JP3022938B2 - 線材表面性状の評価方法および伸線性の良好な線材の製造方法 - Google Patents
線材表面性状の評価方法および伸線性の良好な線材の製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、タイヤコードなどに用
いられる線材の表面性状の評価方法および伸線性の良好
な線材の製造方法に関する。
いられる線材の表面性状の評価方法および伸線性の良好
な線材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】たとえばタイヤコードなどに用いられる
線材は、伸線処理の１次，２次加工などを行う際には、
リバースベンディング法やショットブラスト法，エアブ
ラスト法などのメカニカルデスケーリングを用いて機械
的な脱スケール処理が施されるのが一般的である。
線材は、伸線処理の１次，２次加工などを行う際には、
リバースベンディング法やショットブラスト法，エアブ
ラスト法などのメカニカルデスケーリングを用いて機械
的な脱スケール処理が施されるのが一般的である。
【０００３】このように脱スケールされた線材の円周方
向の表面粗さ（Ｒa ）を測定するには、たとえば２次元
円周粗度センサが用いられている。すなわち、図２に示
すように、線材１の面に２次元円周粗度計２の触針２ａ
を接触させて、線材１を回転させながらその円周方向の
凹凸レベルを測定する。そこで、この測定によって図３
(a) のように得られた断面曲線Ａから所定の波長より長
い表面うねり成分をカットオフして、図３(b) のような
粗さ曲線Ｂと図３(c) のようなろ波うねり曲線Ｃに分離
する。そして、その粗さ曲線Ｂから所定の測定長さＬに
おける中心線平均粗さＲa を、またろ波うねり曲線Ｃか
らろ波中心線うねりＷCAをそれぞれ求めることによっ
て、表面粗さを評価するのである。
向の表面粗さ（Ｒa ）を測定するには、たとえば２次元
円周粗度センサが用いられている。すなわち、図２に示
すように、線材１の面に２次元円周粗度計２の触針２ａ
を接触させて、線材１を回転させながらその円周方向の
凹凸レベルを測定する。そこで、この測定によって図３
(a) のように得られた断面曲線Ａから所定の波長より長
い表面うねり成分をカットオフして、図３(b) のような
粗さ曲線Ｂと図３(c) のようなろ波うねり曲線Ｃに分離
する。そして、その粗さ曲線Ｂから所定の測定長さＬに
おける中心線平均粗さＲa を、またろ波うねり曲線Ｃか
らろ波中心線うねりＷCAをそれぞれ求めることによっ
て、表面粗さを評価するのである。
【０００４】なお、上記したカットオフ値としては、Ｊ
ＩＳ Ｂ0601-1982 の規定には、原則として0.08mm, 0.
25mm, 0.8 mm, 2.5 mm, ８mm，25mmの６種類と定められ
ており、また中心線平均粗さＲa の範囲が12.5μm 以下
の場合は0.8mm を、また12.5μm を超え100 μm 以下の
場合は2.5 mmを標準とするとされている。
ＩＳ Ｂ0601-1982 の規定には、原則として0.08mm, 0.
