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JPH055593B2 - - Google Patents
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JPH055593B2 - - Google Patents

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JPH055593B2
JPH055593B2 JP60047020A JP4702085A JPH055593B2 JP H055593 B2 JPH055593 B2 JP H055593B2 JP 60047020 A JP60047020 A JP 60047020A JP 4702085 A JP4702085 A JP 4702085A JP H055593 B2 JPH055593 B2 JP H055593B2
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JP
Japan
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laser beam
overlaid
build
overlay
metal
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JP60047020A
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Kazuhiko Mori
Muneya Takagi
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、レーザービームを用いた金属部材表
面の肉盛方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method of overlaying the surface of a metal member using a laser beam.

本発明の方法は、肉盛部位の金属の材質劣化を
防止するとともに、レーザービームの位置合わせ
を容易とするものである。
The method of the present invention prevents material deterioration of the metal in the build-up area and facilitates laser beam alignment.

[従来の技術] 従来、エンジンバルブ等の金属部材表面に、帯
熱性、耐摩耗性の改善、あるいは盛金を目的とし
て異種金属を溶着する、いわゆる肉盛が行なわれ
ている。
[Prior Art] Conventionally, so-called overlaying, in which dissimilar metals are welded to the surfaces of metal members such as engine valves, has been carried out for the purpose of improving heat transfer properties, wear resistance, or for the purpose of overlaying.

これは、金属部材表面の被肉盛部位(肉盛を施
す部位)に肉盛材としての異種金属を供給し、加
熱溶着するものであり、加熱手段としては、近
年、微小部位への加熱精度の良いレーザービーム
を用いることが検討されている。
This is a method in which dissimilar metals are supplied as overlay material to the part to be overlaid (the part to be overlaid) on the surface of the metal component and welded by heating. Consideration is being given to using a laser beam with good quality.

しかし、上記した方法は、以下のごとき欠点を
有する。
However, the above method has the following drawbacks.

第1に、被肉盛部位近傍の母材金属の材質が劣
化しがちである。レーザービームが被肉盛部位か
らずれて、しばしばその周辺部にも照射される結
果、該照射された周辺部の母材金属の溶融により
肉盛部が希釈され、あるいは、ピンホールが発生
するためである。かかる欠点は、特に上記周辺部
が酸化スケールである場合に顕著である。
First, the quality of the base metal near the part to be overlaid tends to deteriorate. As the laser beam deviates from the area to be overlaid and often irradiates the surrounding area, the overlay area is diluted due to melting of the base metal in the irradiated peripheral area, or pinholes are generated. It is. This drawback is particularly noticeable when the peripheral area is oxidized scale.

第2に、量産化が困難である。肉盛すべき多数
の金属部材個々の形状、大きさに若干のバラツキ
があり、したがつてレーザー加工機のワークテー
ブルに金属部材をセツト(セツトは一般に、金属
部材の所定部位をワークテーブルの所定部位に位
置決めして行なう)すると、ワークテーブルに対
する被肉盛部位の位置が金属部材毎に若干ずれる
ため、個々の金属部材毎に精密なレーザービーム
の位置調整が必要だからである。逆に、位置調整
を精密に行なわない場合は、上記第1の欠点が必
然的に発生する。
Second, mass production is difficult. There are slight variations in the individual shapes and sizes of the large number of metal parts to be overlaid, so the metal parts are set on the work table of a laser processing machine (generally, a predetermined part of the metal part is placed on a predetermined position on the work table). This is because the position of the part to be overlaid relative to the work table shifts slightly for each metal member, requiring precise position adjustment of the laser beam for each metal member. On the other hand, if the position adjustment is not performed precisely, the first drawback described above will inevitably occur.

[発明が解決しようとする問題点] 本発明は、上記した事情に鑑み案出されたもの
であり、レーザービームの位置調整が比較的容易
であり、かつ、被肉盛部位周囲近傍の母材金属を
劣化させない肉盛方法を提供するものである。
[Problems to be Solved by the Invention] The present invention has been devised in view of the above-mentioned circumstances, and it is relatively easy to adjust the position of the laser beam, and the present invention can be applied to the base material near the area to be overlaid. This provides a method of overlaying that does not deteriorate metal.

