CN103547697B - 熔融金属镀浴用旋转体及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种相对以往有所改进的旋转体及其制造方法,该熔融金属镀浴用旋转体,具有至少外周面是由陶瓷构成、外观大致为圆柱形的主体部,所述熔融金属镀浴用旋转体,其特征在于:在所述主体部的外周面上,在与旋转轴心相交叉的方向上形成有槽,在所述槽的底表面上,沿该槽的长边方向形成有多列微槽。也可不形成沿所述长边方向的微槽而形成宽度方向的多列微槽。

Description

熔融金属镀浴用旋转体及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种具有主体部的熔融金属镀浴用旋转体及其制造方法,所述主体部的外观大致为圆柱形,其至少外周面是由陶瓷构成的。
背景技术
作为上述技术领域涉及的熔融金属镀浴用旋转体,在将锌和铝等金属镀层形成在钢板的表面形成金属覆镀钢板的金属覆镀钢板生产线中,有一种浸渍在熔融金属覆镀装置的镀浴中使用的熔融金属镀浴用辊,下述专利文献1中公开有涉及该熔融金属镀浴用辊的以往技术。
在上述专利文献1中,作为熔融金属镀浴用辊,公开的是在金属或无机物制辊本体的外周面设置有螺旋状或多条环状槽的液中用高抓力辊,其特征在于所述槽的形状满足规定的公式。
现有技术文献
专利文献
专利文献1专利公开2003-55782号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
在上述专利文献1中,作为液中用高抓力辊,公开了一种是熔融金属镀浴用旋转体的熔融金属镀浴用辊,使该辊的表面与钢板紧贴可搬运钢板而不打滑,优点在于可形成金属镀层而防止打滑引起的刮痕,并且由金属或无机物构成因而寿命长。但是,从提高熔融金属覆镀钢板的品质及降低成本的角度出发,则需要进一步对熔融金属镀浴用旋转体进行改善。
本发明是本申请的发明人锐意研究相关需要而做出的发明,旨在提供相对以往技术而有所改善的旋转体及其制造方法。
解决技术问题的手段
解决上述技术问题的本发明的第一实施方式,是一种具有大致呈圆柱形的主体部的熔融金属镀浴用旋转体,所述主体部,至少其外周面是由陶瓷构成的,其特征在于:主体部的外周面上形成有与旋转轴心相交叉的槽,该槽的底表面上形成有沿该槽的长边方向的多列微槽。在这种情况下,微槽的开口宽度优选50~500μm。
解决上述技术问题的本发明的第二实施方式,是在上述熔融金属镀浴用旋转体中,形成沿宽度方向的多列微槽,取代沿所述长边方向的微槽的熔融金属镀浴用旋转体。在这种情况下,微槽的深度优选为30~200μm。
另外,上述槽在沿宽度方向的剖面图中,优选具有向其开口方向展开的倾斜的侧壁,该侧壁也可具有台阶。
进而,在上述槽的表面优选形成玻璃相,进而上述多列微槽彼此间的凸部的顶部表面优选大致呈平坦面或大致呈半球面。
进而,在沿宽度方向的剖面图中,优选在槽的角部形成R面。
此外,优选在沿旋转轴心的剖面图中的上述槽的形状,是大致呈矩形、大致呈三角形、大致呈U字形或大致呈梯形中的一种,在沿旋转轴心的方向上形成多个该槽,多个槽中相邻的槽之间形成平坦部,平坦部的与轴平行的方向上的宽度在3mm以上。
此外,在沿旋转轴心的方向上形成多个上述槽,在所述多个的槽中相邻的槽之间形成平坦部,优选具有在该平坦部上形成比上述槽浅的中间槽,或具有与旋转轴心相交叉的角度不同于上述槽的、形成在圆周上的多个中间槽,该中间槽适合设置为不与上述槽相连接的状态。
再有,构成上述熔融金属镀浴用旋转体的主体部的陶瓷适合设置为氮化硅材质陶瓷。
本发明的第二实施方式,是适合制造上述实施方式的熔融金属镀浴用旋转体的方法,所述制造方法用于制造具有外观大致为圆柱形的主体部,所述主体部,至少其外周面是由陶瓷构成的;以及具有形成在主体部上的槽的旋转体,所述槽与旋转轴心交叉,所述熔融金属镀浴用旋转体的制造方法,其特征在于:具有第一槽形成工序,使主体部旋转,并沿第一扫描线在主体部的外周面上照射激光形成第一槽;以及第二槽形成工序,在所述第一槽形成工序之后使主体部旋转,并沿第二扫描线在第一槽的底表面上照射激光形成比第一槽深的第二槽,第一扫描线和第二扫描线的配置不同。
在上述制造方法中,第一扫描线及第二扫描线也可均设定为沿旋转轴心的方向,在这种情况下,优选设置为第一槽形成工序和第二槽形成工序中的主体部的圆周速度不同。
再有,在上述制造方法中,第一扫描线及第二扫描线也可设置在与旋转轴心交叉的方向上。
进而,优选在宽度方向上在槽的端部上,激光的单位面积的能量密度降低,在该端部上形成R面。
另外,优选在激光加工工序之后,具有至少对槽实施喷丸的喷丸工序。
发明效果
采用本发明,可解决该技术问题。
附图说明
图1是覆镀钢板生产线的结构示意图。
图2是示出图1的熔融金属镀浴装置的结构图。
图3是示出图2的熔融金属镀浴用旋转体的第一实施方式的主视图。
图4(a)是图3的熔融金属镀浴用旋转体的槽的局部放大主视图。
图4(b)是图4(a)的A-A剖面图。
图4(c)是图4(b)的F部放大图。
图5是示出图2的熔融金属镀浴用旋转体的第二实施方式的主视图。
图6(a)是图5的熔融金属镀浴用旋转体的槽的局部放大主视图。
图6(b)是图4(a)的B-B剖面图。
图6(c)是图4(a)的C-C剖面图。
图7是图3的熔融金属镀浴用旋转体的制造装置的结构示意图。
图8(a)是说明以图7的制造装置进行熔融金属镀浴用旋转体的第一槽的形成工序的剖面图。
图8(b)是说明以图7的制造装置进行熔融金属镀浴用旋转体的第二槽的形成工序的剖面图。
图8(c)是在图8(b)的第二槽的形成工序后实施喷丸后的槽的状态的剖面图。
图9(a)是是图2的熔融金属镀浴用旋转体的第三实施方式的主体部主视图。
图9(b)是图9(a)的K-K剖面图。
图9(c)是示出图9(a)的熔融金属镀浴用旋转体运行状态的概念图。
图9(d)是图9(a)的熔融金属镀浴用旋转体的第一变形实施方式的主体部主视图。
图9(e)是图9(a)的熔融金属镀浴用旋转体的第二变形实施方式的主体部主视图。
图10是图2的熔融金属镀浴用旋转体的第四实施方式的主体部主视图。
图11是条纹状痕迹的概念图。
具体实施方式
