JP2021087988A - LASER CUTTING METHOD FOR Zn PLATED STEEL SHEETS AND CUT PRODUCT - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、Zn系めっき鋼板のレーザ切断加工方法及び切断加工品に関する。 The present invention relates to a laser cutting method and a cut product of a Zn-based plated steel sheet.
自動車部品や家電部品では、耐食性や耐久性を保持するため、Zn(亜鉛)系めっき鋼板が使用される。また、複雑な形状の部品を製造する際は、レーザ切断による切断加工方法が多用される。レーザ切断加工は、被切断材料の表面に高密度のレーザ光を照射し、溶融した被切断材料をアシストガスで吹き飛ばして切断する方法である。 Zn (zinc) -based plated steel sheets are used in automobile parts and home appliance parts in order to maintain corrosion resistance and durability. Further, when manufacturing a part having a complicated shape, a cutting processing method by laser cutting is often used. Laser cutting is a method in which the surface of a material to be cut is irradiated with a high-density laser beam, and the molten material to be cut is blown off with an assist gas to cut the material.
Zn系めっき鋼板は、その表面が耐食性の高いZn系めっき金属で覆われている。しかし、レーザ切断された切断面は、素地鋼板が露出した状態にあるので、赤錆が発生して腐食が進行する恐れがある。 The surface of the Zn-based galvanized steel sheet is covered with a Zn-based plated metal having high corrosion resistance. However, since the base steel plate is exposed on the cut surface cut by the laser, red rust may occur and corrosion may proceed.
そのため、レーザ切断を行った直後に、補修塗装を早期に行う必要がある。従来は、その補修作業に時間と手間がかかるため、切断加工の作業性が低下し、コストを増加させる要因となっていた。このように、Zn系めっき鋼板をレーザ切断加工する場合、切断面の耐食性や防錆性を確保するという課題がある。そこで、切断後の切断面における耐食性を維持できるレーザ切断技術が求められている。 Therefore, it is necessary to perform repair painting at an early stage immediately after laser cutting. Conventionally, since the repair work takes time and labor, the workability of the cutting process is lowered, which has been a factor of increasing the cost. As described above, when the Zn-based plated steel sheet is laser-cut, there is a problem of ensuring the corrosion resistance and rust prevention of the cut surface. Therefore, there is a demand for a laser cutting technique capable of maintaining corrosion resistance on the cut surface after cutting.
亜鉛系めっき鋼板のレーザ切断方法に関して、以下の従来技術が報告されている。例えば、特許文献1は、窒素に2〜20体積%の酸素を含む混合ガスをアシストガスに使用したレーザ切断方法が記載されている。これは、鉄と酸素の酸化反応熱を利用することにより、高圧の窒素ガスの下でレーザ切断する従来方法よりも低い圧力で切断を行い、アシストガスの使用量を低減させる切断を可能とするものである。
The following prior arts have been reported regarding laser cutting methods for galvanized steel sheets. For example,
特許文献2は、レーザ光の照射によって溶融及び又は蒸発された上面のめっき層含有金属を、アシストガス又は補助ガスによって、めっき鋼板の切断面側へ流動して、切断面にめっき層含有金属を被覆するレーザ切断加工方法(請求項1)が記載されており、レーザ切断加工後に、切断面の防錆処理を改めて行う必要がないことを記載している。レーザ切断条件に関しては、アシストガス圧を0.5〜1.2MPaの範囲で調節すること(請求項3)、レーザ切断加工速度を1000〜5000mm/minの範囲で調節すること(請求項4)、アシストガスとして、窒素ガス又は窒素ガス96%以上、酸素ガス4%以下の混合ガスを用いること(請求項6)などが記載されている。
In
特許文献3は、Zn系めっき鋼板のレーザ切断方法において、アシストガスに酸素を用いることにより、切断端面に酸化皮膜が形成され、その皮膜によって防錆能力の低下を抑制することが記載されている(段落0007)。
特許文献1には、窒素に2〜20体積%の酸素を含む混合ガスを用いたレーザ切断が記載されている。しかし、Znめっき鋼板の切断面における耐食性低下に関する課題について記載されていない。また、特許文献1の実施例は、1.8m/min以下の切断速度で行ったレーザ切断が開示されるだけである。
特許文献2には、切断面にめっき金属を流入させて端面防錆を向上させるレーザ切断方法が記載され、酸素を含むアシストガスによって切断面に酸化層が形成されること(段落0125〜0126)を記載している。しかし、切断面に形成された酸化層の組成や当該組成と耐食性との関係について記載されていない。
特許文献3のレーザ切断方法は、酸素100%のアシストガスを使用しているため、切断面に形成される酸化皮膜は、比較的厚くて脆いので、剥離や割れが生じて、切断面を十分に被覆することができない。
Since the laser cutting method of
そこで、本発明は、Zn系めっき鋼板のレーザ切断加工方法において、切断面の耐食性を確保できるレーザ切断加工方法を提供することを目的とする。また、本発明は、良好な耐食性を有するレーザ切断面を備えたZn系めっき鋼板の切断加工品を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a laser cutting method capable of ensuring the corrosion resistance of the cut surface in the laser cutting method for Zn-based galvanized steel sheets. Another object of the present invention is to provide a cut processed product of a Zn-based plated steel sheet having a laser cut surface having good corrosion resistance.
本発明は、上記の課題を解決するため、Zn系めっき鋼板をレーザ切断する方法において、特定の切断条件に基づいてレーザ切断を行うことにより、耐食性の良好な酸化皮膜がレーザ切断面に形成されることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には、本発明は、以下のものを提供する。 In the present invention, in order to solve the above problems, in a method of laser cutting a Zn-based plated steel plate, an oxide film having good corrosion resistance is formed on the laser cut surface by performing laser cutting based on specific cutting conditions. This has led to the completion of the present invention. Specifically, the present invention provides the following.
(1)本発明は、Zn系めっき鋼板の表面にレーザ光を照射するとともに、前記レーザ光の照射部にアシストガスを噴射してレーザ切断するレーザ切断加工方法であって、前記アシストガスとして5〜20体積%の酸素を含む混合ガスを噴射し、平均厚さ1.5μm以下のFe3O4を含む酸化皮膜を有するレーザ切断面を形成する、レーザ切断加工方法である。 (1) The present invention is a laser cutting processing method of irradiating the surface of a Zn-based plated steel plate with a laser beam and injecting an assist gas at the irradiated portion of the laser beam to perform laser cutting. This is a laser cutting processing method in which a mixed gas containing ~ 20% by volume of oxygen is injected to form a laser cutting surface having an oxide film containing Fe 3 O 4 having an average thickness of 1.5 μm or less.
