JP3107436B2 - レーザーダル加工方法 - Google Patents
レーザーダル加工方法Info
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- JP3107436B2 JP3107436B2 JP03351246A JP35124691A JP3107436B2 JP 3107436 B2 JP3107436 B2 JP 3107436B2 JP 03351246 A JP03351246 A JP 03351246A JP 35124691 A JP35124691 A JP 35124691A JP 3107436 B2 JP3107436 B2 JP 3107436B2
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- Japan
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- laser beam
- laser
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、金属表面にレーザービ
ームを照射することによりダル加工を施す加工方法であ
って、特に冷延鋼板の調質圧延ロールの表面にダル加工
を施すレーザーダル加工方法に関するものである。
ームを照射することによりダル加工を施す加工方法であ
って、特に冷延鋼板の調質圧延ロールの表面にダル加工
を施すレーザーダル加工方法に関するものである。
【０００２】一般に、自動車のボディや家庭用電気製品
などには塗装用薄鋼板が用いられているが、それに用い
られる冷延鋼板の薄鋼板には、プレス成形時の耐焼付け
性を向上させるなどの目的で、その表面を粗面化（ダル
化）する加工を同時に行う調質圧延処理を施すという手
法が採られている。
などには塗装用薄鋼板が用いられているが、それに用い
られる冷延鋼板の薄鋼板には、プレス成形時の耐焼付け
性を向上させるなどの目的で、その表面を粗面化（ダル
化）する加工を同時に行う調質圧延処理を施すという手
法が採られている。
【０００３】この調質圧延は、表面に多数の微小なダル
目から成る模様が形成されたロールを用いて軽度の圧延
を行うことによってなされ、これにより、前記薄鋼板の
表面に微小な適度の表面粗さを付与するものであり、こ
の圧延ロールに対するダル加工としては、従来ショット
ブラスト法や、放電加工法が用いられていた。しかし、
これらの方法による圧延ロールを用いた調質圧延では、
鋼板の表面が不均一な粗さを呈し、且つ、平坦面積率が
少ないことから、現在、品質管理上、重要な管理項目と
なっている塗装面の鮮映性に対応することは出来ない。
目から成る模様が形成されたロールを用いて軽度の圧延
を行うことによってなされ、これにより、前記薄鋼板の
表面に微小な適度の表面粗さを付与するものであり、こ
の圧延ロールに対するダル加工としては、従来ショット
ブラスト法や、放電加工法が用いられていた。しかし、
これらの方法による圧延ロールを用いた調質圧延では、
鋼板の表面が不均一な粗さを呈し、且つ、平坦面積率が
少ないことから、現在、品質管理上、重要な管理項目と
なっている塗装面の鮮映性に対応することは出来ない。
【０００４】そこで、近年レーザービームによるダル加
工が盛んに行われるようになった。而して、従来のレー
ザーダル加工は、回転する機械チョッパを通過させて、
回転状態にあるロール表面に、パルス状に形成した高密
度ビームエネルギーを、ロールの軸方向に所定速度で移
動させながら照射する方法が主流となっている。
工が盛んに行われるようになった。而して、従来のレー
ザーダル加工は、回転する機械チョッパを通過させて、
回転状態にあるロール表面に、パルス状に形成した高密
度ビームエネルギーを、ロールの軸方向に所定速度で移
動させながら照射する方法が主流となっている。
【０００５】然し乍ら、上述したレーザーダル加工で
は、機械チョッパを劣化させるばかりでなく、ロールに
対してレーザービームの焦点を絞り込む必要があるた
め、レーザービーム径の操作がむずかしく、また、レー
ザービームによって生じる溶融孔の径とその深さの自由
度に欠けるという難点がある。即ち、レーザーダル加工
時にレーザーによって生じる溶融孔はレーザービームの
出力を大きくすることにより孔を深くできるが、孔径も
また大きくなり、凹凸のピッチにも影響が出てくるので
ある。更に、レーザーのダル加工模様となる溶融孔をパ
ルス式に一点一点明けていくために、非常に効率が悪い
などの問題点があるのである。
は、機械チョッパを劣化させるばかりでなく、ロールに
対してレーザービームの焦点を絞り込む必要があるた