以下,参照附图,以作为具体实施方式的熔融金属镀浴用辊的第一实施方式~第四实施方式,对本发明进行说明。另外,在以下的说明中,以作为熔融金属镀浴用旋转体的熔融金属镀浴用辊为例进行了说明,但本发明可适用于熔融金属镀浴中使用的辊、滚筒等其它的旋转体。进而,以下说明的本发明的各要素可单独或适当组合使用,只要是不超出本发明的效果就可做适当变形而使用。
[覆镀钢板生产线、熔融金属覆镀装置]
首先,参照图1及2,针对熔融金属覆镀装置及装入该熔融金属覆镀装置的覆镀钢板生产线进行说明,其中所述熔融金属覆镀装置用于将本发明的第一实施方式及第二实施方式的所述的熔融金属镀浴用辊沉没辊1或2浸渍在熔融金属镀浴中。
如图1所示,制造锌覆镀钢板、铝覆镀钢板或锌-铝合金覆镀钢板等金属覆镀钢板的覆镀钢板生产线,对从安装在开卷机中的热轧酸洗卷或冷轧卷拉出的钢板P实施预处理,为实施材质调整而进行退火处理,接着将钢板浸渍到熔融金属覆镀装置80的熔融金属镀浴中制成钢板P1,在其表面附着有由锌或铝或他们的合金构成的熔融金属,之后冷却钢板P1使附着的熔融金属冷却凝固,使之通过平整机,将钢板P1卷取到张力卷筒中出厂。
图2是示出图1中进行的熔融金属镀浴的熔融金属覆镀装置80的大体结构、从正面看的剖面图。熔融金属覆镀装置80具有:浴槽82,其中放入熔融金属镀浴(以下有时只称为“镀浴”);防护部83,其浸渍在镀浴81的表层部分用于防止导入镀浴81内的钢板氧化;沉没辊1,其配置在镀浴81中;一对支持辊9、9,其在镀浴81内位于沉没辊1或2的上方;以及气体擦拭喷嘴86,位于距镀浴81的表面稍靠上方的位置。不对沉没辊1自身施加外部驱动力,依靠与通过的钢板进行接触而得到驱动。再有支持辊9、9,通常的例子是一个支持辊9是与外部马达(未图示)连接的驱动辊,另一个支持辊9是非驱动辊。另外,也有不对支持辊9施加外部驱动力的无驱动式。作为熔融金属镀浴用辊的沉没辊及一对支持辊9、9,由安装在框架84、85上的轴承87、88自由旋转地分别支撑,总是作为一个整体浸渍在镀浴81内。
钢板P经防护部83斜向进入镀浴81内,经沉没辊1后前进方向变为上方,在镀浴81中上升的钢板P由一对支持辊9、9夹在两侧,保证路线并防止弯曲和振动。气体擦拭喷嘴86向从镀浴81出来的钢板P1喷出高速气体。通过高速气体的气体压力及喷出角度来调整附着在钢板P1上的熔融金属覆镀的厚度使其均匀。这样一来即可得到实施了熔融金属覆镀的钢板P1。
[第一实施方式]
针对组装在图2的覆镀装置80中的、作为本发明的第一实施方式的沉没辊(以下有时仅称为“辊”)1的结构,参照作为其主视图的图3及是图3的槽的局部放大图的图4来说明。再有,对下面说明的第二实施方式的沉没辊2也是一样,基本上以沉没辊为例说明的结构可适用于支持辊等熔融金属镀浴用旋转体。
图3中主视图所示的辊1具有由图2所示的钢板P接触的陶瓷构成的外周面的外观大致呈圆柱形的主体部1a,以及与主体部1a的旋转轴心D同轴从主体部1a的两端向水平方向延伸的外观大致呈圆柱形的轴部1b。另外,本实施方式的辊1均由以陶瓷构成的实心主体部1a和轴部1b无接缝一体构成,但也可构成为将与主体部1a分体的陶瓷制或金属制的轴部1b固定在主体部1a的两端。在这种情况下,从耐热冲击性及易于制造性的角度出发,主体部1a、轴部1b优选构成为具有中空部的大致呈圆筒形状的结构。再有,主体部1a可构成为在大致呈圆柱形的金属制基体的外周面上例如通过熔射等直接形成陶瓷层,或嵌入陶瓷制的套筒。即作为旋转体的辊1只要构成为与熔融金属镀浴(以下有时称为“镀浴”)及钢板直接接触的、至少其主体部1a的外周面是以陶瓷制成的即可。
在主体部1a的外周面,形成有用于排出介于该外周面和与该外周面接触的钢板之间的镀浴,提高钢板对主体部1a的附着性的槽1c、1d。另外,该槽1c、1d还具有排出镀浴中包含的残渣的同时,抑制残渣引起的金属镀层不良的作用。
此处,一对槽1c、1d均向着与辊1的旋转轴心D交叉的方向,以如下的优选形态而形成。即在沿旋转轴心D的方向(以下称为轴心方向)上距主体部1a的中心线E靠左方配置的一个槽1c在从左方的轴部1b的端面向轴心方向看主体部1a的情况下,形成为右旋的螺旋状,距中心线E靠右方配置的另一槽1d隔中心线E与一个槽1c成轴对称,在从右方的轴部1b的端面向轴心方向看主体部1a的情况下,形成为左旋的螺旋状。如槽1c、1d的这种优选形态,将槽1c、1d设置为相对轴心方向上的主体部1a的中心线E左右对称,由此,不仅能将镀浴及渣滓等残渣(异物)有效地排出到主体部1a外,而且可将与轴心方向上的钢板的主体部1a的接触位置维持在中央部,以此可抑制因在金属覆镀钢板表面形成的刮痕和损伤等导致钢板向轴心方向打滑。
如图3的槽1c、1d的放大平面图的图4(a)及图4(a)的A-A剖面图的图4(b)所示,在槽1c、1d的底面,沿槽1c、1d延伸方向的长边方向形成有多列微槽1e。另外,在图4(a)中,为了理解而将微槽1e显示为直线状,但如果微槽1e彼此并列的话则也可弯曲。
槽1c、1d如与长边方向正交的宽度方向上的剖面图的图4(b)所示,具有从其底面两端向槽1c、1d的开口方向的上方竖起,与主体部1a的表面相连接的两面的侧壁1f、1f。该侧壁1f、1f在从剖面图看,也可为与底面垂直竖起来的形态。但是,从(1)增大侧壁1f、1f与底面的交点的角部的角度增强耐热冲击性,抑制主体部1a的破损这一点、(2)增大槽1c、1d的横截面积提高镀浴的流量,从主体部1a的表面更快地排出镀浴及残渣这一点看,如图4(b)所示,侧壁1f、1f优选在宽度方向的剖面图上是向开口展开的倾斜的面。
再有,本实施方式的槽1c、1d中,作为优选要件,在上述侧壁1f、1f和作为主体部1a的表面的平坦面1y之间,形成有与两者相连的连接面1g、1g,连接面1g、1g构成为通过在侧壁1f、1f和主体部1a的表面的交点上存在尖锐的角部,而防止与主体部1a的平坦面1y相接触的钢板上产生伤口的面。而且,本实施方式的连接面1g、1g是平滑连接侧壁1f、1f和主体部1a的表面的R面,但也可为C面。该连接面1g、1g优选在后述的喷丸工序形成。
进而,例如熔融锌覆镀时,由于将镀浴加热到450℃的高温,所以在向镀浴中浸渍或从镀浴中提起时,辊1因快速加热、冷却产生的热应力起作用,如在槽1c、1d的底面有尖锐角部,则槽1c、1d可能以该角部为起点出现破损。因此,本实施方式的槽1c、1d中,如图4(b)所示,沿宽度方向的剖面图中,在该角部设置R面1i。该R面1i如后文所述,优选通过只在槽1c、1d的端部调整激光加工条件来形成。
