JP2011098382A - 連続鋳造材の表面検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】マグネシウム又はマグネシウム合金からなる連続鋳造材の表面状態の検査に適した連続鋳造材の表面検査方法、表面検査装置、及びマグネシウム基板材の製造方法を提供する。
【解決手段】連続鋳造機により連続的に鋳造されるマグネシウム又はマグネシウム合金からなるMg基鋳造材100の表面に光源10により光を出射し、この出射光がMg基鋳造材100の表面欠陥に当たることで生じた乱反射光を主たる検出光とし、この検出光による像を光学撮像機11により捉える。光学撮像機11により得られた像に基づいて画像処理検査部12により、Mg基鋳造材100の表面状態を検査する。光源10からの出射光の正反射光による像ではなく、乱反射光による像を利用することで、明暗のコントラストが大きな像を得られる。この像を利用することで、微小な割れといった表面欠陥を適切に検出することができる。
【選択図】図1

Description

本発明は、マグネシウム又はマグネシウム合金からなる連続鋳造材の表面状態の検査に適した連続鋳造材の検査方法、この検査方法による検査工程を具えるマグネシウム基板材の製造方法、及びこの検査方法に適した連続鋳造材の表面検査装置に関するものである。

各種の部材の構成材料として、軽量で、比強度、比剛性に優れるマグネシウムやマグネシウムに種々の添加元素を含有したマグネシウム合金が検討されている。

マグネシウムやマグシウム合金は、六方晶の結晶構造(hcp構造)を有するため常温での塑性加工性に乏しいことから、上記マグネシウム又はマグネシウム合金からなる部材(以下、マグネシウム基部材と呼ぶ)は、ダイカスト法やチクソモールド法による鋳造材が主流である。最近、ASTM規格におけるAZ31合金からなる板材にプレス加工を施して、携帯電話やノート型パーソナルコンピュータといった携帯用電子機器の筐体を形成することが検討されている。特許文献1には、ASTM規格におけるAZ91合金相当の合金からなる連続鋳造板に圧延を施し、得られた圧延板にプレス加工を施したプレス材が開示されている。

特開2009-120877号公報

本発明者らは、連続鋳造板に圧延を施した圧延板にプレス加工といった塑性加工を施してマグネシウム基部材を作製したところ、当該部材表面に微小な割れといった欠陥が発生する場合がある、との知見を得た。上記欠陥は、外観の不良や品質の劣化を招くことから、このような欠陥の発生により歩留まりが低下し、結果として、マグネシウム基部材の生産性が低下する。

そこで、本発明者らは、上記欠陥を無くすために上記マグネシウム基部材に発生した欠陥の原因を調べたところ、連続鋳造後の鋳造板の表面に発生した微小な欠陥が一因であると見出した。具体的には、本発明者らは、連続鋳造により得られた連続鋳造板を所定の長さに切断して長さが短い小板とし、顕微鏡や浸透式探傷法を用いて各小板の表面状態を調べた。すると、上記小板には、深さ(小板の厚さ方向の大きさ)が30μm〜500μm程度の欠陥があり、このような欠陥(以下、割れと呼ぶ)は、圧延後にも残存すると考えられる。特に、上記割れは、鋳造板の進行方向に沿って不連続な線状に形成され易い上に、幅が数10μm以下といった非常に細幅のものがある。上述の顕微鏡や浸透式探傷法により上記小板の全面を隈なく調べる場合、このような微小で、かつ、不連続に生じる割れであっても精度よく検出できるものの、非常に時間が掛かる上に、連続的に生産される鋳造材を連続的に検査することはできない。そのため、上述のように小板とし、顕微鏡などを用いる手法では、連続鋳造材の生産性の低下を招き、工業生産の観点からすると実用的でない。従って、上記微小な割れを高感度に、かつ効率よく検出することができる検査方法の開発が望まれる。