(2)本発明は、前記レーザ切断は、2.0〜8.0m/minの切断速度で行う、(1)に記載のレーザ切断加工方法である。 (2) The present invention is the laser cutting processing method according to (1), wherein the laser cutting is performed at a cutting speed of 2.0 to 8.0 m / min.
(3)本発明は、前記酸化皮膜は、さらに、FeOを含む、(1)または(2)に記載のレーザ切断加工方法である。 (3) The present invention is the laser cutting processing method according to (1) or (2), wherein the oxide film further contains FeO.
(4)本発明は、前記Zn系めっき鋼板は、Zn−Al−Mg系めっき鋼板である、(1)〜(3)のいずれかに記載のレーザ切断加工方法である。 (4) The present invention is the laser cutting method according to any one of (1) to (3), wherein the Zn-based plated steel sheet is a Zn-Al-Mg-based plated steel sheet.
(5)本発明は、レーザ切断面を備えたZn系めっき鋼板の切断加工品であって、前記レーザ切断面は、平均厚さ1.5μm以下のFe3O4を含む酸化皮膜を有する、切断加工品である。 (5) The present invention is a cut product of a Zn-based plated steel sheet provided with a laser cut surface, and the laser cut surface has an oxide film containing Fe 3 O 4 having an average thickness of 1.5 μm or less. It is a cut processed product.
(6)本発明は、前記酸化皮膜は、さらに、FeOを含む、(5)に記載の切断加工品である。 (6) In the present invention, the oxide film is the cut processed product according to (5), further containing FeO.
(7)本発明は、前記酸化皮膜は、Fe3O4を含む外層と、FeOを含む内層とを有する、(6)に記載の切断加工品である。 (7) The present invention is the cut processed product according to (6) , wherein the oxide film has an outer layer containing Fe 3 O 4 and an inner layer containing Fe O.
(8)本発明は、前記Zn系めっき鋼板は、Zn−Al−Mg系めっき鋼板である、(5)〜(7)のいずれかに記載の切断加工品である。 (8) In the present invention, the Zn-based galvanized steel sheet is a Zn-Al-Mg-based galvanized steel sheet, which is a cut processed product according to any one of (5) to (7).
本発明によれば、レーザ切断面に厚さ1.5μm以下のFe3O4を含む酸化皮膜が形成されるので、切断後の初期段階においてレーザ切断面の耐食性や防錆性を維持することができる。そのため、従来のようにレーザ切断後に早期の補修塗装を行う必要がなく、切後の作業を軽減し、製造コストの低減に効果的である。 According to the present invention, an oxide film containing Fe 3 O 4 having a thickness of 1.5 μm or less is formed on the laser cut surface, so that the corrosion resistance and rust resistance of the laser cut surface are maintained at the initial stage after cutting. Can be done. Therefore, unlike the conventional method, it is not necessary to perform early repair coating after laser cutting, which is effective in reducing the work after cutting and reducing the manufacturing cost.
以下、本発明に係る実施形態について説明する。本発明は、以下の説明に限定されない。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described. The present invention is not limited to the following description.
本実施形態は、Zn系めっき鋼板の表面にレーザ光を照射するとともに、前記レーザ光の照射部にアシストガスを噴射してレーザ切断するレーザ切断加工方法である。Zn系めっき鋼板の表面へレーザ光を照射しつつレーザ光を移動させて、Zn系めっき鋼板の基板を溶融させることにより切断し、任意形状に仕上げることができる。 This embodiment is a laser cutting method in which the surface of a Zn-based galvanized steel sheet is irradiated with a laser beam and an assist gas is injected onto the irradiated portion of the laser beam to perform laser cutting. The surface of the Zn-based galvanized steel sheet is irradiated with the laser beam while the laser beam is moved to melt the substrate of the Zn-based galvanized steel sheet, thereby cutting and finishing into an arbitrary shape.
なお、本明細書では、「耐食性」と「防錆性」を同じ意味で使用し、切断面の耐食性を「端面耐食性」ということもある。また、「レーザ切断面」は、レーザ切断された切断面を意味し、単に「切断面」ということもある。 In this specification, "corrosion resistance" and "rust prevention" are used interchangeably, and the corrosion resistance of the cut surface may be referred to as "end face corrosion resistance". Further, the "laser cut surface" means a laser-cut cut surface, and may be simply referred to as a "cut surface".
[アシストガス]
本実施形態に係るレーザ切断加工方法は、レーザ光を照射する切断ノズルの周囲からZn系めっき鋼板の表面にアシストガスが噴射される。当該アシストガスとして5〜20体積%の酸素を含む混合ガスを噴射することが好ましい。レーザ光の照射部においては酸素含有雰囲気でレーザ切断が進行する。そのため、Zn系めっき鋼板の切断部では、切断によって素地鋼板が露出する一方で、素地鋼板のFeと当該雰囲気の酸素とが化学反応して、切断部の表面に耐食性を有するFe3O4を含む酸化皮膜が形成される。Zn系めっき鋼板の切断面は、当該酸化皮膜による耐食性が付与されるため、端面耐食性の低下を抑制する効果が得られる。
[Assist gas]
In the laser cutting processing method according to the present embodiment, the assist gas is injected from the periphery of the cutting nozzle that irradiates the laser beam onto the surface of the Zn-based galvanized steel sheet. It is preferable to inject a mixed gas containing 5 to 20% by volume of oxygen as the assist gas. In the laser beam irradiation portion, laser cutting proceeds in an oxygen-containing atmosphere. Therefore, in the cut portion of the Zn-based galvanized steel sheet, the base steel sheet is exposed by cutting, while Fe of the base steel sheet and oxygen in the atmosphere chemically react with each other to form Fe 3 O 4 having corrosion resistance on the surface of the cut portion. A containing oxide film is formed. Since the cut surface of the Zn-based plated steel sheet is imparted with corrosion resistance due to the oxide film, the effect of suppressing a decrease in end face corrosion resistance can be obtained.
当該混合ガスにおける酸素の混合割合が5体積%未満である場合、Fe3O4を含む酸化皮膜が切断面全体に形成されないため、端面耐食性の低下を十分に抑制することができない。そのため、本実施形態のアシストガスには、所定割合の酸素を含む混合ガスを使用することが好ましい。当該酸素の混合割合は、5体積%以上であることが好ましく、8体積%以上でもよい。 When the mixing ratio of oxygen in the mixed gas is less than 5% by volume, the oxide film containing Fe 3 O 4 is not formed on the entire cut surface, so that the deterioration of the end face corrosion resistance cannot be sufficiently suppressed. Therefore, it is preferable to use a mixed gas containing a predetermined ratio of oxygen as the assist gas of the present embodiment. The mixing ratio of the oxygen is preferably 5% by volume or more, and may be 8% by volume or more.