并列设置在槽1c、1d的底面的多列微槽1e,具有调整流经槽1c、1d的镀浴的流线、使镀浴及其中包含的残渣顺畅流过槽1c、1d,迅速排出主体部1a外的功能。关于该微槽1e,参照图4(b)的F部的剖面放大图的图4(c)来详细说明。如图4(c)所示,沿多个并列的凹部的微槽1e的各个宽度方向的剖面形状,大概为大致的矩形状或槽宽向下方(微槽1e的开口的相反方向)缩小的大致的梯形或大致的三角形,但各个形状、尺寸、配置等实施方式的要素也可不相同。即如图4(c)所示,凹状的微槽1e如起到上述作用、效果,在槽部1c、1d的底面沿长边方向形成多列即可,各个微槽1e的形状、大小、侧壁及底面的配置位置也可不均匀。进而,微槽1e无需配置为隔着凸部1h而密切接触的状态,也可配置为顶部表面宽阔而隔着凸面1h以宽阔的间隔分散配置的状态。但是,从上述的整理镀浴流这一点看,其开口宽度均优选在500μm以下。另一方面,为防止捕捉镀浴中包含的残渣等微小的异物后槽1c、1d闭塞,微槽1e的开口宽度均优选在50μm以上。此处,微槽1e的开口宽度是指在图4(c)中符号G所示的、在宽度方向上在微槽1e的两端形成的凸部1h的顶部间的距离。
进而,宽度方向上介于并列设置的微槽1e之间的凸部1h的顶部表面也可为锐角形状,但为了不捕捉镀浴中包含的残渣等异物,优选将该顶部表面设置为光滑的大致平面或大致半球面。这样的面优选在后文的喷丸工序中形成。再有,为了抑制与在槽1c、1d中流动的镀浴的反应所引起的槽1c、1d的表面的损耗,所以在槽1c、1d的表面优选形成有玻璃相。这样的玻璃相适合通过后文的激光进行的槽加工来制作。
进而,为了提高对主体部1a的钢板的附着性,如图3所示,沿宽度方向的剖面图的槽1c、1d的形状是大致矩形、大致三角形、大致U字形或大致梯形的任意一种,优选在相邻的槽1c、1d之间形成的平坦部1y的、宽度方向上的宽度在3mm以上。
[第二实施方式]
针对替代上述第一实施方式而组装到图2的覆镀装置80中的、作为本发明的第二实施方式的沉没辊2的结构,参照其主视图图5及图5槽的局部放大图图6进行说明。另外,在图5及6中,对与上述第一实施方式的沉没辊1相同的构成要素标注相同符号,省略详细说明。
第二实施方式的辊2具有与上述第一实施方式的辊1相同的主体部1a和轴部1b,但在其主体部1a的外周面上形成的槽2c,形成为在从正面看的情况下与旋转轴心D正交的方向上,从轴心方向看的情况下呈圆环形的形态,进而,沿轴心方向几乎等间隔配置多条槽2c,在这一点上与辊1的槽1c、1d不同。另外,无需沿轴心方向等间隔设置多条槽2c,例如也可以窄间隔在主体部1a的端面侧、以宽间隔在中央部设置槽2c,反之亦可。再有,槽2c也可配置为不是与旋转轴心D正交的方向而是倾斜的方向。进而,本实施方式的槽2c和上述辊1的螺旋状的槽1c、1d也可与主体部1a复合形成。
如图5的槽2c的放大平面图图6(a)、图6(a)的B向视图图6(b)及图6(a)的C―C剖面图图6(c)所示,在槽2c的底面上沿其宽度方向形成有多列微槽2e。另外,在图6(a)上,为便于理解而使微槽2e显示为直线状,但微槽2e彼此并列的话也可弯曲。再有,微槽2e无需形成为相对槽2c的宽度方向平行,只要能起到下述说明的作用、效果,也可配置为倾斜状态。
如是沿宽度方向的剖面图的图6(c)所示,槽2c具有将从其底面的两端竖起来的侧壁2f、2f和主体部1a的表面连接起来的连接面1g。而且,侧壁2f、2f与上述辊1的槽1c、1d的侧壁1f、1f相同形成为向上方展开,但侧壁2f、2f相对侧壁1f、1f的不同点是由多个段部构成。这样,优选在侧壁2f、2f上设置段部,以此可形成从槽2c的底面向主体部1a的外周面缓缓展开的侧壁2f、2f,可使槽2c的连接面1g上的应力集中更加趋缓。再有,通过增加槽2c的表面积,可防止捕捉到残渣等微小的异物而使槽2c闭塞。
此处,与槽2c的底面并列设置的多列微槽2e具有如普通水车的叶片那样,将从其侧面将流入槽2c的镀浴排出,使镀浴及其中所含的残渣迅速排到主体部1a之外的功能。即如图6(b)所示,配置的方向以外的要素为与上述辊1的微槽1e基本相同的要素构成的微槽2e在长边方向的剖面图上具有侧面2i及2j(也有凸部2h的侧面)。而且,如辊在图中符号I所示的箭头方向上旋转,则位置与其旋转方向相反的侧面2j将流入槽2c的镀浴81排出。排出的镀浴81在与主体部1a的外周面接触的钢板P和槽2c所形成的通道状空间中流动,如钢板P从主体部1a脱离,则从槽2c的开口向主体部1a外排出。为使其像这样发挥排出镀浴的功能,图6(b)所示的微槽2e的深度优选均在30μm以上。另一方面,为防止壁厚的突变部上的主体部1a的热冲击导致的破裂,微槽2e的深度H均优选在200μm以下。此处,微槽2e的深度指在图6(b)符号H所示的、从微槽2e的顶点到底面的距离。
[第三实施方式]
对于替代上述第一实施方式而组装到图2的覆镀装置80中的、作为本发明的第三实施方式的沉没辊3的结构,参照其主视图图9进行说明。另外,在图9中,对与上述第一或第二实施方式的沉没辊1、2相同的构成要素标注相同符号,省略详细说明(对之后说明的第四实施方式的沉没辊也是同样)。
如仅作为第三实施方式的辊3的主体部1a的主视图的图9(a)所示,辊3具有与多个沿轴心方向形成在该主体部1a上的第二实施方式的辊2相同的槽2c,但在图中细线所示的、相邻的槽2c之间设置的平坦部1y的中央具有1条中间槽3k的点上,与第二实施方式的辊2不同。另外,在槽2c(以下在第三实施方式的辊的说明项中,为便于理解将“槽2c”称为“主槽2c”。在之后说明的第四实施方式的辊中也相同。)设为底面上,取代设置在上述第二实施方式的辊2上的沿宽度方向的微槽2e,形成在第一实施方式的辊1上的沿长边方向的微槽1e。此处,在本实施方式的辊3中,在从轴心方向看剖面图呈圆环形的中间槽3k与主槽2c相同地与旋转轴心D正交地多条配置在相邻的主槽2c的各条间的平坦部1y上。而且,如是图9(a)的K-K剖面图的图9(b)所示,以一定宽度M3形成的中间槽3k的深度M4比主槽2c的深度M2浅,因此中间槽3k的底面的外直径比主槽2c的底面的外直径大。采用具有此种结构的中间槽3k的辊3,则可起到下面这样的作用效果。