そこで、本発明の目的の一つは、マグネシウム又はマグネシウム合金からなる連続鋳造材の表面状態を高精度に、かつ効率よく検査することができる連続鋳造材の表面検査方法を提供することにある。

また、本発明の目的の一つは、上記表面検査方法の実施に適した連続鋳造材の表面検査装置を提供することにある。

更に、本発明の目的の一つは、高品位なマグネシウム基板材を生産性よく製造することができるマグネシウム基板材の製造方法を提供することにある。

上述のように連続鋳造板を切断する工程を省略し、連続的に製造される鋳造材の製造中に当該鋳造材の表面状態の検査を連続して行うと、効率よく検査することができる。

そこで、連続鋳造材の表面検査方法の一形態として、マグネシウム又はマグネシウム合金からなる鋳造材を連続的に鋳造する連続鋳造機とこの鋳造材を巻き取る巻き取り機との間を進行する上記鋳造材の表面状態を表面検査装置により検査する方法を提案する。

更に、効率よく、かつ高精度に検査するために、本発明者らは、カメラといった光学撮像機を利用した検査方法を検討した。具体的には、光源及びカメラを配置し、上記光源からの出射光を上記鋳造材に当てて生じた正反射光を主たる検出光として、この検出光による像が撮像できるようにカメラを配置した。より具体的には、上記鋳造材の表面に対して光源の光軸が直交するように、かつカメラの光軸も直交するように、光源及びカメラを配置した。或いは、上記鋳造材の表面における光の入射点を中心として光源とカメラとが対称位置となるように、光源及びカメラを配置した。これらの配置状態で、連続鋳造機から製造されてくる鋳造材をカメラにより連続的に撮像した。しかし、上記配置形態では、上述した微小な割れを実質的に検出することができなかった。

図3(I)は、連続鋳造材を短く切断して小板とし、この小板の光学顕微鏡写真であり、図3(II)は、小板の表面に存在した割れを説明するための模式図、図4は、上記正反射光による像の金属写真である。なお、図3,4のいずれも、紙面の下方から上方に向かう方向が鋳造材の進行方向である。図3に示すように、顕微鏡を利用することで、上述した細幅の割れであっても、精度よく検出することができる。これに対して、正反射光を主たる検出光とした像を撮像すると、上述したような微小な割れでは表面の凹凸が小さいことで、図4に示すような鏡面のような像しか得られない。このように正反射光を主たる検出光とする像では、上記微小な割れを適切に検出することができない。そこで、光源及びカメラの配置を種々変更したところ、乱反射光(拡散反射光)を主たる検出光とする像では、上記微小な割れを高精度に検出することができる、との知見を得た。

上記知見に基づく本発明の連続鋳造材の表面検査方法は、連続鋳造機により連続的に鋳造されるマグネシウム又はマグネシウム合金からなる鋳造材の表面に光を入射し、この入射光が上記鋳造材の表面欠陥に当たることで生じた乱反射光を主たる検出光とし、この検出光による像を光学撮像機により捉え、上記光学撮像機により得られた像に基づいて上記鋳造材の表面状態を検査する。

上述のように乱反射光を利用すると、微小な割れの部分とそれ以外の部分との明暗のコントラストが大きい像が得られる。具体的には、割れの部分が非常に明るく、それ以外の部分が非常に暗い像が得られる。従って、この像を利用すれば、明るい部分を割れとして簡単に、かつ精度よく検出することができる。また、上記構成によれば、カメラに代表される光学撮像機を利用することで、連続的に製造される鋳造材を切断することなく、鋳造材の表面状態を連続的に検査することができる。更に、光学撮像機を利用することで、比較的短時間で広範囲な領域の検査を行える。このように鋳造ラインの中で本発明表面検査方法により表面欠陥を検出する、即ち、鋳造材の製造と同時に検査を行うと共に、切断による廃棄分を低減することができるため歩留まりが高いことから、本発明表面検査方法は、連続鋳造材を生産性よく製造することに寄与することができると期待される。また、上述のような微小な割れといった表面欠陥を簡単に、かつ精度よく検出することが可能であることから、欠陥部分が検出されたら、当該欠陥部分を適切に除去することができる。従って、本発明表面検査方法によって表面欠陥の検出を行って欠陥部分の除去を行うことで、鋳造材、引いてはこの鋳造材を素材とした最終製品の信頼性を高められる。