他方、アシストガスにおける酸素の混合割合が20体積%を超えると、レーザ切断面に形成される酸化皮膜の厚さが過大となって、当該酸化皮膜にクラックや剥離が生じる傾向にある。そのため、酸化皮膜による被覆状態が劣化し、素地鋼板の露出部分が生じるので、端面耐食性の低下を招く。よって、当該酸素の混合割合は、20体積%以下であることが好ましく、15体積%以下でもよい。 On the other hand, when the mixing ratio of oxygen in the assist gas exceeds 20% by volume, the thickness of the oxide film formed on the laser cut surface becomes excessive, and the oxide film tends to crack or peel off. Therefore, the coating state of the oxide film deteriorates, and an exposed portion of the base steel sheet is generated, which causes a decrease in end face corrosion resistance. Therefore, the mixing ratio of the oxygen is preferably 20% by volume or less, and may be 15% by volume or less.
アシストガスは、窒素や不活性ガスに所定量の酸素を配合した混合ガスを使用することができる。酸素として空気を混合してもよい。不活性ガスとしてArを使用してもよい。アシストガスの流量及び圧力は、Zn系めっき鋼板の板厚やレーザ光の移動速度などの切断条件によって適宜設定することができる。さらに、アシストガスには、レーザ光照射により溶融した残留物を吹き飛ばして切断を円滑に進める効果や、切断部で酸化反応による熱が発生し、溶断しやすくする効果もある。例えば、アシストガスを噴射する圧力は、0.5〜3.0MPaを使用することができる。 As the assist gas, a mixed gas in which a predetermined amount of oxygen is mixed with nitrogen or an inert gas can be used. Air may be mixed as oxygen. Ar may be used as the inert gas. The flow rate and pressure of the assist gas can be appropriately set according to cutting conditions such as the thickness of the Zn-based galvanized steel sheet and the moving speed of the laser beam. Further, the assist gas also has an effect of blowing off the residue melted by laser light irradiation to facilitate cutting, and an effect of generating heat due to an oxidation reaction at the cutting portion to facilitate melting. For example, the pressure for injecting the assist gas can be 0.5 to 3.0 MPa.
[切断速度]
本実施形態に係るレーザ切断加工方法は、2.0〜8.0m/minの切断速度で行うことが好ましい。切断速度の程度に応じて切断面の酸化皮膜の形成状態が異なる。レーザ光を移動させながら切断するので、切断面では切断後に直ちに冷却される。切断速度が遅い条件は、その分、冷却速度が遅い状態に対応し、切断速度が速い条件は、その分、冷却速度が速い状態に対応すると考えられる。
[Cut speed]
The laser cutting method according to the present embodiment is preferably performed at a cutting speed of 2.0 to 8.0 m / min. The formation state of the oxide film on the cut surface differs depending on the degree of cutting speed. Since cutting is performed while moving the laser beam, the cut surface is cooled immediately after cutting. It is considered that the condition where the cutting speed is slow corresponds to the state where the cooling speed is slow by that amount, and the condition where the cutting speed is high corresponds to the state where the cooling speed is high by that amount.
切断速度が遅い場合、冷却速度が遅く、切断時の酸素と素地鋼板との酸化反応時間が長くなり、FeOの酸化皮膜が厚く成長しやすくなる。また、冷却時間も長くなるため、素地鋼板との間にFeOを含む内層が形成されるとともに、当該内層の表面側にはFe3O4を含む外層が形成される傾向にある。当該Fe3O4を含む外層は、良好な耐食性を有しており、素地鋼板の表面に密着して被覆するので、レーザ切断面の初期段階に必要な耐食性を付与する。 When the cutting rate is slow, the cooling rate is slow, the oxidation reaction time between oxygen and the base steel sheet at the time of cutting becomes long, and the oxide film of FeO tends to grow thick. Further, since the cooling time is long, an inner layer containing FeO is formed between the inner layer and the base steel sheet, and an outer layer containing Fe 3 O 4 tends to be formed on the surface side of the inner layer. The outer layer containing Fe 3 O 4 has good corrosion resistance and is coated in close contact with the surface of the base steel sheet, so that the outer layer containing the Fe 3 O 4 is provided with the corrosion resistance required at the initial stage of the laser cut surface.
切断速度が速い場合、冷却速度が速く、酸素と素地鋼板との酸化反応時間が短くなり、FeOの酸化皮膜も成長しにくい。また、冷却時間も短くなるため、当該切断面の酸化皮膜は、FeO相の内部にFe3O4が析出し、FeOとFe3O4が混合した組織となる傾向にある。当該Fe3O4が良好な耐食性を有するので、この混合した酸化皮膜によりレーザ切断面の初期段階に必要な耐食性を付与する。 When the cutting speed is high, the cooling speed is high, the oxidation reaction time between oxygen and the base steel sheet is short, and the oxide film of FeO is difficult to grow. Further, since the cooling time is also shortened, the oxide film on the cut surface tends to have a structure in which Fe 3 O 4 is precipitated inside the FeO phase and Fe O and Fe 3 O 4 are mixed. Since the Fe 3 O 4 has good corrosion resistance, the mixed oxide film imparts the necessary corrosion resistance to the initial stage of the laser cutting surface.
切断速度が8.0m/minを超えると、冷却速度が速くなり酸化皮膜の表面側において、耐食性に富むFe3O4の分布割合が低減する。また、急冷により酸化皮膜にクラックや剥離が生じやすくなるため、当該酸化皮膜で十分な端面耐食性を確保できない。そのため、本実施形態に係る切断速度は、8.0m/min以下が好ましく、7.0m/min以下がより好ましい。他方、切断速度が過度に遅いと、レーザ切断面の酸化皮膜が厚く成長し、全体がほぼFeOで占められて、Fe3O4を含む外層が形成され難い。また、切断時間が長くなり、作業効率や経済性の点で不利である。そのため、本実施形態に係る切断速度は、2.0m/min以上が好ましく、4.0m/min以上がより好ましい。 When the cutting speed exceeds 8.0 m / min, the cooling rate becomes high and the distribution ratio of Fe 3 O 4, which is rich in corrosion resistance, decreases on the surface side of the oxide film. Further, since the oxide film is liable to crack or peel due to quenching, sufficient end face corrosion resistance cannot be ensured by the oxide film. Therefore, the cutting speed according to the present embodiment is preferably 8.0 m / min or less, more preferably 7.0 m / min or less. On the other hand, when the cutting speed is excessively slow, the oxide film on the laser cut surface grows thick, and the entire surface is almost occupied by FeO, making it difficult to form an outer layer containing Fe 3 O 4. In addition, the cutting time becomes long, which is disadvantageous in terms of work efficiency and economy. Therefore, the cutting speed according to the present embodiment is preferably 2.0 m / min or more, and more preferably 4.0 m / min or more.