即正如众所周知的为防止钢板的打滑而在操作中使用在表面形成有槽的辊,则有时在图11所示的覆镀后的钢板P1上,会产生由镀浴的附着厚度差引起的、几乎没有几何学的高度差的光学上可确认的程度的条纹状痕迹W。像这样的条纹状痕迹W,在追求漂亮的外观的汽车车身或家电的外壳上使用的覆镀钢板时会出现问题,但其产生的原因已知是附着在钢板的表面的镀浴的厚度在与辊的槽对应的位置厚,在与平坦部对应的位置薄。而且,如在操作中使用设置了上述形成有第一实施方式的微槽1e形成的主槽1c或形成有第二实施方式的微槽2e主槽2c的辊,则流经该主槽1c或主槽2c的镀浴的流线变得圆滑,变为在从辊离开的钢板的表面易于长时间厚厚地附着从主槽1c或主槽2c流出的镀浴的状态,尤其是在镀浴的整流效果大的第一实施方式的微槽1e的情况下,条纹状痕迹W有可能变得更明显。
但是,采取具有上述结构的中间槽3k的辊3的话,则从底面的外直径大于主槽2c的中间槽3k流出的镀浴的流速变得大于从主槽2c流出的镀浴。而且,将中间槽3k设置在主槽2c的各条间的平坦部1y,通过使之完全与主槽2c相邻,正如其操作时的状态的概念图的图9(c)所示,图中实线的范围的从中间槽3k流出的流速快的镀浴的流线J1动荡的同时扩散,与图中虚线的范围的从相邻的主槽2c流出的镀浴的流线J2冲突,使该镀浴的流线J2变乱。通过从这样的主槽2c流出的镀浴的流线J2发生变乱,可尽早减小钢板上附着的镀浴的厚度,抑制条纹状痕迹的产生。
另外,从上述中间槽3k的作用效果看,中间槽3k无需形成在主槽2c各条之间的全部的平坦部1y上,例如也可仅在主体部1a的中央侧或端部侧等一部分上形成。再有,也可设置为在一个平坦部1y上的中间槽3k的条数不受限定,在如图9(a)所示的辊3的第一变形方式的辊4的主体部1a的主视图的图9(d)中如细线所示,为提高条纹状痕迹的抑制效果而在一个平坦部1y上设置两条中间槽4k,分别配置为与第一槽2c相邻。进而再有,无需将中间槽3k形成为圆环状,如形成为从轴心方向看剖面图时只有主体部1a的一部分为圆弧形,更优选的是从正面看时为虚线状,则条纹状痕迹的抑制效果增强。进而,从同样的观点看,中间槽3k无需全部设为相同深度的M4或宽M3,也可改变其深度M4的一部分在其底面形成凹凸,或改变其宽M3的一部分设置出宽窄。在中间槽3k的深度有一部分改变时,则在该一部分中也可具有深于主槽2c的深度M2的部分,只要中间槽3k中浅的部分的底面的深度M4浅于主槽2c即可。
进而,中间槽3k只需形成在主槽2c的各条间的平坦部1y上即可。即在图9(a)所示的辊3的第二变形方式的辊5的主体部1a的主视图的图9(e)中如细线所示,也可将螺旋状的中间槽5k设置在平坦部1y上。通过设置这样的螺旋状的中间槽5k,变为从该中间槽5k流出的镀浴的流线的轴心方向的位置随着辊4的旋转而变化,可更有效地抑制条纹状痕迹。
[第四实施方式]
针对替代上述第一实施方式而组装到图2的覆镀装置80中的、作为本发明的第四实施方式的沉没辊6的结构,参照仅是其主体部的平面图的图10进行说明。
如图10所示,第四实施方式的辊6具有多个沿轴心方向形成在主体部1a上的主槽2c,但如图中细线所示,设置在相邻的主槽2c之间的平坦部1y上具有中间槽6k,与该中间槽6k的旋转轴心相交叉的角度与所述第一槽不同,在圆周上形成有多个这一点上,不同于第二实施方式的辊2。另外,本实施方式的主槽2c的底面上也形成有设置在第一实施方式的辊1上沿长边方向的微槽1e。
采用具有该中间槽6k的辊6,从中间槽6k流出的镀浴的流线也会扰乱从主槽2c流出的镀浴的流线,能有效抑制与上述第三方式的辊3相同的条纹状痕迹。另外,与中间槽6k的旋转轴心D相交叉的角度或形状并不受图示限定,根据操作条件适当设定。即设置在圆周上的多个中间槽6k的、分别与各旋转轴心D相交叉的各角度无需全部相同,可通过在圆轴上的位置设置为不同角度,其剖面形状或平面形状也可适当设置。
另外,在中间槽形成于平坦部的上述第3或第4方式的辊3~6中,为不扰乱流通主槽的镀浴的流线而有效地排出残渣,中间槽优选设置为与主槽不相连的状态。
[第一实施方式的辊1的制造方法]
关于上述辊1的制造方法,参照图7和8进行说明。
对构成上述主体部1a及轴部1b的材料的陶瓷进行说明。另外,在本发明涉及的旋转体上,只有主体部1a必须为陶瓷,轴部1b例如也可由金属或树脂等构成,但尤其是熔融金属镀浴用旋转体是在高温环境、腐蚀环境中使用,所以为防止使用中旋转体发生破损或损耗,而优选所有部件均由陶瓷构成。
对于陶瓷,根据旋转体的使用环境等作业条件而需要具有耐热冲击性、耐腐蚀性等,可使用氧化铝、氧化锆、氧化硅等氧化物陶瓷、硼化锆、硼化钛,硼化物(硼化ボロン)等硼化物陶瓷、碳化硅、碳化硼等碳化物陶瓷,或碳等无机材料。而且,本实施方式的熔融金属镀浴用辊由于在浸渍于及取出镀浴时会被迅速加热、冷却,需要有优越的耐热冲击性。因此,作为构成熔融金属镀浴用辊的陶瓷,优选热导率高的氮化硅、氮化铝等氮化物陶瓷,相对作为镀浴的熔融金属具有很高的耐熔损失性及耐磨损性,尤其优选高温强度出色的氮化硅系陶瓷。以下对适于构成熔融金属镀浴用辊的氮化硅系陶瓷进行详细说明,氮化硅陶瓷本身可以与专利公开2001-335368号记载的产品相同。
存在于氮化硅系陶瓷中的铝及氧构成声子散射源,使热导率降低。氮化硅系陶瓷由氮化硅粒子和其周围的晶界相构成,铝及氧包含于这些相。由于铝具有与硅接近的离子半径,所以易于固溶在氮化硅粒子内。通过铝的固熔导致氮化硅粒子本身的热导率降低,氮化硅系陶瓷的热导率显著降低。从而,氮化硅系陶瓷中的铝含有量必须尽量少。
作为烧结助剂而添加的氧化物中的氧多存在于晶界相中。为实现氮化硅系陶瓷的高热导率化,需要降低相热导率比氮化硅粒子低的晶界相的量。烧结助剂的添加量的下限是得到具有8.5%以上的相对密度的烧结体。需要通过使烧结助剂的添加量在该范围内尽量少,使晶界相中的氧含量降低。
若以氧含量少的氮化硅粉末为原料,由于能减少晶界相中的氧含量所以晶界相的量本身也可减少,而实现烧结体的高热导率化,但由于烧结过程中生成的SiO2的量减少而变得难以烧结。但使用烧结性优于其他氧化物的MgO作为烧结助剂的话,则减少烧结助剂的添加量,仍可得到致密的烧结体。其结果是烧结体的热导率快速上升。