本発明表面検査方法の一形態として、上記光学撮像機による撮像を、上記入射光、及びこの入射光の正反射光の双方を実質的に受光せず、かつ上記乱反射光を受光する位置に上記光学撮像機を配置して行うことが挙げられる。

上記形態によれば、入射光やその正反射光による影響を受け難く、乱反射光による像を光学撮像機でより確実に捉えることができる。従って、上記微細な割れをより高精度に検出することができる。

本発明表面検査方法の一形態として、上記入射光の入射角を90°未満、及び上記鋳造材の表面に対する上記光学撮像機の光軸の傾斜角度を60°以下にすることが挙げられる。

本発明者らが調べたところ、上記入射光の入射角(上記鋳造材の表面に対する入射光の傾斜角度)を90°未満とすると、上記入射光が上記鋳造材に当たって生じた正反射光を光学撮像機が受け難く、当該正反射光を受光することによる検出感度の低下を低減することができる、との知見を得た。また、上記入射光に基づく乱反射光による像を捉えられるように、光学撮像機もその光軸の傾斜角度が60°以下となるように配置すると、正反射光や外乱光による影響を受け難く、上述した乱反射光による像が明暗のコントラストが大きい像となる、との知見を得た。但し、上記入射光や上記傾斜角度が5°未満では、鮮明な画像が捉え難い恐れがある。従って、上記入射角及び上記傾斜角度はいずれも、5°以上が好ましい。特に、上記入射角は、5°以上70°以下が好ましく、上記傾斜角度は、5°以上40°以下、更に35°以下が好ましい。上記入射角及び傾斜角度が上記範囲を満たす場合、光学撮像機及び光を出射する光源の上下の位置(鋳造材に対する垂直方向の位置)関係は適宜選択することができる。

本発明表面検査方法の一形態として、上記入射光の正反射光を吸収し、かつ外乱光を遮蔽する遮光部材により、上記鋳造材の外周の少なくとも一部を覆うことが挙げられる。

ここで、連続鋳造機が配置される工場内などでは、照明の他、種々の光源となるもの(以下、外部光源と呼ぶ)が配置されていることが考えられる。これらの外部光源の光により、乱反射光による像は、明暗のコントラストが十分に大きい像とならない恐れがある。これに対し、上記構成によれば、このような外部光源による光(外乱光)を遮光部材により遮蔽することで、乱反射光による像をより適切に得ることができる。かつ、上記構成によれば、正反射光をも遮光部材により吸収することで、乱反射光による像をより適切に得ることができる。上記遮光部材は、乱反射光による像を撮像する光学撮像機の視野を遮らず、かつ正反射光や外乱光を吸収・遮蔽できるように配置すればよく、鋳造材の全周を覆うように配置してもよいし、鋳造材の一部の外周を覆うように配置してもよい。

本発明表面検査方法の一形態として、上記連続鋳造機が双ロール鋳造機であることが挙げられる。

連続鋳造法には、双ロール法、ベルトアンドホイール法やツインベルト法といった種々の方法がある。中でも、双ロール法は、溶湯に接触する面がロールの回転により連続的に現れることから、溶湯を効率よく冷却して急冷凝固させることで、圧延といった塑性加工性に優れる連続鋳造材を得ることができる。また、双ロール法は、鋳造材に生じる割れが微細となる傾向にあるため、本発明表面検査方法を利用することで、微細な割れといった表面欠陥の検出を効率よく行える。