[問題点を解決するための手段及び作用] 本発明は、被肉盛部位周囲近傍の金属部材表面
を、レーザービームに対する反射率の高い金属光
沢面にあらかじめ加工しておくことによつて、上
記欠点を克服するものである。
[Means and effects for solving the problem] The present invention solves the above problems by processing the surface of the metal member near the area to be overlaid in advance into a metallic glossy surface with high reflectance to the laser beam. It overcomes shortcomings.

即ち本発明は、 金属部材表面の被肉盛部位に肉盛材を供給し、
該被肉盛部位にレーザービームを照射して該肉盛
材を該被肉盛部位に溶着するレーザービームを用
いた肉盛方法において、 前記レーザービーム照射に先だち、前記被肉盛
部位の周囲を、レーザービームに対する反射率の
高い金属光沢面に加工することを特徴とするレー
ザービームを用いた肉盛方法である。
That is, the present invention provides the following steps: supplying a build-up material to a site to be built-up on the surface of a metal member;
In a build-up method using a laser beam, which irradiates the area to be built-up with a laser beam to weld the build-up material to the area to be built-up, prior to the laser beam irradiation, the area around the area to be built-up is This is a build-up method using a laser beam, which is characterized by processing a metallic glossy surface with high reflectance to the laser beam.

金属部材は、その表面の少なくとも一部に、耐
熱性、耐摩耗性の改善、あるいは盛金を目的とす
る肉盛(異種金属を被肉盛部位に溶着すること)
を必要とする部材であれば本発明を適用でき、例
えばエンジンバルブ、バルブシート、ロツカーア
ーム等を想定することができる。
Metal parts are overlaid on at least part of their surface for the purpose of improving heat resistance, wear resistance, or overlay (welding of dissimilar metals to the overlay area).
The present invention can be applied to any member that requires this, such as engine valves, valve seats, rocker arms, etc.

被肉盛部位は、上記金属部材表面であつて、上
記肉盛を施すべき部位であり、その形状は、円、
長方形、帯状、リング状等任意である。例えば、
エンジンバルブのバルブフエースの溝部(リング
帯状)がこれに該当する。
The part to be overlaid is the part on the surface of the metal member where the overlay is to be applied, and its shape is circular,
It can be any shape such as rectangle, band shape, ring shape, etc. for example,
This corresponds to the groove (ring band shape) on the valve face of an engine valve.

肉盛材は、前記被肉盛部位に溶着される金属材
料であり、一般に、母材金属とは異なる種類の金
属である。肉盛材は、粉末状として、あるいは、
棒状として上記被肉盛部位に供給される。粉末状
とした場合は、適量を生産性良く供給することが
できる。
The build-up material is a metal material that is welded to the build-up site, and is generally a different type of metal from the base metal. The overlay material can be used in powder form or
It is supplied in the form of a rod to the part to be overlaid. When it is in powder form, an appropriate amount can be supplied with good productivity.

レーザービームの被肉盛部位全面への照射は、
ビーム走査、レーザーヘツドの移動、ワークテー
ブルの移動、及びこれらの組み合わせ等、公知の
レーザー加工機を用いて任意の方法によつて行な
うことができる。また、レーザー増幅媒質は、金
属部材の材料、被肉盛部位の形状及び大きさ、肉
盛材の種類及び材料、必要とされる加熱温度を考
慮して定める。通常はCO2又はYAGを用いる。
Irradiation of the laser beam to the entire area to be overlaid is as follows:
This can be carried out using any known method using a known laser processing machine, such as beam scanning, laser head movement, work table movement, and combinations thereof. Further, the laser amplification medium is determined in consideration of the material of the metal member, the shape and size of the part to be overlaid, the type and material of the overlay material, and the required heating temperature. Usually CO 2 or YAG is used.