め、レーザービーム径の操作がむずかしく、また、レー
ザービームによって生じる溶融孔の径とその深さの自由
度に欠けるという難点がある。即ち、レーザーダル加工
時にレーザーによって生じる溶融孔はレーザービームの
出力を大きくすることにより孔を深くできるが、孔径も
また大きくなり、凹凸のピッチにも影響が出てくるので
ある。更に、レーザーのダル加工模様となる溶融孔をパ
ルス式に一点一点明けていくために、非常に効率が悪い
などの問題点があるのである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記のような
従来技術に鑑み、上記のような難点や問題点が生じるこ
となく、レーザーダル加工すべき被粗面化金属、特に調
質圧延用に用いられるロールの表面に凸部を規律よく然
も多様化させて形成することが出来ると共に、ロール製
作面でコストの低減を図ることが出来、且つ、ロールの
使用寿命を延長できるレーザーダル加工方法を提供する
ことを、その課題とするものである。
従来技術に鑑み、上記のような難点や問題点が生じるこ
となく、レーザーダル加工すべき被粗面化金属、特に調
質圧延用に用いられるロールの表面に凸部を規律よく然
も多様化させて形成することが出来ると共に、ロール製
作面でコストの低減を図ることが出来、且つ、ロールの
使用寿命を延長できるレーザーダル加工方法を提供する
ことを、その課題とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
することを目的としてなされたもので、その構成は、レ
ーザービームにより金属表面を規律性のある凹凸状に粗
面化する方法において、レーザービームに対し反射率の
高い網目状の金属板から成る被覆材を被粗面化金属の表
面に配置した状態でレーザービームを照射し、前記被覆
材の網目の目開き部分にのみレーザービームを透過さ
せ、網目の目開き部分以外の部分ではレーザービームが
反射されるようにすることにより、前記被粗面化金属の
表面に、溶融されて凹部になる部分とレーザービームの
影響を受けない部分から成る凹凸面を、前記被覆材の網
目状の形態が転写された規律性のある形態で形成するこ
とを特徴とするものである。
することを目的としてなされたもので、その構成は、レ
ーザービームにより金属表面を規律性のある凹凸状に粗
面化する方法において、レーザービームに対し反射率の
高い網目状の金属板から成る被覆材を被粗面化金属の表
面に配置した状態でレーザービームを照射し、前記被覆
材の網目の目開き部分にのみレーザービームを透過さ
せ、網目の目開き部分以外の部分ではレーザービームが
反射されるようにすることにより、前記被粗面化金属の
表面に、溶融されて凹部になる部分とレーザービームの
影響を受けない部分から成る凹凸面を、前記被覆材の網
目状の形態が転写された規律性のある形態で形成するこ
とを特徴とするものである。
【０００８】即ち、本発明は、レーザービームにより被
粗面化金属の表面を粗面化するのに際して、該被粗面化
金属の表面を、レーザービームに対し反射率の高い網目
状の金属から成る被覆材を配置した状態で、レーザービ
ームを照射すれば、被覆材の網目模様によってダル目の
ピッチが決まり、孔（凹部）の深さを深くしても、ダル
目のピッチそのものはあくまで前記網目模様によって決
まるようにしたものであって、換言すれば、被粗面化金
属の表面に被覆材の網目状の形態が転写されるようにす
るダル加工方法である。
粗面化金属の表面を粗面化するのに際して、該被粗面化
金属の表面を、レーザービームに対し反射率の高い網目
状の金属から成る被覆材を配置した状態で、レーザービ
ームを照射すれば、被覆材の網目模様によってダル目の
ピッチが決まり、孔（凹部）の深さを深くしても、ダル
目のピッチそのものはあくまで前記網目模様によって決
まるようにしたものであって、換言すれば、被粗面化金
属の表面に被覆材の網目状の形態が転写されるようにす
るダル加工方法である。
【０００９】而して、被粗面化金属の表面に、予め、レ
ーザー吸光率を高める吸光材を塗布しておけば、レーザ
ービームの吸収率がよくなり、少ないエネルギーで溶融
孔即ち凹部を形成できる。
ーザー吸光率を高める吸光材を塗布しておけば、レーザ
ービームの吸収率がよくなり、少ないエネルギーで溶融
孔即ち凹部を形成できる。
【００１０】また、被覆材に銅又は銅合金系金属から成
るものを用いれば、レーザービームの反射率が高くな
り、被粗面化金属とのエネルギー吸収較差が広がって、
安定したダル加工が可能となり、更に、被覆材を窒素ガ
ス等のガスを付与して冷却しながらレーザービームを照
射すれば、照射効率が向上して、少ないエネルギーでの
ダル加工が可能となるばかりでなく、レーザービームの
