the overlap portion according to the present embodiment. When the overlap margin is set to 3 mm or more, the hardening depth in the overlap region is not improved and only the processing time is increased. Therefore, in the present embodiment, it is possible to efficiently manufacture the thrust disk by setting the bead overlap margin of the laser hardening process of the thrust disk to 3 mm or less. Further, in FIG. 8, 0.3 from the surface of the cured layer when the bead stacking margin is 3 mm.
Although the hardness distribution of mm depth is shown, there was no softened region in the hardened layer, and a stable hardened layer could be obtained.
【００２７】[0027]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の表面硬化
処理方法によれば、反射光によるレーザ加工機の損傷を
防止し、金属表面を効率よく硬化させることが可能にな
る。As described above, according to the surface hardening treatment method of the present invention, it is possible to prevent the laser processing machine from being damaged by the reflected light and efficiently harden the metal surface.
【図１】本発明に係る表面硬化処理方法の溶融工程で使
用されるレーザ装置の要部の模式的縦断面図。FIG. 1 is a schematic vertical cross-sectional view of a main part of a laser device used in a melting step of a surface hardening treatment method according to the present invention.
【図２】図１のレーザ装置の作用を説明するための同レ
ーザ装置の要部の模式的縦断面図。FIG. 2 is a schematic vertical cross-sectional view of a main part of the laser device for explaining the operation of the laser device of FIG.
【図３】ブラスト工程における表面粗さＲａと硬化処理
層のビッカース硬さＨｖ＞４００の領域の深さとの関係
を表すグラフ。FIG. 3 is a graph showing the relationship between the surface roughness Ra in the blasting process and the depth of the region of the Vickers hardness Hv> 400 of the hardened layer.
【図４】溶融工程におけるレーザのパワー密度および照
射時間とビッカース硬さＨｖ＞４００の領域の深さとの
関係を表すグラフ。FIG. 4 is a graph showing the relationship between the laser power density and irradiation time in the melting step and the depth of the region of Vickers hardness Hv> 400.
【図５】レーザ照射後の表面からの距離とビッカース硬
さＨｖとの関係を表すグラフ。FIG. 5 is a graph showing the relationship between the distance from the surface after laser irradiation and Vickers hardness Hv.
【図６】レーザ照射後に研磨を行った場合と行わなかっ
た場合の、表面からの距離と残留応力との関係を表すグ
ラフ。FIG. 6 is a graph showing the relationship between the distance from the surface and the residual stress when polishing is performed after laser irradiation and when polishing is not performed.
【図７】ビード重ね代と、重ね部のビッカース硬さＨｖ
＞４００の領域の深さとの関係を表すグラフ。FIG. 7: Bead overlap margin and Vickers hardness Hv of the overlap portion
The graph showing the relationship with the depth of the area> 400.
【図８】ビード重ね代を３ｍｍとした場合の、硬化層表
面から０．３ｍｍ深さの硬さ分布を表すグラフ。FIG. 8 is a graph showing the hardness distribution at a depth of 0.3 mm from the surface of the hardened layer when the bead stacking margin is 3 mm.
【図９】インターナルポンプのスラストディスクに従来
の高周波焼入れを行う場合のスラストディスクの縦断面
図。FIG. 9 is a vertical cross-sectional view of the thrust disk of the internal pump when the conventional induction hardening is applied to the thrust disk.
【図１０】インターナルポンプのスラストディスクに従
来のレーザ硬化処理を行う場合のレーザ光の経路を表す
模式図。FIG. 10 is a schematic diagram showing the path of laser light when the conventional laser hardening process is applied to the thrust disk of the internal pump.
【図１１】従来のレーザ硬化処理方法による被加工物と
表面溶融部の縦断面図。FIG. 11 is a vertical cross-sectional view of a workpiece and a surface-melted portion by a conventional laser hardening method.