25mm, 0.8 mm, 2.5 mm, ８mm，25mmの６種類と定められ
ており、また中心線平均粗さＲa の範囲が12.5μm 以下
の場合は0.8mm を、また12.5μm を超え100 μm 以下の
場合は2.5 mmを標準とするとされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たような２次元円周粗度計を用いて線材表面性状を評価
する場合は、測定対象である線材の形状は通常オーバル
状であって真円でないことから、形状誤差などの影響を
考慮して測定条件のうちカットオフ値を0.08mmに設定し
て行うケースが多いため、このカットオフ値より大きい
波長域の凹凸レベルは評価することができないという問
題があった。
たような２次元円周粗度計を用いて線材表面性状を評価
する場合は、測定対象である線材の形状は通常オーバル
状であって真円でないことから、形状誤差などの影響を
考慮して測定条件のうちカットオフ値を0.08mmに設定し
て行うケースが多いため、このカットオフ値より大きい
波長域の凹凸レベルは評価することができないという問
題があった。
【０００６】このようなことから、現状においては脱ス
ケールされた線材のスケールはく離性に対する線材表面
性状の評価方法を確立することができず、そのため、線
材の品質の一つとして要求されるメカニカルデスケーリ
ング性などの伸線性を的確に評価することができないか
ら、線材の製造工程に適切なアクションを取ることがで
きなかったのである。
ケールされた線材のスケールはく離性に対する線材表面
性状の評価方法を確立することができず、そのため、線
材の品質の一つとして要求されるメカニカルデスケーリ
ング性などの伸線性を的確に評価することができないか
ら、線材の製造工程に適切なアクションを取ることがで
きなかったのである。
【０００７】本発明は、上記のような課題を解決すべく
してなされたものであって、線材表面性状の評価方法お
よび伸線性の良好な線材の製造方法を提供することを目
的とする。
してなされたものであって、線材表面性状の評価方法お
よび伸線性の良好な線材の製造方法を提供することを目
的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の態様は、
メカニカルデスケーラを用いて線材表面を脱スケールす
る際のスケールはく離性を評価する方法であって、３次
元表面粗度センサを用いて前記線材表面の長手方向の表
面性状を所定の長さにわたって測定し、カットオフ値が
0.8 mmのときの粗さ曲線から３次元表面粗さを求め、こ
の３次元表面粗さが0.6 μm 以下であるときにスケール
はく離性が良好であると判定することを特徴とする線材
表面性状の評価方法である。
メカニカルデスケーラを用いて線材表面を脱スケールす
る際のスケールはく離性を評価する方法であって、３次
元表面粗度センサを用いて前記線材表面の長手方向の表
面性状を所定の長さにわたって測定し、カットオフ値が
0.8 mmのときの粗さ曲線から３次元表面粗さを求め、こ
の３次元表面粗さが0.6 μm 以下であるときにスケール
はく離性が良好であると判定することを特徴とする線材
表面性状の評価方法である。
【０００９】なお、３次元表面粗度センサまたは２次元
表面粗度センサを用いて、512 μm以下のパワースペク
トル波長域で前記線材表面の長手方向の２次元平均振幅
スペクトル分布を所定の長さにわたって測定し、そのパ
ワースペクトル和が0.5 μm2以下であるときにスケール
はく離性が良好であると判定することができる。また、
本発明の第２の態様は、線材表面をメカニカルデスケー
ラを用いて脱スケールする際に、３次元表面粗度センサ
を用いてカットオフ値が0.8 mmのときの前記線材表面の
３次元表面粗さを測定する工程と、前記３次元表面粗さ
を0.6 μm 以下になるように圧延ロールの表面粗度を調
整する工程と、からなることを特徴とする伸線性の良好
な線材の製造方法である。
表面粗度センサを用いて、512 μm以下のパワースペク
トル波長域で前記線材表面の長手方向の２次元平均振幅
スペクトル分布を所定の長さにわたって測定し、そのパ