[酸化皮膜]
本実施形態に係るレーザ切断加工方法は、レーザ切断面の表面に、耐食性を有するFe3O4(マグネタイト)を含む酸化皮膜を形成する。また、当該酸化皮膜は、さらにFeO(ウスタイト)を含んでいてもよい。その場合、Fe3O4とFeOとを含む酸化皮膜の構造として、次の2つのパターンがある。
[Oxide film]
In the laser cutting processing method according to the present embodiment, an oxide film containing Fe 3 O 4 (magnetite) having corrosion resistance is formed on the surface of the laser cutting surface. Further, the oxide film may further contain FeO (wustite). In that case, there are the following two patterns as the structure of the oxide film containing Fe 3 O 4 and Fe O.
第1のパターン(以下、「第1パターン」という。)は、図1に示すように、素地鋼板2の上に形成された酸化皮膜3がFe3O4とFeOとの混合組織を有する構造である。レーザ切断面1は、切断後に素地鋼板2の上にFeO皮膜が形成され、その後、冷却過程(急冷時)において当該FeO中にFe3O4が析出することによって、Fe3O4とFeOとが混合した組織が形成されたと考えられる。
As shown in FIG. 1, the first pattern (hereinafter referred to as “first pattern”) has a structure in which the
第2のパターン(以下、「第2パターン」という。)は、図2に示すように、素地鋼板2の上に形成された酸化皮膜3が、Fe3O4を含む外層4と、FeOを含む内層5とを有する構造である。レーザ切断面1は、切断後に素地鋼板2の上にFeO皮膜が形成され、冷却過程(徐冷時)において変態点以下の温度領域に達し、当該FeO皮膜内の外気に接する側にFe3O4相が形成されたと考えられる。
In the second pattern (hereinafter referred to as "second pattern"), as shown in FIG. 2, the
本実施形態に係るレーザ切断加工方法は、鋼素地との密着性の観点から平均厚さが1.5μm以下のFe3O4を含む酸化皮膜を形成することが好ましい。そのため、Fe3O4を含む酸化皮膜の平均厚さは、端面耐食性を付与する観点から、0.5mμm以上であることが好ましく、0.7μm以上がより好ましい。他方で、Fe3O4を含む酸化皮膜は、その平均厚さが過大であると、酸化皮膜にクラックや剥離が生じるため、切断面を当該酸化皮膜で十分に被覆することができず、端面耐食性が低下する。そのため、当該酸化皮膜の平均厚さは、1.5μm以下が好ましく、1.0μm以下がより好ましい。 In the laser cutting method according to the present embodiment, it is preferable to form an oxide film containing Fe 3 O 4 having an average thickness of 1.5 μm or less from the viewpoint of adhesion to a steel substrate. Therefore, the average thickness of the oxide film containing Fe 3 O 4 is preferably 0.5 μm or more, more preferably 0.7 μm or more, from the viewpoint of imparting end face corrosion resistance. On the other hand , if the average thickness of the oxide film containing Fe 3 O 4 is excessive, the oxide film is cracked or peeled off, so that the cut surface cannot be sufficiently covered with the oxide film, and the end face is not covered. Corrosion resistance is reduced. Therefore, the average thickness of the oxide film is preferably 1.5 μm or less, more preferably 1.0 μm or less.
本実施形態に係る酸化皮膜の平均厚さは、SEM(走査型電子顕微鏡)の拡大写真とEBSD(電子線後方散乱回析)の分析結果を用いて測定された数値によって特定される。具体的には、図3に示すように、長さ100mmのZn系めっき鋼板6について幅方向のほぼ中央付近から長手方向へ向かってレーザ切断が行われた。レーザ切断加工装置の切断用ヘッド11の先端には、レーザ光照射及びアシストガス噴射を行う切断用ノズル12が取り付けられており、切断用ノズル12の中央からレーザ光13が照射された。レーザ光の周囲からアシストガスが噴射された。図4に示すように、切断後の試験材7について切断面1のうち測定対象として、長手方向の中央点から±6mmの範囲にある長さ12mmの中央部分を測定領域14に選定した。当該測定領域14において、分析用のサンプルを切出し、板厚方向で中央となる位置をSEMで観察し、酸化皮膜の厚さを5箇所測定した。得られた測定値のうち最大値と最小値により平均値を算出し、本平均値をもって本実施形態に係る酸化皮膜の平均厚さを特定した。また、同一箇所についてEBSD(電子線後方散乱回析)の分析を行った。
The average thickness of the oxide film according to the present embodiment is specified by a numerical value measured using an enlarged photograph of an SEM (scanning electron microscope) and an analysis result of EBSD (electron backscatter diffraction). Specifically, as shown in FIG. 3, a Zn-based plated
本実施形態に係る酸化皮膜は、Fe3O4を含む外層と、FeOを含む内層とを有する第1パターンの構造であることが好ましい。 The oxide film according to this embodiment preferably has a structure of a first pattern having an outer layer containing Fe 3 O 4 and an inner layer containing Fe O.
本実施形態に係るレーザ切断加工方法は、照射するレーザ光の種類は、限定されるものでなく、CO2レーザ、YAGレーザ、ファイバーレーザなどを使用することができる。 In the laser cutting processing method according to the present embodiment, the type of laser light to be irradiated is not limited, and a CO 2 laser, a YAG laser, a fiber laser, or the like can be used.
切断する際のレーザ光の条件として、Zn系めっき鋼板の表面におけるレーザスポット径、レーザ出力、アシストガスの圧力及び流量などは、切断対象のZn系めっき鋼板の板厚によって適宜設定できる。 As the conditions of the laser beam at the time of cutting, the laser spot diameter, the laser output, the pressure and the flow rate of the assist gas on the surface of the Zn-based galvanized steel sheet can be appropriately set depending on the thickness of the Zn-based galvanized steel sheet to be cut.
Zn系めっき鋼板は、素地鋼板上のZn系めっき層が、Zn−Fe、Zn−Al、Zn−Al−Mg、Zn−Al−Mg−Siなどの組成を有するものを用いることができる。例えば、質量%でZn−6%Al−3%MgのZn系めっき層を有する鋼板を使用することができる。 As the Zn-based plated steel sheet, one in which the Zn-based plated layer on the base steel sheet has a composition of Zn-Fe, Zn-Al, Zn-Al-Mg, Zn-Al-Mg-Si, or the like can be used. For example, a steel sheet having a Zn-based plating layer of Zn-6% Al-3% Mg in mass% can be used.