可与镁一同添加作为烧结助剂的例如有Y、La、Ce、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu等元素周期表第3族(后述)。其中,根据烧结温度及压力不会变得过高这一点优选Y、La、Ce、Gd、Dy、Yb。
本发明中使用的氮化硅系陶瓷在常温下的热导率为50W/(m、K)以上,更为优选的是在60W/(m、K)以上。从而,氮化硅系陶瓷中的氧含量在要得到50W/(m、K)以上的热导率时是5重量%,在要得到60W/(m、K)以上的热导率时是5重量%。再有氮化硅粒子中的氧含量在要在要得到50W/(m、K)以上的热导率时是2.5重量%以下,在要得到60W/(m、K)以上的热导率时是1.5重量%以下。进而氮化硅系陶瓷中的铝的含有量在要得到50W/(m、K)以上的热导率时是0.2重量%以下,在要得到60W/(m、K)以上的热导率时是0.1重量%以下。
优选氮化硅系陶瓷中的镁MgO换算和元素周期表第3族元素氧化物的合计量是0.6~7重量%。该合计量不足0.6重量%的话,烧结体的相对密度不足95%不充分。另一方面如果超过7重量%,则热导率的低的晶界相的量变得过剩,烧结体的热导率不足50W/(m、K)。优选MgO+第3族元素氧化物为0.6~4重量%。
优选MgO/第3族元素氧化物的重量比是1~70,更为优选的是1~10,最好是1~5。MgO/第3族元素氧化物不足1的话,则晶界相中的稀土类氧化物的比例过多,所以变得难以烧结无法得到致密的烧结体。再有,MgO/第3族元素氧化物超过70的话,则在烧结时无法抑制Mg的扩散,烧结体表面上产生色斑。MgO/IIIA2O3在1~70的范围内的话,则通过以1650~1850℃进行烧结而高热导率化显著。以1800~2000℃对烧结体进行热处理的话,则热导率可进一步升高。通过热处理而提高导热率是由氮化硅粒子的成长和蒸气压力高的MgO的挥发引起的。
氮化硅粒子中的铝、镁及元素周期表第3族元素的合计量优选在1.0%以下。
氮化硅烧结体中的β型氮化硅粒子中,短轴径在5μm以上的β型氮化硅粒子的比例超过10体积%的话,则烧结体的热导率提高,但由于导入组织中的粗大粒子作为破坏的起点而起作用所以破坏强度显著下降,得不到700Mpa以上的抗弯曲强度。从而,氮化硅烧结体中的β型氮化硅粒子中,短轴径在5μm以上的β型氮化硅粒子的比例优选在10体积%以下。同样,为了抑制导入组织中的粗大粒子作为破坏的起点而起作用,β型氮化硅粒子的长宽比优选在15以下。
在沉没辊1上形成主体部1a的氮化硅系陶瓷,对急剧的温度变化需要具有足够的抵抗力。对急剧的温度变化的抵抗力如下述式(1):
R=αc(1-ν)/Eα(1)
(其中,αc:常温的四点抗弯曲强度(MPa)、ν:常温的泊松比、E:常温的杨氏模量(MPa)、α:从常温到800℃的平均热膨胀系数)
所表示的系数R优选在600以上,更优选的是在700以上。系数R不足600的话辊存在破坏的可能。系数R通过测试从辊裁出的试验片的常温下的四点抗弯曲强度αc(MPa)、常温下的泊松比ν、常温下的杨氏模量E(MPa)及常温到800℃的平均热膨胀系数α求出。
图7是示出由具有如上所述的陶瓷构成的主体部1a的辊1的、形成在该主体部1a的外周面的槽1c、1d的制造装置10的大致结构的平面图。另外,制造装置10是利用激光在主体部1a的表面形成槽1c、1d的装置,以下说明的辊1的制造方法是使用该制造装置10的槽1c、1d的适合的形成方法。但是,槽1c、1d例如可通过沿槽1c、1d实施遮蔽的喷丸加工或化学刻蚀、使用与槽1c、1d的剖面形状相似的成形金刚石磨石的研磨加工等各种方法成形。再有,对上述已说明的中间槽3k~6k也可同样地来成形。
在正在形成槽1c状态下的图7所示的制造装置10中,符号10a是基座,符号10b是配置在基座10a的上面的左端,支持辊1一侧的轴部1b端并在辊1的轴心D的周围使辊1向箭头K的方向旋转的旋转部。旋转部10b带动的辊1的旋转数,可通过省略图示的控制部来任意设置,主体部1a控制为可以较低的圆周速度稳定旋转。
符号10c是沿辊1的轴心方向与旋转部10b相对配置的从动部。从动部10c支持辊1的另一个侧轴部1b并随从旋转部10a的旋转而旋转。通过旋转部10b和从动部10c可旋转地支持住支持辊1,并对辊1在辊1的轴心D的周围施加向箭头K的方向旋转的旋转力,像这样构成辊旋转系统。
在图7中符号10d是与辊1的轴心D平行配置的导引部(导向),符号10e是由导引部10d导引的同时在符号J所示的箭头的方向上水平移动的移动部。移动部10e由组装在制造装置10内的驱动部驱动,由控制部高精度地控制位置的同时水平移动。即通过导引部10d和移动部10e构成水平移动系统。
另外,辊旋转系及水平移动系统适合的是例如可使用由数值控制操作的车床和外圆磨床等构成。即辊旋转系可由主轴箱及尾座、水平移动系可由刀架(carriage)构成。但是,既可准备两套一对外周面相对的圆柱形滚轮,一套作为旋转部,一套作为从动部,使辊旋转用电动机附在旋转部上,构成辊旋转系统,也可利用线性导轨构成水平移动系统。
在图7中符号10g是配置在移动部10e上的照射光纤激光器的激光照射部,通过光纤线10h连接在同样地配置在移动部10e上的激光振荡部10f上,经折反射镜等光学系统从尖端照射出一束激光的激光照射部10g配置为相对辊1的轴心D几乎与光学系统的中心轴正交,激光点位于在主体部1a的外周面。而且,本方式的激光照射部10g内置有相对该光学系统的中心轴在图示L范围内使激光发生偏振而改变其扫描位置的振镜,可不移动移动部10e而改变其照射位置。如上述那样激光照射系统由激光照射部10g、光纤线10h及激光振荡部10e构成,激光振荡部10f产生的激光通过光纤线10h供给到激光照射部10g,从激光照射部10g的尖端向主体部1a的外周面照射。另外,激光振荡部10f通过电气通信电路与控制部相连接,可由控制部控制激光输出、脉冲宽度、离焦量等条件。