ワースペクトル和が0.5 μm2以下であるときにスケール
はく離性が良好であると判定することができる。また、
本発明の第２の態様は、線材表面をメカニカルデスケー
ラを用いて脱スケールする際に、３次元表面粗度センサ
を用いてカットオフ値が0.8 mmのときの前記線材表面の
３次元表面粗さを測定する工程と、前記３次元表面粗さ
を0.6 μm 以下になるように圧延ロールの表面粗度を調
整する工程と、からなることを特徴とする伸線性の良好
な線材の製造方法である。
【００１０】なお、３次元表面粗度センサまたは２次元
表面粗度センサを用いてパワースペクトル波長域が512
μm のときの２次元平均振幅スペクトル分布を測定する
工程と、前記２次元平均振幅スペクトル分布のパワース
ペクトル和が0.5 μm2以下になるように圧延ロールの表
面粗度を調整する工程とを組み合わせるようにしてもよ
い。
表面粗度センサを用いてパワースペクトル波長域が512
μm のときの２次元平均振幅スペクトル分布を測定する
工程と、前記２次元平均振幅スペクトル分布のパワース
ペクトル和が0.5 μm2以下になるように圧延ロールの表
面粗度を調整する工程とを組み合わせるようにしてもよ
い。
【００１１】
【作 用】以下に、本発明の実験例について説明する。
被測定材として用いた線材は、規格がＳＷＲＨ72Ａ相当
材で外径5.5 mmφのもので、目視によるスケールはく離
性が良好と評価された９ロット（以下、良好材という）
と不良と評価された５ロット（以下、不良材という）の
計14ロットについて、表面粗さの測定実験を行った。 〔実験例１〕 まず、従来の２次元円周粗度センサを用
いて、線材の２次元円周表面粗さＲa を測定した。この
ときの２次元円周粗度センサに設定したカットオフ値
は、0.08mm, 0.25mm, 0.8 mmの３レベルとした。その結
果を図４に示した。この図からわかるように、いずれの
カットオフ値においてもスケールはく離性の良好材のＲ
a 値と不良材のＲa 値との間に差異が明確ではない。
被測定材として用いた線材は、規格がＳＷＲＨ72Ａ相当
材で外径5.5 mmφのもので、目視によるスケールはく離
性が良好と評価された９ロット（以下、良好材という）
と不良と評価された５ロット（以下、不良材という）の
計14ロットについて、表面粗さの測定実験を行った。 〔実験例１〕 まず、従来の２次元円周粗度センサを用
いて、線材の２次元円周表面粗さＲa を測定した。この
ときの２次元円周粗度センサに設定したカットオフ値
は、0.08mm, 0.25mm, 0.8 mmの３レベルとした。その結
果を図４に示した。この図からわかるように、いずれの
カットオフ値においてもスケールはく離性の良好材のＲ
a 値と不良材のＲa 値との間に差異が明確ではない。
【００１２】したがって、２次元円周粗度センサを用い
ては、スケールはく離性の良否を判定することができな
いのである。なお、この図で、カットオフ値が0.8 mmの
場合のＲa 値が0.08mmおよび0.25mmの場合の値に比して
異常に高い値を示しているが、これは線材が真円でなく
オーバル状であるという形状誤差の影響が大きく出たた
めである。 〔実験例２〕 ３次元表面粗度センサを用いて、図５に
示すように、線材の天地部位，対角部位，オーバル部位
における長手方向の３次元表面粗さＳＲa を測定した。
このときの３次元表面粗度センサに設定したカットオフ
値は、実験例１と同様に0.08mm, 0.25mm, 0.8 mmの３レ
ベルとした。その結果を図６に示した。また、そのスケ
ールはく離性の不良材ＳＲa 値と良好材ＳＲa 値との差
を表１に示した。
ては、スケールはく離性の良否を判定することができな
いのである。なお、この図で、カットオフ値が0.8 mmの
場合のＲa 値が0.08mmおよび0.25mmの場合の値に比して
異常に高い値を示しているが、これは線材が真円でなく
オーバル状であるという形状誤差の影響が大きく出たた
めである。 〔実験例２〕 ３次元表面粗度センサを用いて、図５に
示すように、線材の天地部位，対角部位，オーバル部位
における長手方向の３次元表面粗さＳＲa を測定した。