Zn系めっき鋼板は、限定されない。その板厚が0.5〜6.0mmであるものを使用することできる。 The Zn-based plated steel sheet is not limited. Those having a plate thickness of 0.5 to 6.0 mm can be used.
[切断加工品]
本実施形態に係る切断加工品は、レーザ切断面を備えたZn系めっき鋼板を切断加工したものである。レーザ切断面は、平均厚さ1.5μm以下のFe3O4を含む酸化皮膜を有することが好ましい。平均厚さ1.5μm以下のFe3O4を含む酸化皮膜を有するため、レーザ切断面は、素地鋼板が露出しておらず、一定期間の防錆性を確保することができる。そのため、レーザ切断後に早期の補修塗装を行う必要がないので、切断後の作業負担の軽減や製造コストの低減に効果的である。
[Cut processed product]
The cut product according to the present embodiment is a Zn-based plated steel sheet provided with a laser cut surface that has been cut. The laser cut surface preferably has an oxide film containing Fe 3 O 4 having an average thickness of 1.5 μm or less. Since it has an oxide film containing Fe 3 O 4 having an average thickness of 1.5 μm or less, the base steel plate is not exposed on the laser cut surface, and rust prevention can be ensured for a certain period of time. Therefore, since it is not necessary to perform early repair painting after laser cutting, it is effective in reducing the work load and manufacturing cost after cutting.
切断加工品の酸化皮膜については、上記のレーザ切断加工方法において酸化皮膜を説明した内容と同様である。 The oxide film of the cut product is the same as the description of the oxide film in the above laser cutting method.
本実施形態に係る切断加工品は、酸化皮膜においてFe3O4とFeOを含むことが好ましい。また、酸化皮膜は、Fe3O4を含む外層と、FeOを含む内層とを有する第1パターンの構造であることが好ましい。また、Zn系めっき鋼板は、Zn−Al−Mg系めっき鋼板であることが好ましい。 The cut processed product according to the present embodiment preferably contains Fe 3 O 4 and Fe O in the oxide film. Further, the oxide film preferably has a structure of the first pattern having an outer layer containing Fe 3 O 4 and an inner layer containing Fe O. Further, the Zn-based plated steel sheet is preferably a Zn-Al-Mg-based plated steel sheet.
以下、本発明に係る実施例について説明する。本発明は、以下の説明に限定されない。 Hereinafter, examples according to the present invention will be described. The present invention is not limited to the following description.
Zn系めっき鋼板として、両面合計の3点平均最小付着量が140g/m2で、Zn−6%Al−3%Mg(質量%)のめっき層を有するめっき鋼板を用いた。切断前のめっき鋼板の寸法は、幅40mm×長さ100mmであり、板厚が1.6mmと3.2mmの2種類を用いた。図3に示すように、Zn系めっき鋼板6について幅方向のほぼ中央付近から長手方向へ向かってレーザ切断を行った。図4に示すように、各種の切断条件によって幅20mm×長さ100mmの寸法に切断されて試験材7が得られた。当該試験材7は、後記する評価試験に供した。
As the Zn-based plated steel sheet, a plated steel sheet having a total three-point average minimum adhesion amount of 140 g / m 2 on both sides and a plating layer of Zn-6% Al-3% Mg (mass%) was used. The dimensions of the plated steel sheet before cutting were 40 mm in width × 100 mm in length, and two types of plate thicknesses of 1.6 mm and 3.2 mm were used. As shown in FIG. 3, the Zn-based plated
レーザ切断機は、ビームスポット径がφ0.2mmであり、最大出力が10kWであるファイバーレーザ装置(IPG社製)を使用した。切断用ヘッドの先端に内径φ2mmの切断用ノズルを取り付けて、レーザ光を照射するとともに、レーザ光と同軸方向にアシストガスを噴射した。レーザの焦点位置を被切断用鋼板の表面に設定した。切断ノズル先端から鋼板までの距離(スタンドオフ)を0.5mmとした。 As the laser cutting machine, a fiber laser device (manufactured by IPG) having a beam spot diameter of φ0.2 mm and a maximum output of 10 kW was used. A cutting nozzle having an inner diameter of φ2 mm was attached to the tip of the cutting head to irradiate the laser beam and inject an assist gas in the coaxial direction with the laser beam. The focal position of the laser was set on the surface of the steel sheet to be cut. The distance (standoff) from the tip of the cutting nozzle to the steel plate was set to 0.5 mm.
切断速度として、次の3つを用いた。括弧内の数値は、そのときのレーザ出力を示す。5m/min(出力1.25kW)、7.5m/min(出力2.0kW)、10m/min(出力2.5kW) The following three cutting speeds were used. The numerical value in parentheses indicates the laser output at that time. 5m / min (output 1.25kW), 7.5m / min (output 2.0kW), 10m / min (output 2.5kW)
アシストガスは、窒素ガスと酸素ガスとの混合ガス(N2+O2)、酸素ガス(O2)、窒素ガス(N2)、アルゴンガス(Ar)、の4種を使用した。当該混合ガスの酸素混合比(体積%)としては、5%、10%、20%、40%、60%、80%を選定した。 As the assist gas, four types of gas, a mixed gas of nitrogen gas and oxygen gas (N 2 + O 2 ), oxygen gas (O 2 ), nitrogen gas (N 2 ), and argon gas (Ar) were used. As the oxygen mixing ratio (volume%) of the mixed gas, 5%, 10%, 20%, 40%, 60%, and 80% were selected.