本発明表面検査方法の一形態として、上記光学撮像機による撮像は、上記連続鋳造機により鋳造された鋳造材が巻き取り機により巻き取られるまでの間に行うことが挙げられる。

本発明表面検査方法は、連続鋳造材を巻き取り機で一旦巻き取った後、巻き戻した鋳造材に対しても適用することができる。しかし、上述のように、連続鋳造機と巻き取り機との間に存在する連続鋳造材に対して表面状態の検査を行うことで、鋳造工程と検査工程とを重複させることができるため、連続鋳造材を生産性よく製造することに寄与することができる。

本発明表面検査方法の一形態として、連続鋳造材がマグネシウム合金から構成される場合、当該マグネシウム合金としてAlを7.5質量％超12質量％以下含有するものが挙げられる。

本発明表面検査方法の検査対象となる連続鋳造材は、Mg、残部不可避不純物からなるいわゆる純マグネシウムの他、Mg及び添加元素、残部不可避不純物からなるマグネシウム合金のいずれでもよい。中でもAlを含有するマグネシウム合金、例えば、ASTM規格におけるAZ系合金(Mg-Al-Zn系合金、Zn:0.2〜1.5質量％)、AM系合金(Mg-Al-Mn系合金、Mn:0.15〜0.5質量％)、AS系合金(Mg-Al-Si系合金、Si:0.6〜1.4質量％)、Mg-Al-RE(希土類元素)系合金、AX系合金（Mg-Al-Ca系合金、Ca:0.2〜6.0質量％）、AJ系合金(Mg-Al-Sr系合金、Sr:0.2〜7.0質量％)は、耐食性に優れる上に強度といった機械的特性にも優れる。

特に、Alを7.5質量％超12質量％以下含有するマグネシウム合金、例えば、Mg-Al-Zn系合金では、AZ80合金、AZ81合金、AZ91合金、Mg-Al-Mn系合金では、AM100合金などは、耐食性に更に優れて好ましい。Alの含有量が上記範囲である場合、塑性加工性に劣り、微小な割れなどが生じ易くなる。従って、Alの含有量が上記範囲である高Alマグネシウム合金からなる連続鋳造材に対して、表面状態を検査するにあたり、本発明表面検査方法を適用することは、非常に好ましいと考えられる。

上記本発明表面検査方法は、特に、連続鋳造材の製造過程に組み入れることが好ましい。そこで、マグネシウム又はマグネシウム合金からなるマグネシウム基板材を製造する本発明のマグネシウム基板材の製造方法として、マグネシウム又はマグネシウム合金を連続的に鋳造して連続鋳造材を製造する鋳造工程を具え、この鋳造工程に、上記本発明連続鋳造材の表面検査方法による検査工程を含むことを提案する。

上記構成によれば、鋳造工程において連続的に製造される鋳造材に表面状態の検査を行うことで、歩留まりが高く、連続鋳造材を生産性よく製造することができる上に、この連続鋳造材を素材に用いた最終製品の信頼性を高められる。

得られた連続鋳造材は、例えば、プレス材といったマグネシウム基部材の素材に好適に利用される。代表的には、連続鋳造材に圧延を施した後、歪取り及び再結晶化のための熱処理、又は温間矯正を施し、更にプレス加工といった塑性加工を施すことで、上記マグネシウム基部材が得られる。上記熱処理又は温間矯正後、或いは塑性加工後に、更に化成処理などの防食処理を施したり、塗装などを施したりしてもよい。

上記本発明表面検査方法を実行するには、例えば、以下の本発明の表面検査装置を利用することが挙げられる。本発明の表面検査装置は、連続鋳造機により連続的に鋳造されるマグネシウム又はマグネシウム合金からなる鋳造材の表面状態を検査するための装置であり、以下の光源と、光学撮像機と、画像処理検査部とを具える。
光源:上記鋳造材の表面に光を出射する。
光学撮像機:上記出射光が上記鋳造材の表面欠陥に当たることで生じた乱反射光を主たる検出光とし、この検出光による像を撮像する。
画像処理検査部:上記光学撮像機により得られた像に基づいて上記鋳造材の表面状態を検査する。