１…レーザ光、２…集光レンズ、３…被加工物、４…高
周波コイル、５…反射光、６…表面溶融部、８…シール
ドガス、９…ガス供給系、１０…エアー、１１…加工ヘ
ッド、１３…冷却水、１５…最小通路部、２０…エアー
供給系。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Laser beam, 2 ... Condensing lens, 3 ... Workpiece, 4 ... High frequency coil, 5 ... Reflected light, 6 ... Surface fusion part, 8 ... Shield gas, 9 ... Gas supply system, 10 ... Air, 11 ... Processing head, 13 ... Cooling water, 15 ... Minimum passage portion, 20 ... Air supply system.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐伯 清文 神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地 株式会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 坂本 博司 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 Ｆターム(参考） 4E068 AH01 CA02 CB09 CD15 CE07 4K042 AA23 BA03 BA09 BA13 DA07 DB04 DC05 4K044 AA03 AB10 BA18 BB01 BC01 BC06 CA07 CA41 CA67 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Kiyofumi Saeki 2-4 Suehiro-cho, Tsurumi-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Toshiba Keihin Office (72) Inventor Hiroshi Sakamoto 8th Shinsugita Town, Isogo Ward, Yokohama City, Kanagawa Prefecture Ceremony company Toshiba Yokohama office F-term (reference) 4E068 AH01 CA02 CB09 CD15 CE07 4K042 AA23 BA03 BA09 BA13 DA07 DB04 DC05 4K044 AA03 AB10 BA18 BB01 BC01 BC06 CA07 CA41 CA67
Claims (8)
ト処理するブラスト工程と、 前記ブラスト工程の後にレーザ光を照射して金属の表面
を溶融させる溶融工程と、 前記溶融工程の後に、自己冷却作用によって硬化層を形
成する硬化工程と、 前記硬化工程の後に、顕著な引張り残留応力のある部分
を除去する除去工程と、 を有すること、を特徴とする表面硬化処理方法。1. A blasting step of blasting a metal so as to make the surface uneven, a melting step of irradiating a laser beam after the blasting step to melt the surface of the metal, and a self-cooling step after the melting step. A surface hardening treatment method, comprising: a hardening step of forming a hardened layer by an action; and a removing step of removing a portion having a remarkable tensile residual stress after the hardening step.
心線粗さを３μｍ以上２５μｍ以下、または、処理した
表面の最大高さを３０μｍ以上１００μｍ以下とするも
のであること、を特徴とする請求項１に記載の硬化処理
方法。2. The blasting step is characterized in that the center line roughness of the treated surface is 3 μm or more and 25 μm or less, or the maximum height of the treated surface is 30 μm or more and 100 μm or less. Item 2. The curing treatment method according to Item 1.
１．５ｍｍ以下の範囲で研磨するものであること、を特
徴とする請求項１に記載の硬化処理方法。3. The curing treatment method according to claim 1, wherein the polishing step polishes the surface layer within a range of 50 μm or more and 1.5 mm or less.
／ｍｍ２以上のレーザを使用し、レーザ照射時間を０．
３秒以上とすること、を特徴とする請求項１に記載の硬
化処理方法。4. The melting step has a power density of 100 W.
/ Mm 2 or more laser is used, and laser irradiation time is set to 0.
The curing treatment method according to claim 1, wherein the curing treatment time is 3 seconds or more.
小通路部径が０．５ｍｍ以上の通路部を有する加工ヘッ
ドを通ること、を特徴とする請求項１に記載の硬化処理
方法。5. The curing treatment according to claim 1, wherein the laser light condensed by the condensing optical system passes through a processing head having a passage having a minimum passage diameter of 0.5 mm or more. Method.
のレーザ反射光を吸収するように、集光光学系にて集光
された位置から加工点近傍までの形状が円錐形を有する
こと、を特徴とする請求項５に記載の硬化処理方法。6. The laser light passage has a conical shape from the position condensed by the condensing optical system to the vicinity of the processing point so as to absorb the laser reflected light from the workpiece. The curing treatment method according to claim 5, wherein
３ｍｍ以下となるようにすること、を特徴とする請求項
１に記載の硬化処理方法。7. The curing method according to claim 1, wherein in the melting step, the overlapping portion of the molten beads is 3 mm or less.
化処理方法によって処理された摺動面を有するスラスト
ディスク。8. A thrust disk having a sliding surface treated by the curing method according to any one of claims 1 to 7.
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| JP2010089522A (en) * | 2008-10-03 | 2010-04-22 | Nsk Ltd | Method for manufacturing rolling bearing unit for supporting wheel |
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2001
- 2001-06-21 JP JP2001187536A patent/JP2003003279A/en active Pending
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