[切断面の表面分析]
切断後の試験材を用いて切断面の上に形成された皮膜を分析した。分析位置は先述した測定領域14に該当する。走査型電子顕微鏡(SEM)と付属したエネルギー分散型X線分析装置(SEM−EDX)を用い、切断面の皮膜観察と表面分析を行い、鉄(Fe)の酸化皮膜の形成を確認し、酸化皮膜の平均厚さを測定した。酸化皮膜の形成が確認された試験材については、続けてEBSD分析(結晶方位解析)を行い、酸化皮膜の構造解析を行った。
[Surface analysis of cut surface]
The film formed on the cut surface was analyzed using the test material after cutting. The analysis position corresponds to the
[耐食性の評価試験]
切断後の試験材について、切断面の耐食性を評価した。耐食性の評価は、JIS Z2381に準拠して屋外暴露試験を行い、所定の赤錆が発生するまでの期間を調査した。切断面の耐食性は、固定治具による水溜りの影響など外乱的な影響を受けない50mmの長さで評価するため、試験材の長手方向の中央点から±25mmの範囲を評価面とした。図5の(a)に示すように、地面との間に角度35°で傾斜する面を持つ試験用架台15を屋外に設置し、その傾斜面の上に試験材7を載置した。試験材7の切断面1が試験用架台15の傾斜面に沿って平行となるように載置した。具体的には、図5の(b)に示すように、板材を組み合わせた試験用架台15において傾斜面を持つ板材の上に試験材7を載置した。切断面の耐食性の評価面は一定とし、その後、5日経過する毎に、切断面1の評価面を写真撮影した。評価面に赤錆が発生した場合は、その赤錆の面積を画像処理装置により計測し、評価面全体に占める赤錆面積の割合を算出した。赤錆の面積割合が10%未満である場合を良好(〇)と判定し、赤錆の面積割合が10%以上である場合を不適(×)と判定した。不適と判定した試験材は、それ以降の測定を継続しなかった。
[Evaluation test of corrosion resistance]
The corrosion resistance of the cut surface of the test material after cutting was evaluated. For the evaluation of corrosion resistance, an outdoor exposure test was conducted in accordance with JIS Z2381, and the period until the occurrence of predetermined red rust was investigated. In order to evaluate the corrosion resistance of the cut surface with a length of 50 mm that is not affected by disturbances such as the influence of water pools by the fixing jig, the evaluation surface was set to a range of ± 25 mm from the center point in the longitudinal direction of the test material. As shown in FIG. 5A, a
(実施例1)
板厚1.6mmのZn系めっき鋼板を用いて、切断速度を7.5m/min、アシストガス圧を1.0MPaで、アシストガスの酸素混合比を変更し、レーザ切断を行った。得られた試験材について、上述した手順により切断面の表面分析及び耐食性の評価試験を行った。それらの結果を表1に示す。屋外暴露試験の「〇」、「×」は、上記で説明した判定基準に基づく結果を示し、「−」は、測定しなかったことを示す。
(Example 1)
Using a Zn-based galvanized steel sheet having a plate thickness of 1.6 mm, laser cutting was performed by changing the oxygen mixing ratio of the assist gas at a cutting speed of 7.5 m / min and an assist gas pressure of 1.0 MPa. The obtained test material was subjected to surface analysis of the cut surface and evaluation test of corrosion resistance according to the above procedure. The results are shown in Table 1. “○” and “×” in the outdoor exposure test indicate the results based on the criteria described above, and “-” indicates that the measurement was not performed.
[表面分析の結果]
試験材No.1〜No.7は、アシストガスに酸素を用いたものである。表面分析した結果によると、いずれも切断面の表面において鉄(Fe)及び酸素(O)の各元素が検出され、鉄の酸化皮膜が形成されたことを確認できた。試験材No.8、No.9は、アシストガスに窒素、アルゴンを使用したものであり、表面分析によると、切断面の表面に酸素(O)が検出されず、鉄の酸化皮膜が形成されなかった。
[Result of surface analysis]
Test material No. 1-No. No. 7 uses oxygen as the assist gas. According to the results of surface analysis, it was confirmed that each element of iron (Fe) and oxygen (O) was detected on the surface of the cut surface, and that an iron oxide film was formed. Test material No. 8, No. In No. 9, nitrogen and argon were used as the assist gas, and according to the surface analysis, oxygen (O) was not detected on the surface of the cut surface, and an iron oxide film was not formed.
SEM拡大写真及びEBSD分析結果によると、表1に示すように、試験材No.1〜No.3の酸化皮膜は、その平均厚さが1.5μm以下であり、試験材No.4〜No.7の酸化皮膜は、その平均厚さが1.5μmを超えていた。アシストガスの酸素混合比が多いほど、レーザ切断面の上に形成される酸化皮膜は、その平均厚さが大きくなる傾向にあった。 According to the SEM enlarged photograph and the EBSD analysis result, as shown in Table 1, the test material No. 1-No. The oxide film of No. 3 has an average thickness of 1.5 μm or less, and the test material No. 3 has an average thickness of 1.5 μm or less. 4 to No. The average thickness of the oxide film of No. 7 exceeded 1.5 μm. The larger the oxygen mixing ratio of the assist gas, the larger the average thickness of the oxide film formed on the laser cut surface tended to be.
また、試験材No.1〜No.7の酸化皮膜は、いずれもその表層側にFe3O4を含む外層があり、その下側にFeOを含む内層であり、第2パターンの皮膜構造を有していた。 In addition, the test material No. 1-No. Each of the oxide films of No. 7 had an outer layer containing Fe 3 O 4 on the surface layer side thereof and an inner layer containing Fe O on the lower side thereof, and had a film structure of a second pattern.
[耐食性評価試験の結果]
本発明の範囲に含まれる試験材No.1〜No.3は、アシストガスとして酸素混合比が5~20体積%の混合ガスを用いてレーザ切断を行ったので、耐食性に富むFe3O4を含む平均厚さ1.5μm以下の酸化皮膜がレーザ切断面の上に密着して形成された。そのため、屋外暴露試験の開始から10日まで切断面の防錆性が維持されており、切断後の初期段階における耐食性が良好であることを確認できた。
[Results of corrosion resistance evaluation test]
Test material No. included in the scope of the present invention. 1-No. In No. 3, laser cutting was performed using a mixed gas having an oxygen mixing ratio of 5 to 20% by volume as an assist gas, so that an oxide film having an average thickness of 1.5 μm or less containing Fe 3 O 4 having excellent corrosion resistance was laser cut. It was formed in close contact with the surface. Therefore, it was confirmed that the rust preventive property of the cut surface was maintained from the start of the outdoor exposure test to 10 days, and the corrosion resistance at the initial stage after cutting was good.
それに対し、試験材No.4〜No.6の混合ガスによる比較例は、アシストガスとして酸素混合比が20体積%を超える混合ガスを用いてレーザ切断を行ったので、切断面の上に形成された酸化皮膜が成長しすぎて、その平均厚さが1.5μmを超えた。試験材No.7の酸素ガスによる比較例は、同様に酸化皮膜の平均厚さが1.5μmを超えた。そのため、酸化皮膜と素地鋼板との間に隙間が生じて密着性が低下し、また、酸化皮膜の一部にクラックや剥離が発生した。その結果、屋外暴露試験の開始から5日まで切断面の防錆性を維持できず、切断後の初期段階における耐食性が不十分であった。 On the other hand, the test material No. 4 to No. In the comparative example using the mixed gas of No. 6, laser cutting was performed using a mixed gas having an oxygen mixing ratio of more than 20% by volume as an assist gas, so that the oxide film formed on the cut surface grew too much, and the oxide film was grown too much. The average thickness exceeded 1.5 μm. Test material No. Similarly, in the comparative example using oxygen gas of No. 7, the average thickness of the oxide film exceeded 1.5 μm. Therefore, a gap is formed between the oxide film and the base steel plate to reduce the adhesion, and cracks and peeling occur in a part of the oxide film. As a result, the rust resistance of the cut surface could not be maintained from the start of the outdoor exposure test to 5 days, and the corrosion resistance at the initial stage after cutting was insufficient.