上述激光照射系统构成为照射波长是1070nm的光纤激光,但使用的激光可考虑构成主体部1a的陶瓷的光学的特性(激光吸収率、反射率)、热性能(熔点、热导率、比热)、机械性能(强度、韧度)及形成槽1c的方式、尺寸等而选择YAG激光、CO2激光、半导体激光等有各种波长的激光。但是,正如后面所详述的那样,为了在槽1c形成微槽,尤其是优选使用陶瓷的表面的激光吸収率高的光纤激光(例如IPG光电公司(IPGPhotonics)制造、型号YLP-2/500/50)。通过使用光纤激光,激光点的光束直径极小(例如在激光照射部10g中组装f100mm的聚光透镜时,激光点的光束直径变为90μm),虽然光束整体是低能量,也可提高激光点的能量密度,可在抑制热影响的同时高效地形成槽1c。
另外,为去除激光加工产生的粉尘,在激光照射的槽1c的周围区域例如也可设置供给喷嘴,提供作为氧化气体的空气、氧、作为非氧化气体的氩气、氮气等辅助气体,以该辅助气体清洗该区域。
采用上述结构的制造装置10,可通过辊旋转系统的旋转部10b使辊1以一定的圆周速度旋转,控制通过该圆周速度及槽1c的螺旋的倾斜角度确定进给量的同时使水平移动系的移动部10e移动,通过从激光照射系统向主体部1a照射激光,可形成螺旋状的槽1c。
以下参照图8说明制造装置10对槽1c的形成方法。另外,图8(a)~(c)均是图4(a)的A-A剖面图,示出了下面说明的各工序中槽的形成过程。另外,本实施方式的制造方法中,在图8(b)所示的工序中形成的第二槽1c变为待形成在主体部1a的槽1c。
首先是准备工序。将准备好的辊1调整为其轴心D与旋转部10b及从动部10c的旋转中心一致并且由旋转部10b及从动部10c支持。接着为了确定从激光照射部10g的尖端照射的激光在水平方向的位置,使移动部10e移动以便在轴心方向上向主体部1a的中心照射,此时以旋转部10b(主体部1a)的旋转方向的位置及移动部10e的水平方向的位置为加工原点。此后,启动制造装置10的自动控制。另外,在控制制造装置10的省略图示的控制部事先保存辊1的旋转数、由该旋转数及待形成的螺旋状的槽1c决定的移动部10e的辊1每回旋转的进给量、下述的重复次数、偏移量、激光加工条件等加工所需的信息。
接着是第一槽形成工序。在第一槽形成工序,如图8(a)所示,由于相对待形成的第一槽1x的宽度,激光的光点直径非常小,所以使旋转辊1旋转的同时沿多个第一扫描线s1~s10向主体部1a照射激光,形成第一槽1x。即制造装置10定位旋转部10b及移动部10e以使激光照射在加工原点,驱动旋转部10b及移动部10e以变为设定的旋转数及进给量。接着,制造装置10以加工原点为始点,沿着设定在图8(a)中右端的扫描线s1向对主体部1a的外周面照射激光到终点,在主体部1a上形成一条螺旋状的微小宽度的微槽1z。沿该扫描线s1的加工结束后,制造装置10停止激光的照射,旋转部10b(主体部1a)回到加工原点并且使移动部10e在水平方向定位以使激光照射接下来的扫描线s2的位置。之后,沿扫描线s2照射激光,对通过沿扫描线s1的激光照射形成的微槽1z在宽度方向上相邻的位置形成一条微槽1z。而且,按照由激光点的直径和第一槽1x的宽度的关系决定的事先存储在控制部的重复次数、本实施方式的情况下是到扫描线S1~s10为10次,重复与上述相同的加工,沿宽度方向积累多个微槽1y,在主体部1a上形成螺旋状的第一槽1x。另外,上述激光点的直径是在“JISC6180激光输出测量方法”中定义的直径,即“在光束的剖面上,光功率密度相对光束内的最大值为e-2的点间的最大距离”。该激光点的直径可使用光束分析仪(例如奥夫(オフィール)株式会社制造、型号:BA-100)测量。
接着上述第一槽形成工序,进行形成深于第一槽1x的第二槽1c的第二槽形成工序。在第二槽形成工序中,基本上与第一槽形成工序相同,沿第二扫描线t1~t10对第一槽1x的底表面照射激光,所述第二扫描线t1~t10根据保存在控制部的重复次数而设定,沿宽度方向累积形成在相邻位置的多个微槽1e,虽然形成第二槽1c,但第一扫描线s1~s10和第二扫描线t1~t10的配置不同,设置为双方不重复。
具体而言,制造装置10按照保存在控制部的偏移量修正水平方向的加工原点的位置成为新的加工原点,以使第二扫描线t1相对在宽度方向上设定在第一槽1x的右端的第一扫描线s1变为略向左方偏移的位置。而且,制造装置10对旋转部10b及移动部10e进行定位以使激光照射到该新加工原点,驱动旋转部10b及移动部10e以使变为设定的旋转数及进给量。另外,对水平方向上的新的加工原点的定位,也可通过以振镜扫描激光来进行。接着,制造装置10以新的加工原点为始点,沿扫描线t1将激光照射到终点,在主体部1a上形成螺旋状的微小宽度的微槽1e。而且,重复与上述相同的加工达到保存在控制部的重复次数,本实施方式的情况下是扫描线t1~t10为10回,沿宽度方向累积多个微槽1e,在主体部1a上形成螺旋状的第二槽1c。另外,在以激光热加工后的第二槽1c的表面形成玻璃相。
在以上述方法求出的激光光点直径范围外的区域,虽然也是能量密度低,但由于是照射激光,所以可在第二槽1c的两侧形成有向开口倾斜的侧壁1f。再有,由于形成侧壁2f具有如图6(c)所示的段部,所以沿扫描线t1及t10照射激光时,只要以振镜扫描的同时照射激光即可。
作为优选要件而在本实施方式的槽1c的角部配置的R面1i,通过使照射在右端的扫描线t1、t2及左端的扫描线t9、t10的激光的激光点上能量密度低于其他扫描线t3~t8而适当形成。要想降低激光点上的能量密度,只要使激光的输出本身降低或错开上方或下方的激光点的位置(离焦)、增加在主体部1a的外周面的激光的照射直径即可。
接着上述第二槽形成工序,为调整第二槽1c的底表面,优选进行喷丸工序。可使用金属、陶瓷制成的各种粒子作为喷丸的介质。通过进行喷丸工序,如图8(c)所示,在相邻的微槽1e之间的凸部1h的顶部可形成大致的平坦面或大致的半球状面。再有,以上述第二槽形成工序形成的第二槽1c的R面1i可制成更为和缓的曲面,可形成介于主体部1a的平坦面1y和侧壁1f之间的连接面1g。