このときの３次元表面粗度センサに設定したカットオフ
値は、実験例１と同様に0.08mm, 0.25mm, 0.8 mmの３レ
ベルとした。その結果を図６に示した。また、そのスケ
ールはく離性の不良材ＳＲa 値と良好材ＳＲa 値との差
を表１に示した。
【００１３】
【表１】
【００１４】この結果から、カットオフ値が0.08mmでは
良・不良の差異は見られなかったが、0.25mmおよび0.8
mmのカットオフ値の場合は不良材のＳＲa 値が良好材の
ＳＲa 値に比べて大きく、とくにカットオフ値0.8 mmの
場合は顕著である。また、この表１から明らかなよう
に、ＳＲa 値差はオーバル部位に比べて天地部位，対角
部位で著しいことがわかる。したがって、スケールはく
離性不良材は、良好材に比して表面粗さが粗いことが明
らかである。
良・不良の差異は見られなかったが、0.25mmおよび0.8
mmのカットオフ値の場合は不良材のＳＲa 値が良好材の
ＳＲa 値に比べて大きく、とくにカットオフ値0.8 mmの
場合は顕著である。また、この表１から明らかなよう
に、ＳＲa 値差はオーバル部位に比べて天地部位，対角
部位で著しいことがわかる。したがって、スケールはく
離性不良材は、良好材に比して表面粗さが粗いことが明
らかである。
【００１５】これによって、３次元表面粗度センサを用
いてスケールはく離性の良否を判定しようとする場合
は、カットオフ値を0.8 mmに設定するのが望ましく、ま
たそのとき線材の天地部位で測定するときは長手方向の
ＳＲa 値が0.6 μm 以下、対角部位の場合は長手方向の
ＳＲa 値が0.5 μm 以下であればよいことがわかる。 〔実験例３〕 さらに、３次元表面粗度センサ用いて、
線材の長手方向の２次元平均振幅スペクトル分布の測定
を行った。そのときの各線材表面の特定波長域パワース
ペクトル和（以下、ＰＳ和という）について、波長が51
2 〜100 μm の範囲の場合を図７(a) に、100 〜4.9 μ
m の範囲の場合を図７(b) にそれぞれ示した。
いてスケールはく離性の良否を判定しようとする場合
は、カットオフ値を0.8 mmに設定するのが望ましく、ま
たそのとき線材の天地部位で測定するときは長手方向の
ＳＲa 値が0.6 μm 以下、対角部位の場合は長手方向の
ＳＲa 値が0.5 μm 以下であればよいことがわかる。 〔実験例３〕 さらに、３次元表面粗度センサ用いて、
線材の長手方向の２次元平均振幅スペクトル分布の測定
を行った。そのときの各線材表面の特定波長域パワース
ペクトル和（以下、ＰＳ和という）について、波長が51
2 〜100 μm の範囲の場合を図７(a) に、100 〜4.9 μ
m の範囲の場合を図７(b) にそれぞれ示した。
【００１６】図７(a) から明らかなように、パワースペ
クトル波長域が512 〜100 μm の場合のＰＳ和は、いず
れの位置でも不良材の方が高く、両者のＰＳ和の差は天
地部位，対角部位で顕著である。また、図７(b) の波長
域が100 〜4.9 μm の場合は、やはり512 〜100 μm の
波長域の場合と同じ傾向であるが、両者のＰＳ和の差は
やや小さい。この測定結果から、この実験例３は前記し
た実験例２におけるカットオフ値によるＳＲa 値差の妥
当性を裏付けていることがわかる。これによって、３次
元表面粗度センサを用いてスケールはく離性の良否を判
定しようとする場合は、パワースペクトル波長域を512
μm 以下とし、かつＰＳ和を0.5 μm2以下とすればほぼ
確実に行うことができる。
クトル波長域が512 〜100 μm の場合のＰＳ和は、いず
れの位置でも不良材の方が高く、両者のＰＳ和の差は天
地部位，対角部位で顕著である。また、図７(b) の波長
域が100 〜4.9 μm の場合は、やはり512 〜100 μm の
波長域の場合と同じ傾向であるが、両者のＰＳ和の差は
やや小さい。この測定結果から、この実験例３は前記し
た実験例２におけるカットオフ値によるＳＲa 値差の妥
当性を裏付けていることがわかる。これによって、３次
元表面粗度センサを用いてスケールはく離性の良否を判
定しようとする場合は、パワースペクトル波長域を512