本発明では、上記レーザービームの照射に先だ
ち、前記被肉盛部位の周囲の所定部分を、使用す
るレーザービームに対する反射率の高い金属光沢
面に加工しておく。該所定部分の面積及び形状
は、金属部材の形状及び大きさ、被肉盛部位の形
状及び大きさ等を考慮して定める。また、加工
は、電解研磨法、機械加工法等公知の方法を用い
ることができる。なお、光沢面の仕上げの程度
は、使用するレーザービームを、効率良く反射し
得る程度であればよい。
In the present invention, prior to irradiation with the laser beam, a predetermined portion around the part to be overlaid is processed into a metallic glossy surface with high reflectance to the laser beam to be used. The area and shape of the predetermined portion are determined in consideration of the shape and size of the metal member, the shape and size of the part to be overlaid, and the like. Further, for processing, known methods such as electropolishing method and machining method can be used. Note that the degree of finishing of the glossy surface may be such that it can efficiently reflect the laser beam used.

レーザービームのビーム径は、ビーム中心(ビ
ーム中心軸上の点)が被肉盛部位の中心に位置し
た場合において、前記金属光沢面をはみ出さない
大きさとする。逆に、前記金属光沢加工を施すべ
き部分の大きさは、ビーム径をも考慮して定め
る。また、ビーム径は望ましくは、前記被肉盛部
位の短径(被肉盛部位の外周を規定する各辺にお
いて、対向する辺間の距離の最小値;例えば被肉
盛部位が長方形であれば長辺間の距離)よりも大
きいものとする。例えば被肉盛部位が帯状であ
り、レーザービームのビーム中心が、該帯状被肉
盛部位の長軸方向の中心線上を移動する場合は、
ビーム径は帯幅(前記短径)より大きく、かつ、
帯の両側に該帯に沿つて形成されている光沢面を
はみ出さない大きさとする。
The beam diameter of the laser beam is set to a size that does not extend beyond the metallic luster surface when the beam center (point on the beam center axis) is located at the center of the part to be overlaid. On the other hand, the size of the portion to be subjected to the metallic luster treatment is determined by taking into consideration the beam diameter. The beam diameter is preferably the short axis of the part to be overlaid (the minimum distance between opposing sides on each side defining the outer periphery of the part to be overlay; for example, if the part to be overlay is rectangular, (distance between long sides). For example, if the part to be overlaid is band-shaped and the beam center of the laser beam moves on the center line in the longitudinal direction of the part to be overlaid in the form of a belt,
The beam diameter is larger than the band width (the short axis), and
The size is such that the glossy surfaces formed along the band on both sides of the band do not protrude.

かかる本発明の方法によれば、被肉盛部位の周
囲が金属光沢面によつてレーザービームから保護
されているため、被肉盛部位のみにレーザービー
ムを照射することができ、したがつて被肉性部位
周囲の金属部材の劣化を抑制することができる。
また、レーザービームの位置合わせをあまり厳密
に行なわなくともよく、量産化に適している。
According to the method of the present invention, since the area around the part to be overlaid is protected from the laser beam by the metallic shiny surface, it is possible to irradiate only the part to be overlaid with the laser beam. Deterioration of metal members around the fleshy parts can be suppressed.
Furthermore, the positioning of the laser beam does not have to be performed very precisely, making it suitable for mass production.

[実施例] 以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明
する。
[Examples] The present invention will be described below based on specific examples.

第1図は、本発明の実施例方法を適用する金属
部材であるエンジンバルブ7の斜視図であり、第
2図は、本実施例において用いるレーザービーム
1のビーム径を決定する原理の説明図である。
FIG. 1 is a perspective view of an engine valve 7, which is a metal member to which the embodiment method of the present invention is applied, and FIG. 2 is an explanatory diagram of the principle of determining the beam diameter of the laser beam 1 used in this embodiment. It is.

本実施例は、被肉盛部位として自動車用エンジ
ンバルブ7のバルブフエースの溝部6を、また、
肉盛材5として粉末状のコバルト(Co)基肉盛
材(商品名;ステライトNo.6)を用いる場合であ
る。
In this embodiment, the groove portion 6 of the valve face of the automobile engine valve 7 is used as the part to be overlaid.
This is a case where a powdered cobalt (Co)-based overlay material (trade name: Stellite No. 6) is used as the overlay material 5.