上記光学撮像機により得られた乱反射光による像は、例えば、作業者が目視により確認する構成とすることができる。これに対して、上述のように画像処理検査部により自動的に表面状態の検査(代表的には微小な割れの有無の判定)を行う構成とすることで、簡単に、比較的短時間で、かつ精度よく上記鋳造材の表面状態を検査することができる。例えば、画像処理検査部は、上記乱反射光による像を二値化処理し、この二値化像に基づいて表面状態の検査を行う形態が挙げられる。

本発明連続鋳造材の表面検査方法、及び本発明連続鋳造材の表面検査装置は、マグネシウム又はマグネシウム合金からなる鋳造材の表面状態を効率よく検査することができる。本発明マグネシウム基板材の製造方法は、欠陥部分を適切に検出できると共に、連続鋳造材を生産性よく製造できる。

図1は、本発明連続鋳造材の表面検査方法を説明する説明図である。 図2は、連続鋳造されたマグネシウム基板材(鋳造板)において、乱反射光による像を示す金属写真である。 図3(I)は、連続鋳造されたマグネシウム基板材(鋳造板)の顕微鏡写真であり、図3(II)は、この顕微鏡写真の模式図である。 図4は、連続鋳造されたマグネシウム基板材(鋳造板)において、正反射光による像を示す金属写真である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
本発明は、マグネシウム又はマグネシウム合金からなる鋳造材(以下、Mg基鋳造材と呼ぶ)100の表面状態を検査するための表面検査方法に係るものである。Mg基鋳造材100は、連続鋳造機(ここでは、一対の可動鋳型(ロール200)を具える双ロール鋳造機)により連続的に鋳造される薄い板材であり、例えば、図1に示すように紙面の左側から右側に向かって、直線状に進行する間に冷却されて、巻き取り機(図示せず)により巻き取られる。ここでは、Mg基鋳造材100の表面状態の検査を図1に示す表面検査装置1により行う。以下、表面検査装置1を中心に説明する。

[表面検査装置]
表面検査装置1は、連続鋳造機のロール200を通過したMg基鋳造材100の表面状態を検査するための装置であり、ここでは、上記連続鋳造機と上記巻き取り機との間に存在するMg基鋳造材100の表面を検査できるように、以下の各構成部材が配置されている。

表面検査装置1は、Mg基鋳造材100の表面に対して光を出射する光源10と、光源10からの光を利用して、Mg基鋳造材100の表面の像を撮像する光学撮像機11と、光学撮像機11により得られた像を画像処理し、この処理像に基づいて、Mg基鋳造材100の表面状態を検査する画像処理検査部12とを具える。

＜光源＞
光源10は、出射光の直進性が高いものが好ましい。ここでは、LED(発光ダイオード)を利用している。LEDは、フィラメントを利用した光源と比較して寿命が長く、連続的な使用に適している。光源10の数は、光源の仕様、光学撮像機の数、及びMg基鋳造材100の幅(Mg基鋳造材100の進行方向と直交する方向(図1において紙面の手前から奥に向かう方向)の長さ)に応じて適宜選択するとよい。市販の光源を利用することができる。

＜光学撮像機＞
光学撮像機11は、CCD(Charge Coupled Device),CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)といった撮像素子を具えるカメラを好適に利用することができる。これらの撮像素子は、反応速度が速いことから、これらの撮像素子を具えるカメラは、走行する連続鋳造材(例えば、1m/min〜10m/min)の表面状態を連続的に撮像することに適している。また、このような撮像素子を多く具えるカメラを利用することで、一度に広範囲の領域を高精度に撮像することができる。ここでは、1000万画素のCCDカメラを利用している。画素数(撮像素子の数)や光学撮像機11の数は、主としてMg基鋳造材100の幅に応じて適宜選択するとよい。複数の光学撮像機11を配置することで、Mg基鋳造材100の幅が大きくても一度に全幅に亘る領域を撮像することができる。市販の光学撮像機を利用することができる。