試験材No.8、試験材No.9は、酸素を含まないアシストガスを用いてレーザ切断を行った例である。いずれの切断面も、素地鋼板が露出した状態であるから、屋外暴露試験の開始から5日まで切断面の防錆性を維持できなかった。 Test material No. 8. Test material No. Reference numeral 9 denotes an example in which laser cutting is performed using an assist gas containing no oxygen. Since the base steel plate was exposed on each of the cut surfaces, the rust preventive property of the cut surface could not be maintained from the start of the outdoor exposure test to 5 days.
(実施例2)
次に、切断速度による影響を調べた。アシストガスとして酸素混合比が20体積%である窒素ガスを使用するとともに、切断速度を種々に選定したことを除いて、実施例1と同様の手順により、レーザ切断を行い、得られた試験材について切断面の表面分析及び耐食性の評価試験を行った。それらの結果を表2に示す。
(Example 2)
Next, the effect of cutting speed was investigated. A test material obtained by laser cutting according to the same procedure as in Example 1 except that nitrogen gas having an oxygen mixture ratio of 20% by volume was used as the assist gas and various cutting speeds were selected. The surface analysis of the cut surface and the evaluation test of corrosion resistance were carried out. The results are shown in Table 2.
[表面分析の結果]
表2に示すように、切断速度が2.5m/min、5.0m/min、7.5m/minで行われた試験材No.11〜No.13の酸化皮膜は、その平均厚さが1.5μm以下であった。他方、試験材No.14の酸化皮膜は、その平均厚さが1.5μmを超えており、切断速度が10.0m/min以上に大きくなると、平均厚さの大きい酸化皮膜が形成された。
[Result of surface analysis]
As shown in Table 2, the test material Nos. were performed at cutting speeds of 2.5 m / min, 5.0 m / min, and 7.5 m / min. 11-No. The average thickness of the oxide film of No. 13 was 1.5 μm or less. On the other hand, the test material No. The average thickness of the oxide film of No. 14 exceeded 1.5 μm, and when the cutting speed was increased to 10.0 m / min or more, an oxide film having a large average thickness was formed.
また、切断速度が2.5m/min、7.5m/minで切断された試験材No.11と試験材No.13については、その表面に形成された酸化皮膜は、その表層側にFe3O4を含む外層があり、外層の下側にFeOを含む内層であり、第2パターンの皮膜構造を有していた。切断速度が5.0m/min、10.0m/minで切断された試験材No.12については、その表面に形成された酸化皮膜は、Fe3O4とFeOとが混合した組織であり、第1パターンの皮膜構造を有していた。また、試験材No.14よりも試験材No.12のほうが、FeO層中のFe3O4の割合が多い傾向にあった。 Further, the test material No. which was cut at a cutting speed of 2.5 m / min and 7.5 m / min. 11 and test material No. Regarding No. 13, the oxide film formed on the surface thereof has an outer layer containing Fe 3 O 4 on the surface layer side thereof and an inner layer containing Fe O on the lower side of the outer layer, and has a film structure of a second pattern. It was. Test material No. cut at a cutting speed of 5.0 m / min and 10.0 m / min. With respect to No. 12, the oxide film formed on the surface thereof was a structure in which Fe 3 O 4 and Fe O were mixed, and had a film structure of the first pattern. In addition, the test material No. Test material No. 14 rather than Twelve tended to have a higher proportion of Fe 3 O 4 in the FeO layer.
[耐食性評価試験の結果]
表2に示すように、本発明の範囲に含まれる試験材No.11〜No.13は、アシストガスとして酸素混合比が20体積%の混合ガスを用いるとともに、2〜8m/minの範囲の切断速度でレーザ切断を行ったので、耐食性に富むFe3O4を含む平均厚さ1.5μm以下の酸化皮膜がレーザ切断面の上に密着して形成された。そのため、屋外暴露試験の開始から10日〜25日まで切断面の防錆性が維持されており、切断後の初期段階における耐食性が良好であることを確認できた。
[Results of corrosion resistance evaluation test]
As shown in Table 2, the test material Nos. Included in the scope of the present invention. 11-No. 13, together with the oxygen mixed ratio using 20% by volume of the mixed gas as an assist gas, so were laser cut by the cutting speed in the range of 2 to 8 m / min, the average thickness including the Fe 3 O 4 rich in corrosion resistance of An oxide film of 1.5 μm or less was formed in close contact with the laser cut surface. Therefore, it was confirmed that the rust preventive property of the cut surface was maintained from the start of the outdoor exposure test to 10 to 25 days, and the corrosion resistance at the initial stage after cutting was good.
切断速度が2.5m/minである試験材No.11は、屋外暴露試験の開始から15日までの防錆性を維持できた。切断速度が7.5m/minである試験材No.13は、実施例1の試験体No.3と同様にアシストガスの酸素混合比が20体積%で切断したものであり、その屋外暴露試験の結果は、表2に示すように10日であった。試験材No.11は、試験材No.13に比べて、切断後の初期段階における耐食性が向上した。これは、試験材No.11の切断速度が遅く、冷却速度が緩やかになったため、最外層であるFe3O4が厚く形成されたことにより、耐食性が向上したものと推測される。 Test material No. 1 having a cutting speed of 2.5 m / min. No. 11 was able to maintain the rust preventive property from the start of the outdoor exposure test to the 15th day. Test material No. 1 having a cutting speed of 7.5 m / min. No. 13 is the test body No. 13 of Example 1. Similar to No. 3, the assist gas was cut at an oxygen mixture ratio of 20% by volume, and the result of the outdoor exposure test was 10 days as shown in Table 2. Test material No. No. 11 is the test material No. Compared with 13, the corrosion resistance in the initial stage after cutting was improved. This is the test material No. Since the cutting speed of No. 11 was slow and the cooling rate was slow, it is presumed that the outermost layer, Fe 3 O 4, was formed thickly to improve the corrosion resistance.
切断速度が5.0m/minである試験材No.12は、屋外暴露試験の開始から25日までの防錆性を維持できた。切断面の酸化皮膜は、Fe3O4とFeOとの混合組織の形成により耐食性が向上したものと推測される。 Test material No. 1 having a cutting speed of 5.0 m / min. No. 12 was able to maintain the rust preventive property from the start of the outdoor exposure test to the 25th. It is presumed that the oxide film on the cut surface has improved corrosion resistance due to the formation of a mixed structure of Fe 3 O 4 and Fe O.