まず、第1図に示すように、エンジンバルブ7
のフエース部の溝部6(バルブフエースの傘部8
にリング帯状に形成されている)の両側に、該溝
部6に沿つて帯状に金属光沢面3を旋盤加工法に
よつて形成した。光沢面の仕上げ程度は、仕上げ
記号▽▽であり、また、金属光沢面3の幅Cは
1.0mmとした。
First, as shown in Fig. 1, the engine valve 7
Groove portion 6 of the valve face (cap portion 8 of the valve face)
A belt-like metallic shiny surface 3 was formed along the groove 6 on both sides of the ring belt-like surface (which was formed in a ring belt-shape) by lathe processing. The finish level of the shiny surface is the finish symbol ▽▽, and the width C of the metallic shiny surface 3 is
It was set to 1.0mm.

次に、レーザービームのビーム径Dを B+Ccos45°+Ccos15°≧D D≧B+A/√2 より(第2図参照)、 D=4.8mm とした。ここに、Bは溝部6の幅、Aは肉盛すべ
き多数個のバルブの傘径のバラツキ(多数個のバ
ルブの傘径(φ28)の最大値と最小値の差)であ
り、約0.85mmである。
Next, the beam diameter D of the laser beam was set to D=4.8 mm from B+Ccos45°+Ccos15°≧D D≧B+A/√2 (see Figure 2). Here, B is the width of the groove 6, and A is the variation in the diameters of the multiple bulbs to be overlaid (the difference between the maximum and minimum values of the diameters (φ28) of the multiple bulbs), which is approximately 0.85. mm.

次に上記バルブをレーザー加工機のワークテー
ブルにセツトし、肉盛材としてステライトNo.6
(1.2g/本〜3.0g/本)を供給しつつ、レーザ
ービーム(出力1.0〜5.0kw;照射速度100〜2000
mm/min;ビーム径4.8mm)を照射して該肉盛材
を前記溝部6に溶着した。
Next, set the above valve on the work table of the laser processing machine and use Stellite No. 6 as the overlay material.
(1.2g/piece ~ 3.0g/piece) while supplying laser beam (output 1.0~5.0kw; irradiation speed 100~2000)
mm/min; beam diameter: 4.8 mm) to weld the overlay material to the groove portion 6.

第3図は、本実施例の方法によつて肉盛を行な
つたバルブの断面写真であり、第4図は、従来の
方法によつて肉盛を行なつたバルブの断面写真で
ある。
FIG. 3 is a cross-sectional photograph of a valve overlaid by the method of this embodiment, and FIG. 4 is a cross-sectional photograph of a valve overlaid by a conventional method.

第3図に示すように、本実施例の方法による
と、溝部6の底面の曲線(肉盛材5と溝部6との
境界線)はきれいなレンズ状の曲線を成してい
る。これに対し第4図では、溝部6の周辺部(図
のレンズ状曲線の端部)が、図中白い矢印で示す
ように不規則にゆがんでいる。これは、該周辺部
にもレーザービームが照射されるにもかかわら
ず、該部分には金属光沢面が形成されていないた
め、該部分の母材金属が加熱稀釈化され、また、
ピンホールが発生し、劣化するためである。
As shown in FIG. 3, according to the method of this embodiment, the curve of the bottom surface of the groove portion 6 (the boundary line between the overlay material 5 and the groove portion 6) forms a beautiful lens-shaped curve. In contrast, in FIG. 4, the peripheral portion of the groove 6 (the end of the lenticular curve in the figure) is irregularly distorted as shown by the white arrow in the figure. This is because even though the peripheral area is also irradiated with the laser beam, a shiny metallic surface is not formed in the area, so the base metal in the area is heated and diluted.
This is because pinholes occur and cause deterioration.

[効果] 以上要するに本発明は、金属部材表面の被肉盛
部位に肉盛材を供給しつつ、レーザービームを照
射して肉盛を行なう方法において、ビーム照射に
先だち、被肉盛部位の周囲をレーザービームに対
する反射率の高い金属光沢面に加工するものであ
る。
[Effects] In summary, the present invention provides a method for overlaying by irradiating a laser beam while supplying overlay material to the area to be overlaid on the surface of a metal member. The process involves processing the metal into a shiny metallic surface that has a high reflectance to laser beams.