《光源及び光学撮像機の配置》
ここでは、Mg基鋳造材100の進行方向(図1では左右方向)に対して上流側(連続鋳造機側(図1では左側))に光源10及び光学撮像機11の双方を配置している。具体的には、Mg基鋳造材100の表面において当該Mg基鋳造材100の進行方向に対して光源10の光軸10a及び光学撮像機11の光軸11aがいずれも、非直交に交差するように配置されている。より具体的には、上記進行方向に対する光源10の光軸10aの傾斜角度θ(入射光の入射角に等しい)が約65°、上記進行方向に対する光学撮像機11の光軸11aの傾斜角度αが約30°となるように、光源10及び光学撮像機11が配置されている。ここでは、光学撮像機11の傾斜角度αが光源10の傾斜角度θよりも小さい。なお、図1に示すθ,αの角度は例示である。

このように光源10の傾斜角度θ(入射角)を90°未満、光学撮像機11の傾斜角度αを60°以下とし、かつ光源10と光学撮像機11とをMg基鋳造材100に対して同じ側(ここでは上流側)に配置することで、光学撮像機11は、光源10から出射された出射光(光源10から出射されてMg基鋳造材100に入射する入射光)そのもの、及び当該入射光の正反射光の双方を実質的に受光することがない。従って、光学撮像機11は、Mg基鋳造材100の表面に微小な割れなどの表面欠陥が無ければ、光源10に基づく光が実質的に受光されないことから、暗い像を撮像することになる。

一方、Mg基鋳造材100に表面欠陥が存在する場合、光源10からの光がこの表面欠陥に当たることで乱反射光を生じ、光学撮像機11は、この乱反射光を受光することができる。従って、この場合、光学撮像機11は、上記乱反射光による像、即ち、表面欠陥部分が明るく、その他の部分が暗い、明暗のコントラストが大きな像を撮像することができる。

なお、光源10及び光学撮像機11の双方をMg基鋳造材100の進行方向に対して下流側(巻き取り機側(図1では右側))に配置させてもよい。また、傾斜角度θが傾斜角度αより小さくなるように、光源10及び光学撮像機11を配置してもよい。

＜画像処理検査部＞
画像処理検査部12は、光学撮像機11からの像を取得する入力手段121と、取得した像を二値化する二値化手段122と、得られた二値化像に基づいて表面欠陥の有無を判定する明暗判定手段123とを具える。

光学撮像機11により得られた像は、上述ように明暗のコントラストが大きい像である。従って、二値化手段122によって明領域と暗領域との区別を行い易く、割れの領域(明領域)を精度よく抽出することができる。

明暗判定手段123は、例えば、二値化像において明領域の有無を判定する構成とすることができる。上述のようにMg基鋳造材100に表面欠陥が存在した場合、表面欠陥は、取得した像において明るい領域で示される。従って、明領域が有ると判定された場合、表面欠陥が有ると判別することができる。

或いは、明領域が有ると判定された場合に、その明領域の大きさを測定し、当該明領域におけるMg基鋳造材100の進行方向に沿った長さが所定の長さ以上の場合に、当該明領域は表面欠陥であり、表面欠陥が有ると判定するように明暗判定手段123を構成することができる。この場合、鋳造後の圧延工程において消滅するような小さな疵と、最終製品に悪影響を及ぼすような割れとを区別して判別することができる。上記明領域の大きさの測定は、例えば、撮像素子の大きさに基づき演算するように画像処理検査部12に演算手段を設けておくことで、自動的に、かつ迅速に行うことができる。また、明領域が複数存在した場合は、各明領域について大きさを測定するように明暗判定手段123を構成することができる。