出力と前記ガスの付与量を適宜加減することにより、孔
（凹部）の深さを調整出来る。
るものを用いれば、レーザービームの反射率が高くな
り、被粗面化金属とのエネルギー吸収較差が広がって、
安定したダル加工が可能となり、更に、被覆材を窒素ガ
ス等のガスを付与して冷却しながらレーザービームを照
射すれば、照射効率が向上して、少ないエネルギーでの
ダル加工が可能となるばかりでなく、レーザービームの
出力と前記ガスの付与量を適宜加減することにより、孔
（凹部）の深さを調整出来る。
【００１１】一方、レーザービームの照射方法である
が、ジャストフォーカスにせず、ディフォーカスで照射
すれば、ビームの照射径が大きくなり、一度に多数の溶
融孔を形成出来、効率のよいダル加工が可能となる。ま
た、レーザービームの照射は連続的でもパルス式でもよ
いが、パルス式を採れば、被覆材のレーザービームによ
る劣化を少なくし、且つ最大出力ピークを大きくするこ
とが容易となり、ダル加工を安定させることが出来る。
が、ジャストフォーカスにせず、ディフォーカスで照射
すれば、ビームの照射径が大きくなり、一度に多数の溶
融孔を形成出来、効率のよいダル加工が可能となる。ま
た、レーザービームの照射は連続的でもパルス式でもよ
いが、パルス式を採れば、被覆材のレーザービームによ
る劣化を少なくし、且つ最大出力ピークを大きくするこ
とが容易となり、ダル加工を安定させることが出来る。
【００１２】また、被粗面化金属はロールその他の形状
のものでも、レーザービームをスクリュウ状に照射した
り、直線状に照射するなど、処理方向を自由に選択する
ことが可能である。
のものでも、レーザービームをスクリュウ状に照射した
り、直線状に照射するなど、処理方向を自由に選択する
ことが可能である。
【００１３】
【実施例】次に、本発明の実施例を図により説明する。
図１は本発明方法によりロールの表面をダル加工する状
態を示す図、図２，３は表１に示す条件Ａ，Ｂでダル加
工した後、表面の面粗度を示す図表である。
図１は本発明方法によりロールの表面をダル加工する状
態を示す図、図２，３は表１に示す条件Ａ，Ｂでダル加
工した後、表面の面粗度を示す図表である。
【００１４】図１において、１は表面をダル加工すべき
ロール、２は該ロール１の表面に被覆した反射率の高い
銅製網目状金属板から成る被覆材、３は加工レンズ、４
はレーザービーム光路、５はレーザー発振器、６は前記
加工レンズ３を支持すると共に付加ガス導入口７を設け
たトーチ、８はレーザービームを反射させて加工レンズ
３に送る反射ミラーであり、本発明方法は、図１に示す
ように、ロール１の表面を前記被覆材２で被覆し、レー
ザー発振器５からのレーザービームを加工レンズ３を通
してその焦点がロール１の手前に合うディフォーカスに
設定し、レーザービームをロール１に照射すると共に、
トーチ６のガス導入口７から窒素ガスをトーチ６内に送
り込み、該ガスにより被覆材２を冷却しながらダル加工
するのであるが、こうすることにより、レーザービーム
は被覆材２及び該被覆材２の網目から露出するロール１
に衝突して、該ロール１に網目状の溶融孔即ち凹部を形
成すし、ロール１の表面を粗面化するのである。尚、実
施に際しては、ロール１の表面全体を粗面化するため、
ロール１，トーチ６のいずれか一方または両者を相対移
動させるものとする。
ロール、２は該ロール１の表面に被覆した反射率の高い
銅製網目状金属板から成る被覆材、３は加工レンズ、４
はレーザービーム光路、５はレーザー発振器、６は前記
加工レンズ３を支持すると共に付加ガス導入口７を設け
たトーチ、８はレーザービームを反射させて加工レンズ
３に送る反射ミラーであり、本発明方法は、図１に示す
ように、ロール１の表面を前記被覆材２で被覆し、レー
ザー発振器５からのレーザービームを加工レンズ３を通
してその焦点がロール１の手前に合うディフォーカスに
設定し、レーザービームをロール１に照射すると共に、
トーチ６のガス導入口７から窒素ガスをトーチ６内に送
り込み、該ガスにより被覆材２を冷却しながらダル加工
するのであるが、こうすることにより、レーザービーム
は被覆材２及び該被覆材２の網目から露出するロール１
に衝突して、該ロール１に網目状の溶融孔即ち凹部を形
成すし、ロール１の表面を粗面化するのである。尚、実
施に際しては、ロール１の表面全体を粗面化するため、
ロール１，トーチ６のいずれか一方または両者を相対移
動させるものとする。
【００１５】実際に下記の表１に示すレーザーダル加工
条件によりダル加工した。
条件によりダル加工した。
【００１６】
【表１】
【００１７】上記の条件によりダル加工した後、ロール
１の表面の面粗度を測定したが、その結果は表２に示す