以上对图4所示的第一实施方式的形成辊1的槽1c、1d的辊制造方法进行了说明。另外,在形成图6所示的第二实施方式的辊2的槽2c的情况下,虽然第一扫描线及第二扫描线的扫描方向相对旋转轴心D平行不同于第一实施方式的槽1c、1d,但与上述相同,可适用于第一槽形成工序、第二槽形成工序。即在辊2形成多条槽2c时,图7所示的制造装置10在搭载了图6所示的辊2后,旋转辊2,沿与辊2平行设定的第一扫描线对主体部1a的外周面照射激光达槽宽度的长度并形成第一槽(第一槽形成工序),进一步旋转辊2,沿为与第一扫描线不同配置而与旋转轴心D平行设定的第二扫描线,对主体部1a的外周面照射激光达槽宽度的长度并形成第二槽(第二槽形成工序),形成一条槽2c。接着,在水平方向上对激光定位以便可照射到接下来的一条槽2c,接下来的槽2c如上述那样形成。通过重复该操作,可形成多条槽2c。
此处,也可在第二方式的辊2中,在形成槽2c的情况下,将从激光照射部10g向轴心D以正交的状态照射的激光的光点设定为加工原点,其在宽度方向上位于槽2c的中心,沿相对轴心D平行设定的第一扫描线及第二扫描线,以与第一槽1及第二槽的宽度对应的照射长度,用振镜在水平方向上扫描激光,形成第一槽及第二槽。这种情况下,由于第一扫描线和第二扫描线设定为配置不同,所以可将第一槽形成工序和第二槽形成工序中的主体部的圆周速度(旋转数)设定为不同。
[实施例]
以下,说明本发明的具体实施例。
准备以上述说明的氮化硅材质陶瓷制作的、主体部直径为750mm、长度为1800mm的辊,以上述说明的激光加工制造方法,如表1所示,制作各种槽、微槽及中间槽等各种规格有变化的辊。如图3所示的辊1的槽1c的情况下,设定其宽度为5mm、深度为3mm,轴心方向的螺旋的间距为50mm。再有,如图5所示的辊2的槽2c的情况下,设定其宽度为3.5mm、深度为1mm、轴心方向的槽2c的间距为15mm。而在所有例中,平坦部的宽度均设为5mm。
除例22以外,去除对激光加工后的槽充分进行喷丸而形成在它们的底表面的玻璃相,只对例22在其后再次照射已离焦的激光,在底表面形成玻璃相。再有,在侧壁不倾斜的例21之外的槽的情况下,设相对该侧壁的铅垂线的交差角度为30°,在侧壁不倾斜的例21的情况下,已研磨加工形成侧壁不倾斜的槽之后,旨在槽的底面上以激光形成微槽。进而,在相对铅垂线为30°交叉的倾斜的侧壁上具有例17的槽的情况下,设段部的数量为3段。形成图9(a)的形态的中间槽的例19的情况下,该中间槽的宽度为2mm、深度为0.5mm,配置在各平坦部的中央。再有,形成图10形态的中间槽的例20的情况下,该中间槽的宽度为0.5mm、深度为0.2mm、长度为10mm、与旋转轴心的交叉角度为45°,在各平坦部以等角度配置有47条。另外,例23的槽以研磨加工来形成,未形成微槽。
表1示出各例的辊用于JIS-G-3302的锌覆镀钢板的制造的结果。另外,打滑、渣残留等各种评价项目的指标如下所述。
(1)打滑率
×:31%以上
△:11~30%
○:1~10%
◎:0%
(2)渣滓残留率
×:钢板的长边方向长度的31%以上
△:钢板的长边方向长度的11~30%
○:钢板的长边方向长度的1~10%
◎:0%
(3)条纹状痕迹
×:在钢板的长边方向全长上连续出现明显的痕迹
△:在钢板的长边方向全长上连续出现但较淡
○:只在一部分的作业条件下出现
◎:未出现
(4)辊破损
×:在整个槽上出现深的裂纹
△:在一部分出现浅的裂纹
○:无异常
【表1】
采用上述例1~22可知下述的内容。即在形成有图5的实施方式的槽的辊上,相对于不形成微槽的例22,形成微槽的例1~21中打滑及渣滓残留均有改善。进而,形成开口宽度是50~500μm的例2~例5的图4所示的形态的微槽、或深度是30~200μm的图6所示的形态的微槽的情况下,打滑等各评价项目进一步得到改善。通过例12~16确认该效果在形成图3的槽的辊是一样的。进而,采用例17,其在倾斜的侧壁上形成有高度差的槽,确认与例2相比,打滑进一步得到改善。再有,采用例18、19,形成图9(a)或图10的形态的中间槽的,相对于产生条纹状痕迹的例2有大幅改善。另外,即便是形成侧壁不倾斜的槽的例20的情况下,相对例22也可确认微槽的效果。进而,采用在槽的底面形成玻璃相的例21,可确认对打滑及渣滓残留有效。
附图标记说明
1(2~6)沉没辊
1a主体部
1b轴部
1c(1d、2c)槽
1e(2e)微槽
1f侧壁
1g连接面
1h凸部
1iR面
1y平坦面
3k(4k~6k)中间槽
9支持辊
10制造装置
10b旋转部
10c从动部
10d导引部
10e移动部
10g激光照射部

Claims (16)

1.一种熔融金属镀浴用旋转体,具有至少外周面是由陶瓷构成、外观大致为圆柱形的主体部,所述熔融金属镀浴用旋转体,其特征在于:
在所述主体部的外周面上,在与旋转轴心相交叉的方向上形成有槽,在所述槽的底表面上,沿该槽的长边方向形成有不贯通所述主体部的、开口宽度是50~500μm的多列微槽。
2.一种熔融金属镀浴用旋转体,具有至少外周面是由陶瓷构成、外观大致为圆柱形的主体部,所述熔融金属镀浴用旋转体,其特征在于:
在所述主体部的外周面上,在与旋转轴心相交叉的方向上形成有槽,在所述槽的底表面上,沿所述槽的宽度方向形成不贯通所述主体部的、深度是30~200μm的多列微槽。
3.根据权利要求1或2所述的熔融金属镀浴用旋转体,其特征在于:所述槽在沿该槽的宽度方向的剖面图中,具有向其开口方向展开的倾斜侧壁。
4.根据权利要求1或2所述的熔融金属镀浴用旋转体,其特征在于:在所述槽的表面上形成有玻璃相。
5.根据权利要求1或2所述的熔融金属镀浴用旋转体,其特征在于:所述复数列的微槽彼此间的凸部的顶部表面为大致平坦面或大致半球面。
6.根据权利要求1或2所述的熔融金属镀浴用旋转体,其特征在于:在沿宽度方向的剖面图中所述槽的形状为大致矩形、大致三角形、大致U字形或大致梯形中的任意一种,所述槽沿旋转轴心形成有多个,所述多个槽中相邻的槽之间形成平坦部,宽度方向的平坦部的宽度为3mm以上。
7.根据权利要求1或2所述的熔融金属镀浴用旋转体,其特征在于:所述槽沿旋转轴心形成有多个,在所述多个槽中相邻的槽之间形成平坦部,具有形成于所述平坦部、比所述槽浅的中间槽。
8.根据权利要求1或2所述的熔融金属镀浴用旋转体,其特征在于:所述槽在沿旋转轴心的方向上形成有多个,在所述多个槽中相邻槽之间形成平坦部,具有形成于所述平坦部的、与旋转轴心相交叉的角度不同于所述槽的、在圆周上形成的多个中间槽。
9.根据权利要求7所述的熔融金属镀浴用旋转体,其特征在于:所述中间槽设置为不与所述槽相连接的状态。