μm 以下とし、かつＰＳ和を0.5 μm2以下とすればほぼ
確実に行うことができる。
【００１７】上記の実験例１，２，３をまとめると、以
下の通りである。 線材のスケールはく離性の良否を判定するには、３
次元表面粗度センサを用いて、カットオフ値を0.8 mmと
して天地部位における長手方向の３次元表面粗さＳＲa
を0.6 μm 以下に設定すればよいこと。 また、３次元表面粗度センサを用いて、512 μm 以
下のパワースペクトル波長域で長さ方向のＰＳ和を0.5
μm2に設定すればよいこと。 そこで、線材の脱スケール時において、３次元表面
粗度センサを用いて0.8mmのカットオフ値における長手
方向のＳＲa 値を0.6 μm 以下とするか、または512 μ
m 以下のパワースペクトル波長域におけるＰＳ和を0.5
μm2以下になるように制御することにより、伸線性すな
わちメカニカルデスケーリング性の良好な線材を得るこ
とが可能であること。
下の通りである。 線材のスケールはく離性の良否を判定するには、３
次元表面粗度センサを用いて、カットオフ値を0.8 mmと
して天地部位における長手方向の３次元表面粗さＳＲa
を0.6 μm 以下に設定すればよいこと。 また、３次元表面粗度センサを用いて、512 μm 以
下のパワースペクトル波長域で長さ方向のＰＳ和を0.5
μm2に設定すればよいこと。 そこで、線材の脱スケール時において、３次元表面
粗度センサを用いて0.8mmのカットオフ値における長手
方向のＳＲa 値を0.6 μm 以下とするか、または512 μ
m 以下のパワースペクトル波長域におけるＰＳ和を0.5
μm2以下になるように制御することにより、伸線性すな
わちメカニカルデスケーリング性の良好な線材を得るこ
とが可能であること。
【００１８】なお、上記した３次元表面粗度センサの代
わりに、所定領域内で複数本の走査ができる２次元表面
粗度センサを用いても同様の作用効果を得ることができ
る。
わりに、所定領域内で複数本の走査ができる２次元表面
粗度センサを用いても同様の作用効果を得ることができ
る。
【００１９】
【実施例】以下に、本発明の実施例について説明する。
被測定材として、規格がＳＷＲＨ72Ａ相当材で外径5.5
mmφの線材を伸線工程において予め脱スケールする際
に、図１に示すように、３次元表面粗度センサ３を用い
てメカニカルデスケーラ５で脱スケールされた線材１の
長さ方向の２次元平均振幅スペクトル分布を測定した。
このとき、３次元表面粗度センサ３の波長域は512 μm
〜100 μm とした。そして、データ処理装置４におい
て、線材１の長さ方向の512 μm 以下の波長域における
天地部位のＰＳ和を演算させた。
被測定材として、規格がＳＷＲＨ72Ａ相当材で外径5.5
mmφの線材を伸線工程において予め脱スケールする際
に、図１に示すように、３次元表面粗度センサ３を用い
てメカニカルデスケーラ５で脱スケールされた線材１の
長さ方向の２次元平均振幅スペクトル分布を測定した。
このとき、３次元表面粗度センサ３の波長域は512 μm
〜100 μm とした。そして、データ処理装置４におい
て、線材１の長さ方向の512 μm 以下の波長域における
天地部位のＰＳ和を演算させた。
【００２０】そして、得られた天地部位のＰＳ和が目標
値の0.5 μm2以下になるように、仕上圧延機の最終段の
圧延ロール（図示せず）の表面を電解研磨および砥石で
調整し、その圧延ロールを用いて次の同一ロッドの線材
に転写しながら圧延した。そのときのＰＳ和の演算結果
と、その後に目視でスケールはく離性を判定した結果を
表２に示した。この表２において、○印はスケールはく
離性良好、×印はスケールはく離性不良を示す。
値の0.5 μm2以下になるように、仕上圧延機の最終段の
圧延ロール（図示せず）の表面を電解研磨および砥石で
調整し、その圧延ロールを用いて次の同一ロッドの線材
に転写しながら圧延した。そのときのＰＳ和の演算結果
と、その後に目視でスケールはく離性を判定した結果を
表２に示した。この表２において、○印はスケールはく
離性良好、×印はスケールはく離性不良を示す。
【００２１】
【表２】
【００２２】この表２から明らかなように、ＰＳ和が0.