このような画像処理検査部12は、上記入力手段121や二値化手段122、明暗判定手段123、演算手段を具える市販の画像処理手段を利用したり、市販の画像処理手段の一部の構成を適宜変更して利用することができる。

更に、ここでは、画像処理検査部12は、表面欠陥を検出した場合、Mg基鋳造材100における欠陥箇所を記録するための記録手段124を具える。ここで、連続鋳造機により製造され、巻き取り機により巻き取られるMg基鋳造材100は、連続鋳造機のロール200の回転速度(或いは回転数)、及び巻き取り機の回転速度(或いは回転数)により、その走行速度が制御される。従って、Mg基鋳造材10の走行速度や巻き取り機の回転速度などと、鋳造開始からの現検出時の時間とが分かれば、光学撮像機11により現に撮像しているMg基鋳造材100の進行方向における位置、即ち、撮像中の位置を把握することができる。そこで、ここでは、撮像中の位置を自動的に測定する位置計測手段128を設けており、記録手段124は、上記判定情報と位置計測手段128からの位置情報とを記憶するように構成している。

位置計測手段128は、例えば、上述のように回転数を計測するエンコーダや、時間を計測するタイマなどを具えた構成が挙げられる。

記録手段124を具えて上記欠陥箇所を記録しておくことで、巻き取り機に巻き取られた後であっても、Mg基鋳造材100の欠陥箇所を容易に把握することができる。従って、この構成では、鋳造材を切断することなく、生産性よく連続鋳造材を製造することができる。

その他、二値化像や判定結果を作業者が確認できるようにモニタ125や、各種の設定条件を入力できるようにキーボードなどの作業者操作手段(図示せず)を具えていてもよい。

なお、例えば、画像処理検査部12に別途記憶手段を具えて二値化像をこの記憶手段に保存しておき、記憶手段から二値化像を呼び出して、作業者が目視などで確認する構成とすることができる。しかし、上述のように画像処理検査部12に明暗判定手段123などを具えて、表面欠陥の有無の判定を自動的に行う構成とすると、当該判定を短時間で、かつ容易に行えて好ましい。

＜遮光部材＞
その他、ここでは、光源10からの正反射光を吸収できるように、正反射光を受光可能な位置に遮光部材13を配置している。遮光部材13を配置することで、例えば、割れの部分とその他の部分とのコントラストを更に高め易く、微細な割れであっても精度良く検出することができる。また、遮光部材13を配置することで、連続鋳造機が工場内などに配置されて、工場内の照明などの外部光源が存在する場合でも、この外部光源による光(外乱光)をも遮蔽することができる。遮光部材13は、正反射光を吸収することができ、外乱光を遮蔽することが可能な材質からなるもの、代表的には黒体が挙げられる。

図1では、Mg基鋳造材100の表面の一部が覆われるように板状の遮光部材13を配置した状態を示している。その他、光源10及び光学撮像機11の視野を遮らないようにMg基鋳造材100において下流側の表面全体が覆われるように、遮光部材13を筒状にしたり、樋状にしてもよい。

[効果]
上記表面検査装置1を用いて光学撮像機11により、Mg基鋳造材100の表面状態を検査するにあたり、撮像した画像を確認したところ、図2に示すように、線状の明るい領域と、それ以外が非常に暗い領域とからなる、明暗のコントラストが大きい像が得られた。このMg基鋳造材100に対して、別途、顕微鏡観察を行ったところ、上記線状の領域に微細な割れが存在していることを確認できた。従って、上述のような像を取得するように光源10及び光学撮像機11を具える表面検査装置1は、微小な割れであっても、高精度に、かつ迅速にその存在を検出することができると期待される。

また、上記表面検査装置1を用いることで、Mg基鋳造材100に比較的粗い凹凸が存在する場合でも、微細な割れと比較的大きな割れとを選択的に検出することができると期待される。