10.根据权利要求8所述的熔融金属镀浴用旋转体,其特征在于:所述中间槽设置为不与所述槽相连接的状态。
11.根据权利要求1或2所述的熔融金属镀浴用旋转体,其特征在于:所述陶瓷是氮化硅材质陶瓷。
12.一种权利要求1或2所述的熔融金属镀浴用旋转体的制造方法,所述熔融金属镀浴用旋转体的制造方法,其特征在于:
具有第一槽形成工序,其使所述主体部旋转,并沿第一扫描线在所述主体部的外周面上照射激光形成第一槽;以及第二槽形成工序,其在所述第一槽形成工序之后使所述主体部旋转,并沿第二扫描线在第一槽的底表面上照射激光形成比第一槽深的第二槽,第一扫描线和第二扫描线的配置不同。
13.根据权利要求12所述的熔融金属镀浴用旋转体的制造方法,其特征在于:所述第一扫描线及所述第二扫描线均设定在沿所述旋转轴心的方向上。
14.根据权利要求13所述的熔融金属镀浴用旋转体的制造方法,其特征在于:所述第一槽形成工序和所述第二槽形成工序中主体部的圆周速度不同。
15.根据权利要求12所述的熔融金属镀浴用旋转体的制造方法,其特征在于:所述第一扫描线及所述第二扫描线均设定在与所述旋转轴心相交叉的方向上。
16.根据权利要求12所述的熔融金属镀浴用旋转体的制造方法,其特征在于:在所述第二槽形成工序后,至少具有对槽实施喷丸的工序。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6211908B2 (ja) * 2013-12-02 2017-10-11 トヨタ自動車株式会社 ホットスタンプ成形品の製造方法
EP3308242B1 (en) * 2015-06-10 2021-08-11 Fairphone B.V. Connector for an electronic device
CN107587090B (zh) * 2017-08-29 2018-12-07 重庆鑫盟精密模具有限公司 模具加工用电极丝的镀锌系统
CN109332615A (zh) * 2017-09-27 2019-02-15 江苏沙钢集团有限公司 一种热镀铝锌钢板/带及其生产方法
CN107794477A (zh) * 2017-10-09 2018-03-13 马鞍山市申马机械制造有限公司 一种镀锌线沉没辊
CN111433384B (zh) * 2017-12-05 2021-03-19 日本制铁株式会社 熔融金属镀浴中辊及熔融金属镀浴中辊的制造方法
US11384419B2 (en) * 2019-08-30 2022-07-12 Micromaierials Llc Apparatus and methods for depositing molten metal onto a foil substrate

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5391135A (en) * 1991-03-29 1995-02-21 Tocalo Co., Ltd. Rolls for hot dipping bath

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5651562A (en) * 1979-09-29 1981-05-09 Nisshin Steel Co Ltd Dipping roll for continuous hot dipping apparatus
JPS5851562A (ja) 1981-09-22 1983-03-26 Fujitsu Ltd イメージセンサ
JPH02228458A (ja) * 1989-03-01 1990-09-11 Nippon Steel Corp 溶融亜鉛メッキ装置のシンクロール
US4996113A (en) * 1989-04-24 1991-02-26 Aluminum Company Of America Brightness enhancement with textured roll
JPH042753A (ja) * 1990-04-19 1992-01-07 Sumitomo Metal Ind Ltd 溶融金属めっき用シンクロール
JPH05306441A (ja) * 1992-04-30 1993-11-19 Nippon Steel Corp 溶融金属めっき方法及び溶融金属めっき浴内サポートロール
JPH0762510A (ja) * 1993-08-20 1995-03-07 Sumitomo Metal Ind Ltd 溶融金属めっき浴中シンクロール
JPH07305155A (ja) * 1994-03-17 1995-11-21 Nichias Corp 溶融金属メッキ用シンクロール
DE19515393B4 (de) * 1995-04-26 2004-01-15 Man Roland Druckmaschinen Ag Bedruckstofführende Oberflächenstruktur, vorzugsweise für Druckmaschinenzylinder oder deren Aufzüge
JP3578434B2 (ja) * 1995-09-19 2004-10-20 キヤノン株式会社 動圧気体軸受装置および光偏向走査装置
JP3305979B2 (ja) * 1997-03-18 2002-07-24 大同メタル工業株式会社 すべり軸受
JP2000248345A (ja) * 1999-03-01 2000-09-12 Kawasaki Steel Corp 連続溶融金属めっき用浸漬ロール
JP3837048B2 (ja) 2001-08-15 2006-10-25 新日本製鐵株式会社 液中用高グリップロール

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5391135A (en) * 1991-03-29 1995-02-21 Tocalo Co., Ltd. Rolls for hot dipping bath

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