5 μm2以下の線材はスケールはく離性がよいことがわか
る。
5 μm2以下の線材はスケールはく離性がよいことがわか
る。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の第１の態
様によれば、３次元表面粗度センサあるいは２次元表面
粗度センサを用いることにより、脱スケールされた線材
のスケールはく離性を正確に評価することができる。ま
た、本発明の第２の態様によれば、３次元表面粗度セン
サあるいは２次元表面粗度センサの情報を用いて、圧延
ロールの表面粗度を調整して線材表面に転写することに
より、伸線性の良好な線材を製造することが可能であ
る。
様によれば、３次元表面粗度センサあるいは２次元表面
粗度センサを用いることにより、脱スケールされた線材
のスケールはく離性を正確に評価することができる。ま
た、本発明の第２の態様によれば、３次元表面粗度セン
サあるいは２次元表面粗度センサの情報を用いて、圧延
ロールの表面粗度を調整して線材表面に転写することに
より、伸線性の良好な線材を製造することが可能であ
る。
【図１】本発明の一実施例を示す概要図である。
【図２】２次元円周粗度センサによる線材表面の粗さ測
定の従来例を示す側面図である。
定の従来例を示す側面図である。
【図３】断面曲線から表面粗さと表面うねりを検出する
説明図である。
説明図である。
【図４】２次元円周粗度センサによる２次元円周表面粗
さの測定例を示す特性図である。
さの測定例を示す特性図である。
【図５】３次元表面粗度センサを用いたときの線材の測
定部位を示す正面図である。
定部位を示す正面図である。
【図６】３次元表面粗度センサによる３次元表面粗さの
測定例を示す特性図である。
測定例を示す特性図である。
【図７】(a) ，(b) は３次元表面粗度センサによるＰＳ
和の測定例を示す特性図である。
和の測定例を示す特性図である。
１ 線材 ２ ２次元円周粗度センサ ３ ３次元表面粗度センサ ４ データ処理装置 ５ メカニカルデスケーラ
Claims (4)
- 【請求項１】 メカニカルデスケーラを用いて線材表
面を脱スケールする際のスケールはく離性を評価する方
法であって、３次元表面粗度センサを用いて前記線材表
面の長手方向の表面性状を所定の長さにわたって測定
し、カットオフ値が0.8 mmのときの粗さ曲線から３次元
表面粗さを求め、この３次元表面粗さが0.6 μm 以下で
あるときにスケールはく離性が良好であると判定するこ
とを特徴とする線材表面性状の評価方法。 - 【請求項２】 ３次元表面粗度センサまたは２次元表
面粗度センサを用いて、512 μm 以下のパワースペクト
ル波長域で前記線材表面の長手方向の２次元平均振幅ス
ペクトル分布を所定の長さにわたって測定し、そのパワ
ースペクトル和が0.5 μm2以下であるときにスケールは
く離性が良好であると判定することを特徴とする請求項
１記載の線材表面性状の評価方法。 - 【請求項３】 線材表面をメカニカルデスケーラを用
いて脱スケールする際に、３次元表面粗度センサを用い
てカットオフ値が0.8 mmのときの前記線材表面の３次元
表面粗さを測定する工程と、前記３次元表面粗さを0.6
μm 以下になるように圧延ロールの表面粗度を調整する
工程と、からなることを特徴とする伸線性の良好な線材
の製造方法。 - 【請求項４】 ３次元表面粗度センサまたは２次元表
面粗度センサを用いてパワースペクトル波長域が512 μ
m のときの２次元平均振幅スペクトル分布を測定する工
程と、前記２次元平均振幅スペクトル分布のパワースペ
クトル和が0.5 μm2以下になるように圧延ロールの表面
粗度を調整する工程とを組み合わせたことを特徴とする
請求項３記載の伸線性の良好な線材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4258449A JP3022938B2 (ja) | 1992-09-28 | 1992-09-28 | 線材表面性状の評価方法および伸線性の良好な線材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP4258449A JP3022938B2 (ja) | 1992-09-28 | 1992-09-28 | 線材表面性状の評価方法および伸線性の良好な線材の製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06106236A JPH06106236A (ja) | 1994-04-19 |
| JP3022938B2 true JP3022938B2 (ja) | 2000-03-21 |
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| Country | Link |
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1992
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| JPH06106236A (ja) | 1994-04-19 |
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