それに対し、試験材No.14の比較例は、屋外暴露試験の開始から5日までしか切断面の防錆性を維持できず、切断後の初期段階における耐食性が不十分であった。これは、切断速度が8m/minを超えた条件で切断したものであり、切断面の上に形成された酸化皮膜の平均厚さが1.5μmを超えたので、密着した酸化皮膜が形成されなかったことによると考えられる。 On the other hand, the test material No. In 14 comparative examples, the rust resistance of the cut surface could be maintained only from the start of the outdoor exposure test to 5 days, and the corrosion resistance in the initial stage after cutting was insufficient. This was cut under the condition that the cutting speed exceeded 8 m / min, and the average thickness of the oxide film formed on the cut surface exceeded 1.5 μm, so that a close contact oxide film was formed. It is probable that it was not.
(実施例3)
板厚が3.2mmのZn系めっき鋼板を用いて、表3に示す切断条件によりレーザ切断を行い、得られた試験材について、切断面の表面分析と耐食性の評価試験を行った。
(Example 3)
Using a Zn-based galvanized steel sheet having a plate thickness of 3.2 mm, laser cutting was performed under the cutting conditions shown in Table 3, and the obtained test material was subjected to surface analysis of the cut surface and evaluation test of corrosion resistance.
試験材No.21は、本発明例に相当する。ガス圧1.5MPa、切断速度5m/min、レーザ出力3.0kWの条件でレーザ切断を行った。試験材No.22は、従来技術の特許文献1の実施例に記載された切断条件を適用した比較例に相当する。ガス圧1.2MPa、切断速度1.8m/min、レーザ出力1.5kWの条件でレーザ切断を行った。アシストガスは、両方の試験材のいずれも、5体積%O2を含む混合ガス(N2+5%O2)を使用した。その他の切断条件は、実施例1と同様とした。切断面の表面分析結果と耐食性の評価試験結果を表3に示す。
Test material No. 21 corresponds to the example of the present invention. Laser cutting was performed under the conditions of a gas pressure of 1.5 MPa, a cutting speed of 5 m / min, and a laser output of 3.0 kW. Test material No. Reference numeral 22 denotes a comparative example to which the cutting conditions described in the examples of
試験材No.21の酸化皮膜は、素地鋼板の上にFe3O4相とFeOとが混合した組織を含む第1パターンの皮膜構造を有していた。耐食性評価試験結果によると、赤錆の発生状況は、25日まで良好であった。これは、酸化皮膜の平均厚さが1.5μm以下と薄く、耐食性及び密着性の良い酸化皮膜が形成されたためと推測される。この結果より、アシストガス組成が同じであっても、切断条件の違いにより、切断面の酸化皮膜の形成に差が生じて、切断面の耐食性に差が生じることを確認できた。 Test material No. Oxide film 21 had a coating structure of a first pattern comprising a tissue mixed with Fe 3 O 4 phase and FeO on the base steel sheet. According to the results of the corrosion resistance evaluation test, the occurrence of red rust was good until the 25th. It is presumed that this is because the average thickness of the oxide film is as thin as 1.5 μm or less, and an oxide film having good corrosion resistance and adhesion is formed. From this result, it was confirmed that even if the assist gas composition is the same, the formation of the oxide film on the cut surface is different due to the difference in the cutting conditions, and the corrosion resistance of the cut surface is different.
試験材No.22の酸化皮膜は、素地鋼板の上にFeOを含む内層が形成され、その上にFe3O4を含む外層が形成された第2パターンの皮膜構造を有していた。耐食性評価試験結果によると、赤錆の発生状況は、15日で不良であった。試験材No.22は、試験材No.21よりも、切断速度が遅くて入熱量の高い条件で切断したので、高温での酸化時間が長く、切断後の冷却速度が緩やかな条件にあった。酸化皮膜の平均厚さが大きくなり、素地鋼板との密着性が低下し、クラックや剥離が発生したため、耐食性が低下したと推測される。 Test material No. The oxide film of No. 22 had a second pattern film structure in which an inner layer containing FeO was formed on a base steel sheet and an outer layer containing Fe 3 O 4 was formed on the inner layer. According to the results of the corrosion resistance evaluation test, the occurrence of red rust was poor in 15 days. Test material No. No. 22 is the test material No. Since cutting was performed under conditions where the cutting speed was slower and the amount of heat input was higher than that of 21, the oxidation time at high temperature was long, and the cooling rate after cutting was slow. It is presumed that the average thickness of the oxide film increased, the adhesion to the base steel sheet decreased, and cracks and peeling occurred, resulting in a decrease in corrosion resistance.
上記の試験結果によれば、本発明によるレーザ切断面は、特許文献1の実施例で得られたレーザ切断面よりも耐食性に優れることを確認できた。
According to the above test results, it was confirmed that the laser cut surface according to the present invention is superior in corrosion resistance to the laser cut surface obtained in the examples of
1 レーザ切断面
2 素地鋼板
3 酸化皮膜
4 外層
5 内層
6 Zn系めっき鋼板
7 試験材
11 切断用ヘッド
12 切断用ノズル
13 レーザ光
14 測定領域
15 試験用架台
1 Laser cut
Claims (8)
前記アシストガスとして5〜20体積%の酸素を含む混合ガスを噴射し、平均厚さ1.5μm以下のFe3O4を含む酸化皮膜を有するレーザ切断面を形成する、レーザ切断加工方法。 A laser cutting method in which the surface of a Zn-based galvanized steel sheet is irradiated with a laser beam and an assist gas is injected onto the irradiated portion of the laser beam to perform laser cutting.
A laser cutting method in which a mixed gas containing 5 to 20% by volume of oxygen is injected as the assist gas to form a laser cutting surface having an oxide film containing Fe 3 O 4 having an average thickness of 1.5 μm or less.
レーザ切断加工方法。 The laser cutting processing method according to claim 1, wherein the laser cutting is performed at a cutting speed of 2.0 to 8.0 m / min.
前記レーザ切断面は、平均厚さ1.5μm以下のFe3O4を含む酸化皮膜を有する、切断加工品。 It is a cut processed product of Zn-based plated steel sheet equipped with a laser cut surface.
The laser cut surface is a cut processed product having an oxide film containing Fe 3 O 4 having an average thickness of 1.5 μm or less.
The cut processed product according to any one of claims 5 to 7, wherein the Zn-based plated steel sheet is a Zn-Al-Mg-based plated steel sheet.
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