更に、上記表面検査装置1は、連続鋳造機により鋳造されたMg基鋳造材100が巻き取り機により巻き取られるまでの間に上記表面状態の検査を行う。この構成により、検査のためにMg基鋳造材100を切断することが無く、鋳造と同時に検査を行える。従って、上記表面検査装置1を利用して表面検査を行うことで、Mg基鋳造材100を生産性よく製造することができる。

特に、ここでは、Mg基鋳造材100として、AZ91合金相当の組成からなるものとしたことで微細な割れが生じ易いと考えられるが、上記表面検査装置1を利用することで、図2に示すように、微細な割れを精度よく捉えることができる。

なお、上述した実施形態は、本発明の要旨を逸脱することなく、適宜変更することが可能であり、上述した構成に限定されるものではない。例えば、Mg基鋳造材として、純マグネシウムやその他の組成のマグネシウム合金からなるものとすることができる。

本発明マグネシウム基板材の製造方法は、携帯用電子機器といった種々の電子機器類の筐体などに利用されるマグネシウム又はマグネシウム合金からなる板材の製造に好適に利用することができる。本発明連続鋳造材の表面検査方法及び表面検査装置は、上記本発明マグネシウム基板材の製造にあたり、中間生産物である鋳造材の表面状態の検査に好適に利用することができる。

1 表面検査装置 10 光源 11 光学撮像機 12 画像処理検査部
13 遮光部材
10a,11a 光軸 121 入力手段 122 二値化手段 123 明暗判定手段
124 記録手段 125 モニタ 128 位置計測手段
100 Mg基鋳造材 200 ロール

Claims (7)

1. 連続鋳造機により連続的に鋳造されるマグネシウム又はマグネシウム合金からなる鋳造材の表面に光を入射し、
   前記入射光が前記鋳造材の表面欠陥に当たることで生じた乱反射光を主たる検出光とし、この検出光による像を光学撮像機により捉え、
   前記光学撮像機により得られた像に基づいて前記鋳造材の表面状態を検査することを特徴とする連続鋳造材の表面検査方法。
2. 前記光学撮像機による撮像は、前記入射光、及びこの入射光の正反射光を実質的に受光せず、前記乱反射光を受光する位置に前記光学撮像機を配置して行うことを特徴とする請求項1に記載の連続鋳造材の表面検査方法。
3. 前記入射光の入射角を90°未満、及び前記鋳造材の表面に対する前記光学撮像機の光軸の傾斜角度を60°以下にすることを特徴とする請求項1又は2に記載の連続鋳造材の表面検査方法。
4. 前記入射光の正反射光を吸収し、外乱光を遮蔽する遮光部材により、前記鋳造材の外周の少なくとも一部を覆うことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の連続鋳造材の表面検査方法。
5. 前記マグネシウム合金は、Alを7.5質量％超12質量％以下含有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の連続鋳造材の表面検査方法。
6. マグネシウム又はマグネシウム合金からなるマグネシウム基板材の製造方法であって、
   マグネシウム又はマグネシウム合金を連続的に鋳造して連続鋳造材を製造する鋳造工程を具え、
   前記鋳造工程には、請求項1〜5のいずれか1項に記載の連続鋳造材の表面検査方法による検査工程を含むことを特徴とするマグネシウム基板材の製造方法。
7. 連続鋳造機により連続的に鋳造されるマグネシウム又はマグネシウム合金からなる鋳造材の表面状態を検査するための表面検査装置であり、
   前記鋳造材の表面に光を出射する光源と、
   前記出射光が前記鋳造材の表面欠陥に当たることで生じた乱反射光を主たる検出光とし、この検出光による像を撮像する光学撮像機と、
   前記光学撮像機により得られた像に基づいて前記鋳造材の表面状態を検査する画像処理検査部とを具えることを特徴とする連続鋳造材の表面検査装置。