実施例に述べたところからも明らかなように、
本発明の方法によると、被肉盛部位周辺部に金属
光沢面が形成されており、レーザービームを反射
するため、厳密な位置合わせを要せず、量産化が
比較的容易である。
As is clear from the examples described,
According to the method of the present invention, a shiny metallic surface is formed around the part to be overlaid and reflects the laser beam, so precise positioning is not required and mass production is relatively easy.

また、該周辺部の母材金属による肉盛部の稀釈
化、及び、ピンホールの発生を抑制できる。した
がつて材質の劣化も抑制される。
Further, it is possible to suppress dilution of the built-up portion due to the base metal in the peripheral portion and the generation of pinholes. Therefore, deterioration of the material is also suppressed.

なお、上記発明の原理は、金属部材表面の肉盛
にとどまらず、焼き入れ等種々のレーザー加工に
応用し得ることは明らかである。
It is clear that the principle of the invention described above can be applied not only to overlaying on the surface of a metal member but also to various laser processing such as hardening.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の実施例方法を適用するエンジ
ンバルブの斜視図である。第2図はビーム径決定
の原理説明図である。第3図及び第4図は肉盛後
のバルブの断面を示す金属組織の写真図であり、
第3図は本実施例による場合を、第4図は従来の
方法による場合をそれぞれ表わす。 1……レーザービーム、3……金属光沢面、4
……黒皮部、5……肉盛材、6……溝部、7……
バルブ。
FIG. 1 is a perspective view of an engine valve to which an embodiment method of the present invention is applied. FIG. 2 is a diagram explaining the principle of beam diameter determination. FIGS. 3 and 4 are photographs of the metal structure showing the cross section of the valve after overlaying,
FIG. 3 shows the case according to this embodiment, and FIG. 4 shows the case according to the conventional method. 1...Laser beam, 3...Metallic glossy surface, 4
... Black skin part, 5 ... Overlay material, 6 ... Groove part, 7 ...
valve.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 金属部材表面の被肉盛部位に肉盛材を供給
し、該被肉盛部位にレーザービームを照射して該
肉盛材を該被肉盛部位に溶着するレーザービーム
を用いた肉盛方法において、 前記レーザービーム照射に先だち、前記被肉盛
部位の周囲を、レーザービームに対する反射率の
高い金属光沢面に加工することを特徴とするレー
ザービームを用いた肉盛方法。 2 前記被肉盛部位は帯状を成し、前記レーザー
ビームのビーム中心は該帯状部位の中心線上を移
動し、該レーザービームのビーム径は該帯状部位
の帯幅以上、かつ、前記金属光沢面をはみ出さな
い大きさである特許請求の範囲第1項記載のレー
ザービームを用いた肉盛方法。 3 前記金属部材は、自動車用エンジンバルブで
ある特許請求の範囲第1項記載のレーザービーム
を用いた肉盛方法。 4 前記肉盛材は、金属粉末である特許請求の範
囲第1項記載のレーザービームを用いた肉盛方
法。
[Claims] 1. A laser beam for supplying a build-up material to a part to be built-up on the surface of a metal member, and irradiating the part to be built-up with a laser beam to weld the build-up material to the part to be built-up. A build-up method using a laser beam, characterized in that, prior to the laser beam irradiation, the periphery of the build-up area is processed into a metallic glossy surface with high reflectance to the laser beam. . 2. The part to be overlaid has a band shape, the beam center of the laser beam moves on the center line of the band part, the beam diameter of the laser beam is greater than or equal to the width of the band part, and the beam diameter of the laser beam is greater than or equal to the width of the band part, and A method of overlaying using a laser beam according to claim 1, which has a size that does not protrude. 3. The overlay method using a laser beam according to claim 1, wherein the metal member is an automobile engine valve. 4. The overlay method using a laser beam according to claim 1, wherein the overlay material is a metal powder.
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Cited By (1)

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WO2020009115A1 (en) * 2018-07-06 2020-01-09 日立金属株式会社 Member and production method therefor

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2020009115A1 (en) * 2018-07-06 2020-01-09 日立金属株式会社 Member and production method therefor
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