とおりであった。
１の表面の面粗度を測定したが、その結果は表２に示す
とおりであった。
【００１８】
【表２】
【００１９】而して、条件Ａ，Ｂによりダル加工を施し
た後の表面粗度は図２，３に示すとおりであった。
た後の表面粗度は図２，３に示すとおりであった。
【００２０】
【発明の効果】本発明は上述のとおりであって、本発明
方法によれば、被粗面化金属の表面の凸部の多様化及び
品質の安定化を図ることが出来るので、特に調質圧延用
ロールの表面の粗面化処理に好適であり、また、従来技
術に比してコストの低減を図ることが出来ると共に前記
ロールの使用寿命が延長されるなどの効果を奏するもの
である。
方法によれば、被粗面化金属の表面の凸部の多様化及び
品質の安定化を図ることが出来るので、特に調質圧延用
ロールの表面の粗面化処理に好適であり、また、従来技
術に比してコストの低減を図ることが出来ると共に前記
ロールの使用寿命が延長されるなどの効果を奏するもの
である。
【図１】本発明方法によりロールの表面をダル加工する
状態を示す図。
状態を示す図。
【図２】図１の条件Ａによりダル加工を施した後の表面
粗度を表わす図表。
粗度を表わす図表。
【図３】図１の条件Ｂによりダル加工を施した後の表面
粗度を表わす図表。
粗度を表わす図表。
１ ロール ２ 被覆材 ３ 加工レンズ ４ レーザービーム光路 ５ レーザー発振器 ６ トーチ ７ ガス導入口 ８ ミラー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 26/00 - 26/18 B21B 27/00
Claims (2)
- 【請求項１】 レーザービームにより金属表面を規律性
のある凹凸状に粗面化する方法において、レーザービー
ムに対し反射率の高い網目状の金属板から成る被覆材を
被粗面化金属の表面に配置した状態でレーザービームを
照射し、前記被覆材の網目の目開き部分にのみレーザー
ビームを透過させ、網目の目開き部分以外の部分ではレ
ーザービームが反射されるようにすることにより、前記
被粗面化金属の表面に、溶融されて凹部になる部分とレ
ーザービームの影響を受けない部分から成る凹凸面を、
前記被覆材の網目状の形態が転写された規律性のある形
態で形成することを特徴とするレーザーダル加工方法。 - 【請求項２】 レーザービームの照射はディフォーカス
により行う請求項１に記載のレーザーダル加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03351246A JP3107436B2 (ja) | 1991-12-13 | 1991-12-13 | レーザーダル加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03351246A JP3107436B2 (ja) | 1991-12-13 | 1991-12-13 | レーザーダル加工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05161986A JPH05161986A (ja) | 1993-06-29 |
| JP3107436B2 true JP3107436B2 (ja) | 2000-11-06 |
Family
ID=18416037
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03351246A Expired - Fee Related JP3107436B2 (ja) | 1991-12-13 | 1991-12-13 | レーザーダル加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3107436B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013113853A1 (en) * | 2012-01-31 | 2013-08-08 | Tata Steel Uk Ltd | Method of laser cladding a rotation symmetric steel rolling mill with two layers; corresponding roll mill roll |
-
1991
- 1991-12-13 JP JP03351246A patent/JP3107436B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05161986A (ja) | 1993-06-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |