JP4385803B2 - Method for producing metal plate with surface texture - Google Patents
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Description
本発明は、亜鉛めっき鋼板や冷延鋼板等の金属板の表面に固体粒子を投射することによって、表面に緻密な微視的凹凸からなる表面テクスチャーを付与し、プレス成形性や塗装後鮮映性に優れた表面テクスチャー付金属板を製造するための設備および方法に関するもので、特に表面テクスチャーの制御範囲を拡大し、金属板の用途に応じた表面テクスチャーを得るための設備及び方法に関するものである。 The present invention provides a surface texture consisting of fine microscopic irregularities on the surface by projecting solid particles onto the surface of a metal plate such as a galvanized steel plate or a cold-rolled steel plate. The present invention relates to equipment and method for producing a metal plate with a surface texture excellent in properties, and particularly relates to equipment and method for expanding the control range of the surface texture and obtaining the surface texture according to the use of the metal plate. is there.
亜鉛めっき鋼板や冷延鋼板等のプレス成形に使用される金属板に対しては、その表面粗さを適切に調整することが必要とされている。これは、一定の表面粗さを付与することによって、プレス成形時の金型との間の保油性を高め、型かじりや金属板の破断等のトラブルを防止するためである。例えば、金属板と金型との摺動抵抗が増大すると、パンチ面における板破断、あるいはビード部近傍での破断が生じ易くなる等が生じる。 For metal plates used for press forming such as galvanized steel sheets and cold-rolled steel sheets, it is necessary to adjust the surface roughness appropriately. This is because by imparting a certain surface roughness, the oil retaining property with the mold during press molding is enhanced, and troubles such as mold galling and breakage of the metal plate are prevented. For example, when the sliding resistance between the metal plate and the mold increases, the plate breaks on the punch surface or breaks near the bead portion easily occur.
通常は、金属板の表面粗さを調整するために、圧延ロールの表面に一定の微視的凹凸を付与して、調質圧延工程においてその凹凸を転写させるという手段が用いられている。しかし、調質圧延においてロールの表面粗さを転写させる方法では、緻密な凹凸を付与することができず、またロール摩耗等による経時的なロール粗さの変化によって金属板の表面粗さが変化してしまうなどの問題が生じていた。さらに、金属板に付与する表面粗さの制御範囲が狭く、金属板の用途に応じた表面粗さに調整しようとすると、圧延ロールを交換する必要が生じ、生産能率が低下する原因となっていた。 Usually, in order to adjust the surface roughness of the metal plate, a means is used in which certain microscopic unevenness is imparted to the surface of the rolling roll and the unevenness is transferred in the temper rolling process. However, in the method of transferring the surface roughness of the roll in temper rolling, dense irregularities cannot be imparted, and the surface roughness of the metal plate changes due to the change in roll roughness over time due to roll wear or the like. There was a problem such as. Furthermore, the control range of the surface roughness to be applied to the metal plate is narrow, and if it is attempted to adjust the surface roughness according to the use of the metal plate, it is necessary to replace the rolling roll, which is a cause of lowering the production efficiency. It was.
本発明者らは、従来の調質圧延によるものとは異なる手段として、微細な固体粒子を直接金属板表面に投射して、亜鉛めっき鋼板等の表面粗さを調整する方法を見出した。これは、球状の固体粒子が金属板表面に衝突することによって、微視的な凹み部が多数形成され、いわゆるディンプル状の微視的凹凸が形成されるものである。このような表面形態は、特にプレス成形における金型との間の保油性を向上させる効果に優れており、プレス成形性を大幅に向上させることが可能となる。また、投射する固体粒子の粒子径が小さいほど、金属板表面には短ピッチで緻密な凹凸が付与されるので、塗装後の鮮映性にも優れ、自動車外板用途等にも適した金属板を得ることが可能である。 The present inventors have found a method for adjusting the surface roughness of a galvanized steel sheet or the like by projecting fine solid particles directly onto the surface of a metal plate as a means different from that by conventional temper rolling. This is because spherical solid particles collide with the surface of the metal plate to form a large number of microscopic recesses, and so-called dimple-like microscopic irregularities are formed. Such a surface form is particularly excellent in the effect of improving the oil retaining property with the mold in press molding, and the press moldability can be greatly improved. In addition, the smaller the particle size of the solid particles to be projected, the finer irregularities are imparted to the surface of the metal plate with a shorter pitch. It is possible to obtain a board.
固体粒子の投射手段としては、遠心式投射装置あるいは空気式投射装置が代表的である。空気式投射装置は、圧縮空気を噴射ノズルにおいて加速させ、その抗力を利用して固体粒子を加速させるものである。特に、固体粒子の質量が小さい微細な粒子の投射に適しており、固体粒子の速度を非常に高くすることができるのが特徴である。一方、遠心式投射装置は、回転するベーンによる遠心力を利用して固体粒子を投射するものであり、空気式投射装置に比べて大きな投射量を確保することができるので、亜鉛めっき鋼板や冷延鋼板などの鉄鋼製造ライン等において、広幅の金属板を高速度で搬送しながら処理するのにより適した投射手段であるといえる。 As the solid particle projection means, a centrifugal projection device or a pneumatic projection device is typical. The pneumatic projection device accelerates compressed air in an injection nozzle and accelerates solid particles by using the drag force. In particular, the present invention is suitable for projecting fine particles having a small mass of solid particles, and is characterized in that the speed of the solid particles can be very high. On the other hand, the centrifugal projection device projects solid particles by utilizing the centrifugal force of the rotating vane, and can secure a larger projection amount than the pneumatic projection device. In steel production lines such as rolled steel sheets, it can be said that the projection means is more suitable for processing a wide metal plate while conveying it at a high speed.
このような遠心式投射装置を用いた鋼板の処理方法としては、特開昭６３−１６６９５３号公報（特許文献１）に、溶融亜鉛めっき鋼板の成形加工時の割れ防止を目的とするブラスト処理法が開示されている。これは、直径80〜180μmの金属粉を遠心式投射装置によって、粒子速度が30m/s以上となる条件で処理する方法である。 As a processing method of a steel plate using such a centrifugal projection device, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-166953 (Patent Document 1) discloses a blast processing method for the purpose of preventing cracking during forming of a hot dip galvanized steel plate. Is disclosed. This is a method in which a metal powder having a diameter of 80 to 180 μm is processed by a centrifugal projection device under a condition that the particle velocity is 30 m / s or more.
一方、冷延鋼板を対象とし、プレス成形性を向上させる手段として、特開平３―２９４４１８号公報（特許文献２）には、粒径分布30〜100μmのショット粒子を鋼板に投射して、ディンプル部の面積比率を一定範囲に制御する方法が開示されている。具体的には、空気式投射装置を用いて、圧縮空気をノズルから噴射することで、ショット粒子を加速させ鋼板表面に投射する方法が開示されている。 On the other hand, as a means for improving the press formability for cold-rolled steel sheets, JP-A-3-294418 (Patent Document 2) projects shot particles having a particle size distribution of 30 to 100 μm onto the steel sheet, and dimples. A method of controlling the area ratio of the part within a certain range is disclosed. Specifically, a method is disclosed in which shot particles are accelerated and projected onto the surface of a steel sheet by ejecting compressed air from a nozzle using a pneumatic projection device.
しかしながら、従来技術として、特開昭６３−１６６９５３号公報に記載されている遠心式投射装置によるブラスト処理法や、特開平３―２９４４１８号公報に記載されている空気式投射装置による表面調整方法においては、特定の金属板の表面に対して、特定の凹凸状態を表面に付与するための条件は開示されているものの、凹凸状態をより広い範囲で調整するための実用的な手段は開示されていない。 However, as a conventional technique, in a blasting method using a centrifugal projection device described in Japanese Patent Laid-Open No. 63-166953 or a surface adjustment method using a pneumatic projection device described in Japanese Patent Laid-Open No. 3-294418. Although conditions for imparting a specific uneven state to the surface of a specific metal plate are disclosed, practical means for adjusting the uneven state in a wider range are disclosed. Absent.
例えば、プレス成形に供せられる鋼板であっても、自動車の内板部材として使用される鋼板には、複雑な形状の成形品を得るために、プレス成形時の割れを防止すべく、比較的大きな表面粗さが必要とされる。これは、鋼板と金型との間の保油性を高めるためである。その一方で、外板用途に用いられる鋼板では、プレス成形性と共に塗装後の鮮映性が重視されるので、比較的低目の粗さに調整する必要が生じる。また、近年高強度鋼板が広く用いられるようになり、金型と鋼板との接触面圧が上昇して、型かじりの発生が大きな問題となっているが、型かじりを防止するためには、金型と鋼板間での保油性を向上させるために表面に凹部を確保しつつ、境界接触を回避するために凸部の小さい形態が求められる。
すなわち、金属板のプレス成形性を向上させる観点だけからでも、その用途や対象とする金属板の種類に応じて、多様な表面の微視的形態が要求されている。
For example, even steel plates used for press forming are relatively thin to prevent cracking during press forming in order to obtain a molded product having a complicated shape in steel plates used as inner plate members of automobiles. A large surface roughness is required. This is to improve the oil retaining property between the steel plate and the mold. On the other hand, in a steel plate used for an outer plate, importance is attached to the sharpness after painting as well as press formability, so that it is necessary to adjust to a relatively low roughness. In recent years, high-strength steel sheets have become widely used, the contact surface pressure between the mold and the steel sheet has increased, and the occurrence of mold galling has become a major problem, but in order to prevent mold galling, In order to improve the oil retaining property between the mold and the steel plate, a concave form on the surface is ensured, and in order to avoid boundary contact, a small form of the convex part is required.
That is, even from the viewpoint of improving the press formability of the metal plate, various microscopic forms of the surface are required depending on the application and the type of the target metal plate.
これに対して、前記従来技術では、このような多様な金属板表面の微視的形態に対する要求を満足するための調整手段は提供されていない。 On the other hand, the prior art does not provide an adjusting means for satisfying the requirements for such various microscopic shapes of the metal plate surface.
ところで、遠心式投射装置や空気式投射装置を用いて、金属板の表面に固体粒子を投射する手段においては、金属板の表面に固体粒子が衝突して形成される圧痕が表面テクスチャーを形成するものであり、投射条件を変更することによって、ある程度金属板表面の微視的形態を変更し得る。例えば、遠心式投射装置においては、ロータ回転数を変更することで、金属板に形成される圧痕の大きさを変更でき、単位面積あたりに投射する固体粒子の重量を変更することでも微視的凹凸の形態を変更し得る。また、空気式投射装置においては、主として圧縮空気の圧力を変更することによって、表面凹凸の形態を変更し得る。 By the way, in the means for projecting solid particles onto the surface of the metal plate using a centrifugal projection device or an air projection device, the impression formed by the collision of the solid particles with the surface of the metal plate forms a surface texture. Therefore, the microscopic form of the metal plate surface can be changed to some extent by changing the projection conditions. For example, in a centrifugal projection device, the size of the indentation formed on the metal plate can be changed by changing the rotor rotation speed, and even by changing the weight of the solid particles projected per unit area, it is microscopic. The shape of the unevenness can be changed. Moreover, in a pneumatic projection apparatus, the form of a surface asperity can be changed mainly by changing the pressure of compressed air.
しかし、より高強度の鋼板に対する需要の増加や、多様な表面処理被膜への要求、あるいは金属板として使用される用途の拡大に対しては、これらの手段のみでは表面の微視的形態の制御範囲が必ずしも十分でない場合が生じている。 However, in order to increase the demand for higher strength steel sheets, demand for various surface treatment coatings, or expansion of applications used as metal sheets, these methods alone can control the microscopic form of the surface. There are cases where the range is not always sufficient.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、従来よりも広範囲に金属板表面の微視的凹凸の形態を、簡易な方法により調整するための製造方法を提供することを課題とし、特に、連続的に搬送され、それぞれに異なる形態が求められる金属板の製造方法を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and it is an object of the present invention to provide a manufacturing method for adjusting the form of microscopic irregularities on the surface of a metal plate over a wider range than before by a simple method. In particular, it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a metal plate that is continuously conveyed and requires different forms.
前記課題を解決するための製造方法に使用する設備は、連続して搬送される金属板に固体粒子を投射する設備であって、異なる平均粒径を有する固体粒子を貯める２以上のタンクと、一つ又は複数の粒子投射装置と、当該粒子投射装置から投射された固体粒子を回収する回収手段と、当該回収手段が回収した固体粒子を分級する分級手段とを有してなり、前記個々の粒子投射装置は、前記２以上のタンクから固体粒子の供給がなされるように前記２以上のタンクに接続されると共に、いずれのタンクから固体粒子を供給するかを切替えることができる切替え手段又は各々のタンクからの固体粒子の混合比率を調整する粒子供給比率調整手段を備えている。 The equipment used in the manufacturing method for solving the above problems is equipment for projecting solid particles onto a metal plate that is continuously conveyed, and two or more tanks for storing solid particles having different average particle diameters; One or a plurality of particle projection devices, a recovery means for recovering the solid particles projected from the particle projection device, and a classification means for classifying the solid particles recovered by the recovery means, The particle projection device is connected to the two or more tanks so that the solid particles are supplied from the two or more tanks, and switching means capable of switching from which tank the solid particles are supplied, or each and a particle supply ratio adjusting means for adjusting the mixing ratio of the solid particles from the tank.
本明細書及び特許請求の範囲でいう金属板には、熱延鋼板、冷延鋼板、表面処理鋼板やステンレス鋼板等の鉄鋼材料や、アルミニウム、銅、マグネシウムなどの非鉄金属板が含まれる。主としてプレス成形に用いられる金属板であって、用途に応じて種々の微視的凹凸の形態が要求されるからである。ただし、プレス成形用途の金属板に限定されるものではなく、外観の美麗さを重視する金属板も含まれる。固体粒子の投射条件によって、金属板の外観が変化するため、金属板の外観に対する多様な要求にも対応するためである。 The metal plate referred to in the present specification and claims includes steel materials such as hot rolled steel plate, cold rolled steel plate, surface-treated steel plate and stainless steel plate, and non-ferrous metal plates such as aluminum, copper and magnesium. This is because it is a metal plate mainly used for press forming, and various microscopic irregularities are required depending on the application. However, it is not limited to the metal plate for press forming applications, and includes a metal plate that places importance on the beauty of the appearance. This is because the appearance of the metal plate changes depending on the projection conditions of the solid particles, and therefore it is also possible to meet various demands on the appearance of the metal plate.
又、表面テクスチャーとは、固体粒子の衝突によって形成される金属板表面の微視的凹凸の形態を広く表す概念として用いる。例えばJIS B0601−1994「表面粗さ−定義及び表示」に示される算術平均粗さRa、最大高さRy、十点平均粗さRz、凹凸の平均間隔Sm、局部山頂の平均間隔Ｓ、負荷長さ率tp等のパラメータによって表現される微視的凹凸の形態や、JISB0601-2001に示される二乗平均平方根高さRq、スキューネスRsk、クルトシスRku等のパラメータによって表現される微視的凹凸の形態も含む。 The surface texture is used as a concept that broadly represents the form of microscopic irregularities on the surface of the metal plate formed by the collision of solid particles. For example, arithmetic average roughness Ra, maximum height Ry, ten-point average roughness Rz, average interval Sm of unevenness, average interval S of local summits, load length shown in JIS B0601-1994 "Surface roughness-definition and indication" The form of microscopic unevenness expressed by parameters such as height ratio tp, and the form of microscopic unevenness expressed by parameters such as root mean square height Rq, skewness Rsk, kurtosis Rku shown in JISB0601-2001 Including.
さらに、JIS B0601-1994に示される中心線うねりWcaやISO1302-2002のうねりパラメータW、SAE911に規定されるピークカウントPPIも表面の微視的凹凸形態を表すものとして、表面テクスチャーに含まれる。その他にも、固体粒子の衝突による圧痕の金属板表面の面積に対する割合である被覆率や、固体粒子の衝突によって形成される凹部の大きさや深さの代表値として表される場合もある。これらは、金属板のプレス成形性や塗装後鮮映性、外観など、金属板の特性を左右しうる微視的凹凸の形態だからである。 Furthermore, the center line waviness Wca shown in JIS B0601-1994, the waviness parameter W of ISO1302-2002, and the peak count PPI specified in SAE911 are also included in the surface texture as representing the microscopic unevenness of the surface. In addition, it may be expressed as a representative value of the coverage ratio, which is the ratio of the indentation due to solid particle collision to the area of the metal plate surface, and the size and depth of the recess formed by solid particle collision. This is because these are microscopic irregularities that can influence the characteristics of the metal plate, such as the press formability of the metal plate, the sharpness after painting, and the appearance.
本手段は、金属板の用途に応じた種々の微視的凹凸形態に調整するために、異なる粒径分布を有する固体粒子をそれぞれ単独又は所定の混合比とした固体粒子として金属板の表面に投射し得る設備である。 In order to adjust various microscopic uneven shapes according to the use of the metal plate, this means is used on the surface of the metal plate as solid particles having different particle size distributions individually or as a predetermined mixing ratio. It is a facility that can project.
固体粒子を貯めるタンクを２以上備えるのは、異なる粒子径の固体粒子を粒子投射装置に供給し、投射できるようにして、金属板表面の微視的凹凸の形態を変更するためである。 The reason for providing two or more tanks for storing solid particles is to supply solid particles having different particle diameters to the particle projection device so that they can be projected, thereby changing the form of microscopic irregularities on the surface of the metal plate.
粒子投射装置としては、遠心式投射装置あるいは空気式投射装置等の一般的に固体粒子を高速で投射し得る装置を適用できる。ただし、空気式投射装置は粒子径の小さい固体粒子の投射に適しており、平均粒子径が100μm以下の場合に適している。一方、遠心式投射装置は、平均粒子径が30μm以上の固体粒子を投射するのに適しており、広幅の金属板を高速処理する場合に効率的な投射が可能となる。 As the particle projection device, a device capable of projecting solid particles at a high speed, such as a centrifugal projection device or a pneumatic projection device, can be applied. However, the pneumatic projection device is suitable for projecting solid particles having a small particle size, and is suitable for an average particle size of 100 μm or less. On the other hand, the centrifugal projection device is suitable for projecting solid particles having an average particle diameter of 30 μm or more, and enables efficient projection when a wide metal plate is processed at high speed.
なお、粒子投射装置は単独で使用してもよいが、広幅の金属板を製造するためには、板幅方向に複数台配置し、金属板の搬送速度が高い場合には、搬送方向にも複数台配置してもよい。また、表裏面に固体粒子を投射するためには、金属板の表面側と裏面側の両面に粒子投射装置を配置する。 The particle projection device may be used alone, but in order to manufacture a wide metal plate, a plurality of the particle projection devices are arranged in the plate width direction. A plurality of units may be arranged. Moreover, in order to project solid particles on the front and back surfaces, particle projection devices are arranged on both the front side and the back side of the metal plate.
個々の粒子投射装置には、２以上のタンクから固体粒子が供給されるように接続されており、各タンクと粒子投射装置の間には、固体粒子の粒子供給比率を調整する粒子供給比率調整手段が設置される。これによって、２以上のタンクに貯められた、異なる粒径分布を有する固体粒子を、任意の混合比にて粒子投射装置に送ることができ、各々のタンクに貯められた固体粒子の粒径分布とは異なる粒径分布を有する固体粒子を金属板に投射することが可能となる。なお、２以上の粒子投射装置が設けられる場合には、各々の投射装置が全て同じタンクに接続されている必要は、必ずしも無い。例えば、第１の粒子投射装置が、タンクＡとＢに、第２の投射装置がタンクＢとＣに接続されていてもよい。また、特定のタンクからのみ粒子投射装置に固体粒子が供給されるようにする切替え手段を設ければ、特定の粒径分布を有する固体粒子のみを金属板に投射することができる。 Each particle projection device is connected so that solid particles are supplied from two or more tanks, and the particle supply ratio adjustment for adjusting the particle supply ratio of solid particles between each tank and the particle projection device Means are installed. As a result, solid particles having different particle size distributions stored in two or more tanks can be sent to the particle projection device at an arbitrary mixing ratio, and the particle size distribution of the solid particles stored in each tank. It becomes possible to project solid particles having a particle size distribution different from that on the metal plate. In addition, when two or more particle projection apparatuses are provided, it is not always necessary that each of the projection apparatuses is connected to the same tank. For example, the first particle projection device may be connected to tanks A and B, and the second projection device may be connected to tanks B and C. Further, if a switching unit is provided so that solid particles are supplied to the particle projection device only from a specific tank, only solid particles having a specific particle size distribution can be projected onto the metal plate.
これによって、遠心式投射装置におけるロータ回転数等の投射条件が一定であっても、金属板の表面に投射される固体粒子の粒径分布を変更することが可能となって、通常の投射条件による制御に加えて、金属板表面の微視的凹凸の形態をより広範囲に変更できる。 This makes it possible to change the particle size distribution of the solid particles projected on the surface of the metal plate even when the projection conditions such as the rotor rotational speed in the centrifugal projection device are constant, and the normal projection conditions In addition to the control by, the form of microscopic irregularities on the surface of the metal plate can be changed in a wider range.
一方、連続的に金属板の製造を行う場合には、金属板表面に投射された固体粒子を循環使用するための回収手段を備える必要がある。これは、粒子投射部をキャビネットで囲い、その下部に固体粒子が落下する構造として、スクリューコンベア等によって固体粒子を回収する構造とすることができる。また、微細の固体粒子を回収する場合には、キャビネット内部から固体粒子を吸引するための吸引装置を設けて、吸引した固体粒子を空気と分離するサイクロンセパレータ等を利用して固体粒子を回収してもよい。 On the other hand, when manufacturing a metal plate continuously, it is necessary to provide the collection | recovery means for circulating and using the solid particle projected on the metal plate surface. This may be a structure in which the particle projecting portion is enclosed by a cabinet and the solid particles fall below the cabinet, and the solid particles are collected by a screw conveyor or the like. In addition, when collecting fine solid particles, a suction device for sucking the solid particles from the inside of the cabinet is provided, and the solid particles are collected using a cyclone separator or the like that separates the sucked solid particles from the air. May be.
分級装置を設置しているのは、回収された固体粒子を所定のタンクに分配するためである。分級装置としては、風力選別式や重力式、遠心力を利用した分級装置など、各種の分級装置を用いることができる。このような分級装置を単独又は複数組合せることによって、回収された固体粒子を、異なる粒径を有する粒子ごとに分離して、それぞれに対応するタンクに貯めことが可能となる。 The classification device is installed in order to distribute the collected solid particles to a predetermined tank. As the classification device, various classification devices such as a wind sorting type, a gravity type, and a classification device using centrifugal force can be used. By combining such classifiers singly or in combination, it is possible to separate the collected solid particles into particles having different particle sizes and store them in corresponding tanks.
以上の構成によって、異なる粒径分布を有する固体粒子を循環使用することが可能となり、粒子供給の切替え手段又は粒子供給比率調整手段の設定に応じて、連続的に搬送される金属板の表面に種々の微視的凹凸を付与することが可能となる。 With the above configuration, it becomes possible to circulate and use solid particles having different particle size distributions, and depending on the setting of the particle supply switching means or the particle supply ratio adjustment means, the surface of the metal plate that is continuously conveyed is used. Various microscopic irregularities can be imparted.
前記課題を解決するための第１の手段は、金属板表面の平均粗さＲａ又はピークカウントＰＰＩのいずれか、または両者の目標値に応じて、連続して搬送される金属板の表面に、平均粒径が１０μｍ以上異なる固体粒子を切替えて投射することにより、金属板の表面にテクスチャーを付与し、かつ、その表面テクスチャーを調整することを特徴とする表面テクスチャー付金属板の製造方法（請求項１）である。 The first means for solving the above problems is either the average roughness Ra or the peak count PPI of the metal plate surface, or the surface of the metal plate that is continuously conveyed according to the target value of both , A method for producing a metal plate with a surface texture, characterized by imparting a texture to the surface of the metal plate and adjusting the surface texture by switching and projecting solid particles having an average particle size of 10 μm or more differently (projected) Item 1).
本手段においては、対象とする金属板の強度レベルや用途に応じて、目標とするＲａ、ＰＰＩなどの表面テクスチャーを得られるように、投射する固体粒子の切替えを行う。なお、固体粒子の切替えは、対象とする金属板の仕様に応じて予め設定しておく。ただし、固体粒子の投射後の測定値に基づいて、フィードバック制御により設定条件を変更してもよい。In this means, the solid particles to be projected are switched so as to obtain a target surface texture such as Ra, PPI or the like according to the strength level and application of the target metal plate. The switching of the solid particles is set in advance according to the specification of the target metal plate. However, the setting condition may be changed by feedback control based on the measured value after the projection of the solid particles.
投射する固体粒子としては、鋼球、ステンレス鋼、ハイス、アルミナ、酸化けい素、ダイヤモンド、酸化ジルコニア、タングステンカーバイドなどが挙げられる。ただし、固体粒子を循環使用するためには、できるだけ耐久性が高く、破砕しにくい粒子として、金属系固体粒子が望ましい。
その形状は、研掃効果を高め得るグリットを使用することもできるが、好ましくは、ほぼ球形固体粒子を使用する。「ほぼ球形」とは、完全な球でなくても、社会通念上球とみなされるもの、および長径と短径の平均径からの差がそれぞれ平均径の20％以内の、楕円球状のものを含む意味である。金属板表面に衝突して形成される圧痕の形状が、いわゆるディンプル状の形態（表面の凹みの形状が、主として曲面から構成され、例えば球状の物体が表面に衝突して形成されるクレータ状の凹みが多数形成されている形態）となることによって、プレス成形時の金型界面における保油性を向上させる効果が高まり、その大きさを変更することでプレス成形性を変更し得るからである。
Examples of the solid particles to be projected include steel balls, stainless steel, high speed steel, alumina, silicon oxide, diamond, zirconia oxide, and tungsten carbide. However, in order to circulate and use solid particles, metallic solid particles are desirable as particles that are as durable as possible and difficult to crush.
The shape can use grit that can enhance the scouring effect, but preferably uses substantially spherical solid particles. “Almost spherical” means that it is not a perfect sphere, but is considered as a sphere for social reasons, and an elliptical sphere whose difference from the average diameter of the major and minor axes is within 20% of the average diameter. Including meaning. The shape of the impression formed by colliding with the surface of the metal plate is a so-called dimple-like form (the shape of the dent on the surface is mainly composed of a curved surface, for example, a crater-like shape formed by colliding a spherical object with the surface. This is because the effect of improving the oil retaining property at the die interface during press molding is enhanced by changing the size thereof, and the press moldability can be changed.
本手段では２以上の平均粒径を有する固体粒子を使用するが、平均粒径としては300μm以下の固体粒子を使用するのが望ましい。平均粒径が300μmを超えると、金属板表面に形成される凹部の深さや大きさが大きすぎて、プレス成形時に、凹部の大きさに対して潤滑油の量が相対的に不足して、金型界面の接触部分の潤滑が十分に行われない結果、プレス成形性が劣化する場合があるからである。ただし、プレス成形用途以外の金属板で、大きな凹凸を必要とされる金属板の製造を行う場合には、平均粒径が300μmを超える固体粒子を使用してもよい。プレス成形用途の金属板を製造する場合には、本手段により、平均粒径の大きな固体粒子を供給しないことで、造り分けが可能だからである。 In this means, solid particles having an average particle diameter of 2 or more are used, and it is desirable to use solid particles having an average particle diameter of 300 μm or less. When the average particle size exceeds 300 μm, the depth and size of the recess formed on the surface of the metal plate is too large, and at the time of press molding, the amount of lubricating oil is relatively insufficient with respect to the size of the recess, This is because the press formability may deteriorate as a result of insufficient lubrication of the contact portion of the mold interface. However, when producing a metal plate that requires large irregularities with a metal plate other than press forming, solid particles having an average particle size exceeding 300 μm may be used. This is because, when a metal plate for press molding is manufactured, it is possible to make a separate sheet by not supplying solid particles having a large average particle diameter by this means.
また、遠心式投射装置を用いる場合には、平均粒径が30μm以上のものを用いるのが好ましい。粒径が小さい固体粒子は金属板に衝突するまでに空気中で減速して、圧痕を形成するのに十分な運動エネルギーをもたなくなり、表面テクスチャーの付与効率が低下してしまうからである。ただし、空気式投射装置を用いる場合には、粒子径が小さいほど、固体粒子が加速されやすいので、30μm未満の固体粒子を用いることも可能である。 Further, when a centrifugal projection device is used, it is preferable to use one having an average particle size of 30 μm or more. This is because the solid particles having a small particle size are decelerated in the air before colliding with the metal plate and do not have sufficient kinetic energy to form an indentation, resulting in a reduction in surface texture application efficiency. However, when using a pneumatic projector, the smaller the particle size, the easier the solid particles are accelerated, so it is also possible to use solid particles of less than 30 μm.
ところで、本手段において、平均粒径が互いに10μm以上異なる固体粒子を使用するのは、平均粒径の差が10μm未満の場合には、それぞれの固体粒子を単独で用いた場合の表面テクスチャーに大きな違いが生じないためであり、制御範囲の拡大効果が小さくなってしまうからである。なお、異なる平均粒径を有する固体粒子を３以上組合せた場合には、より表面テクスチャーの制御範囲が拡大する。 By the way, in this means, solid particles whose average particle diameters are different from each other by 10 μm or more are used when the difference in average particle diameter is less than 10 μm, and the surface texture when each solid particle is used alone is large. This is because no difference occurs, and the effect of expanding the control range is reduced. When three or more solid particles having different average particle diameters are combined, the control range of the surface texture is further expanded.
前記課題を解決するための第２の手段は、連続して搬送される金属板の表面に、平均粒径が１０μｍ以上異なると共に、粒径分布のすその部が、他の固体粒子の粒径分布のすその部と一部重なり合うものを、混合して投射することにより、金属板の表面にテクスチャーを付与し、かつ、その表面テクスチャーを調整することを特徴とする表面テクスチャー付金属板の製造方法（請求項２）である。 The second means for solving the above-mentioned problem is that the average particle size differs by 10 μm or more on the surface of the metal plate that is continuously conveyed, and the portion of the particle size distribution is the particle size of other solid particles. Producing a metal plate with a surface texture characterized by imparting a texture to the surface of the metal plate and adjusting the surface texture by mixing and projecting a part of the distribution that overlaps the skirt part. It is a method (Claim 2 ).
本手段において平均粒径を10μm以上異ならせるのは、前記第２の手段における理由と同様であるが、混合体として固体粒子を投射する場合には、固体粒子の粒径分布のすその部が、他の固体粒子の粒径分布のすその部と一部重なり合う分布を有することとしている。 In this means, the average particle size is varied by 10 μm or more for the same reason as in the second means. However, when solid particles are projected as a mixture, the portion of the particle size distribution of the solid particles is The particle size distribution of other solid particles has a distribution that partially overlaps the skirt portion.
これは、２つの異なる平均粒径を有する固体粒子の粒径分布が重なり合わず、分布自体が大きく異なる固体粒子を混合して使用しても、大きい固体粒子によって形成される表面テクスチャーが支配的となってしまい、これによって、混合体として金属板に投射しても、大きい粒子を単独で使用した場合との差が明瞭でなくなるため、このようなことを防ぐためである。 This is because the particle size distributions of solid particles having two different average particle sizes do not overlap, and the surface texture formed by large solid particles is dominant even when solid particles having greatly different distributions are mixed and used. Therefore, even if the mixture is projected onto the metal plate, the difference from the case where the large particles are used alone is not clear, so that this is prevented.
例えば、平均粒径20μmでその分布の範囲が10〜30μmの固体粒子と、平均粒子径200μmで150〜250μmの範囲で分布する固体粒子を1:1の比率で混合させ、同一の粒子投射装置によって金属板に投射する場合を想定する。この場合、混合体としての平均粒径が60μm程度であったとしても、混合体には30〜150μmの固体粒子が存在しない。そのため、平均粒径が60μm程度である通常の固体粒子によって形成される表面テクスチャーとは大きく異なり、200μmの粒子による表面の微視的凹凸が支配的となってしまい、もとの固体粒子によるものの中間的な表面テクスチャーを形成することが難しくなる。 For example, solid particles having an average particle diameter of 20 μm and a distribution range of 10 to 30 μm and solid particles distributed in an average particle diameter of 200 μm and a range of 150 to 250 μm are mixed at a ratio of 1: 1, and the same particle projection device Suppose the case of projecting on a metal plate. In this case, even if the average particle size of the mixture is about 60 μm, solid particles of 30 to 150 μm are not present in the mixture. Therefore, unlike the surface texture formed by ordinary solid particles having an average particle size of about 60 μm, the microscopic irregularities of the surface due to the 200 μm particles become dominant, It becomes difficult to form an intermediate surface texture.
一方、粒径分布に一部重なり合う部分を有する固体粒子を混合させると、両者の中間的な粒径分布を有する固体粒子を金属板に投射することとなり、金属板表面にはそれぞれの固体粒子を単独で投射した場合に対して、それらとは異なる表面テクスチャーを形成できる。これによって、それぞれの固体粒子を単独で使用した場合に比べて制御範囲の拡大を図ることが可能となる。なお、３以上の固体粒子を組合せても同様の効果が得られ、より広い範囲で固体粒子の混合体を得ることができ、表面テクスチャーの制御範囲が一層拡大する。 On the other hand, when solid particles having a portion that partially overlaps the particle size distribution are mixed, the solid particles having an intermediate particle size distribution between them are projected onto the metal plate, and each solid particle is projected onto the metal plate surface. Different surface textures can be formed when projected alone. This makes it possible to expand the control range as compared with the case where each solid particle is used alone. In addition, the same effect can be obtained by combining three or more solid particles, a mixture of solid particles can be obtained in a wider range, and the control range of the surface texture is further expanded.
前記課題を解決するための第３の手段は、前記第２の手段であって、前記金属板表面の平均粗さＲａ又はピークカウントＰＰＩのいずれか、または両者の目標値に応じて、前記固体粒子の混合比率の変更を行うことを特徴とするもの（請求項３）である。 Third means for solving the above problems is a second hand stage, either average roughness Ra or peak count PPI of the metal plate surface, or in accordance with a target value of both the which is characterized in that to change the mixed-ratio of the solid particles is (claim 3).
本手段は、表面テクスチャーとして代表的なパラメータとして平均粗さＲａ、ピークカウントＰＰＩを目標値にするように、投射する固体粒子の混合比率の変更を行うものである。金属板をプレス成形する場合に、深絞り用途に用いられる鋼板では、金型との間の保油性を向上させ、金型との凝着を防止するために、比較的平均粗さの大きいものが求められる場合があり、張出成形に用いられる場合には、Ｒａが大きすぎると金型との摺動抵抗が増加して成形性が劣化するため、深絞り用途に比べると、低Ｒａのものが求められる場合がある。 This means an average roughness Ra as representative parameters as the surface texture, the peak count PPI to the target value, and performs changing of the mixed-ratio of solid particles to be projected. Steel plates used for deep drawing when pressing metal plates have a relatively large average roughness to improve oil retention between the molds and prevent adhesion to the molds. When Ra is used for stretch forming, if Ra is too large, the sliding resistance with the mold increases and the formability deteriorates. Things may be required.
これに対しては、固体粒子の投射速度の変更などにより、ある程度変更することは可能であるが、投射する固体粒子の粒径を変更した上で、さらに投射速度等の条件を変更することで、より広範囲に平均粗さＲａを変更することが可能となる。 For this, it is possible to change to some extent by changing the projection speed of solid particles, but after changing the particle size of the solid particles to be projected, further changing the conditions such as the projection speed It becomes possible to change the average roughness Ra in a wider range.
一方、ピークカウントＰＰＩについては、プレス成形時の金型との接触部における油の供給起点となるため、高ＰＰＩが望ましいものの、投射速度や金属板の単位面積あたりに投射する固体粒子量を変更するよりも、固体粒子の大きさの変更により調整するほうが、より広範囲にＰＰＩを変更できる。 On the other hand, the peak count PPI is the starting point of oil supply at the contact portion with the mold during press molding, so although a high PPI is desirable, the projection speed and the amount of solid particles projected per unit area of the metal plate are changed. Rather, the PPI can be changed over a wider range by adjusting the size of the solid particles.
また、一般にＲａが大きくなると、個々の凹凸のピッチも増加して、ＰＰＩが低下する関係にあるが、Ｒａについては固体粒子の投射速度等の条件によって、ＰＰＩについては固体粒子の平均粒径を変更することで調整し得るので、ＲａとＰＰＩとをある程度独立に制御できる点で、表面テクスチャーの制御範囲を大幅に拡大させ得る。 In general, when Ra increases, the pitch of individual irregularities also increases and PPI decreases. However, for Ra, depending on conditions such as the projection speed of solid particles, the average particle diameter of solid particles is determined for PPI. Since it can be adjusted by changing, Ra and PPI can be controlled to some extent independently, and the control range of the surface texture can be greatly expanded.
以上から、本手段においては、対象とする金属板の強度レベルや用途に応じて、目標とするＲａ、ＰＰＩなどの表面テクスチャーを得られるように、投射する固体粒子の混合比率の変更を行う。なお、固体粒子の混合比率の変更は、対象とする金属板の仕様に応じて予め設定しておく。ただし、固体粒子の投射後の測定値に基づいて、フィードバック制御により設定条件を変更してもよい。 From the above, in the present means, depending on the intensity level and application of the metal plate of interest, Ra to the target, so as to obtain a surface texture, such as PPI, to change the mixed-ratio of solid particles to be projected . Note that changing the mixed-ratio of the solid particles is set in advance according to the specifications of the metal sheet of interest. However, the setting condition may be changed by feedback control based on the measured value after the projection of the solid particles.
以上説明したように、本発明によれば、金属板の強度レベルや、表面処理鋼板の被膜硬度、あるいは用途によって異なる表面の微視的凹凸の形態を、より広い範囲で調整することが可能となるので、製造工程での生産性を低下させることなく、幅広い要求に応じた表面テクスチャーの造り分けが可能となって、プレス成形性を初めとする特性の向上が得られる。 As described above, according to the present invention, the strength level of the metal plate, the coating hardness of the surface-treated steel sheet, or the microscopic unevenness of the surface that varies depending on the application can be adjusted in a wider range. As a result, it is possible to create a surface texture according to a wide range of requirements without reducing the productivity in the manufacturing process, and an improvement in properties such as press formability can be obtained.
本発明の実施の形態として、遠心式投射装置を用いて、２つの異なる固体粒子を切り換え、又は混合して鋼板に投射し、表面テクスチャを付与する方法の例を説明する。 As an embodiment of the present invention, an example of a method of imparting a surface texture by switching or mixing two different solid particles using a centrifugal projection device and projecting them onto a steel sheet will be described.
図２は、遠心式投射装置の概略図を示したものである。遠心式投射装置は、固体粒子を供給する供給管４３、遠心力を利用して固体粒子を加速させるインペラー４５及びベーン４６、これらを駆動するモータ１１を要素として構成される。なお、遠心式投射装置のベーン部の外径は、３００〜５００ｍｍ程度が一般的である。また、インペラー４５及びベーン４６を含む回転部をロータ１０と称するが、このロータ回転中心から鋼板１までの距離（投射距離と称する）が大きい場合には、固体粒子の空気中での速度減衰が大きくなってしまう。したがって、投射距離が７００ｍｍ以下であることが好ましく、より好ましくはベーン部外径と同程度の投射距離とするのが好ましい。
FIG. 2 shows a schematic diagram of a centrifugal projection apparatus. The centrifugal projection apparatus includes a
固体粒子は、粒子供給管４３を通じて遠心式投射装置のインペラー４５内に供給される。インペラー４５及びベーン４６はモータ１１により回転駆動されており、インペラー４５内に供給された固体粒子は遠心力により加速される。そして、インペラー４５から飛び出した固体粒子は、ベーン４６によりさらに加速されるとともに、金属板１へ向けて投射される。
Solid particles are supplied into the
図１は、本発明の実施の形態である金属板の製造設備を表した図であり、図２に示した遠心式投射装置を用いた場合の実施の形態である。 FIG. 1 is a diagram showing a metal plate manufacturing facility according to an embodiment of the present invention, and is an embodiment when the centrifugal projection apparatus shown in FIG. 2 is used.
平均粒径の異なる固体粒子はタンク７ａ、７ｂに貯められており、図１においてはタンク７ａに平均粒径の大きい側の固体粒子が貯められている。固体粒子のタンク７ａ、７ｂはいずれも遠心式投射装置に接続されており、その間には、固体粒子の供給比率を変更するための粒子供給比率調整手段８ａ、８ｂが設置されている。この粒子供給比率調整手段８ａ，８ｂは、それぞれタンク７ａ、７ｂから供給される固体粒子の流量を調整するために位置制御が可能なシャッター部を有しており、開口面積を変更することでタンク７ａ、７ｂからの供給粒子量を独立に変更し得る構造としている。したがって、粒子供給比率調整手段８ａ，８ｂの一方を完全に閉じれば、他方の固体粒子のみが遠心式投射装置に供給されるので、いずれのタンクから固体粒子を供給するかを切替えることができる切替え手段としても機能する。
Solid particles having different average particle diameters are stored in the
遠心式投射装置にはこれらの異なる平均粒径のいずれか、または一定の混合比率での混合体が供給される。遠心式投射装置のロータ部１０では、供給された固体粒子が遠心力によって加速され、連続して搬送される金属板１に投射され、所定の表面テクスチャーが形成される。
The centrifugal projection apparatus is supplied with a mixture of any of these different average particle sizes or a constant mixing ratio. In the
なお、図１においては、遠心式投射装置が金属板１の上面にのみ１台配置されているが、下面に設置しても、複数台の遠心式投射装置を配置してもよい。この場合、それぞれの遠心式投射装置にはタンク７ａ、７ｂと接続され、固体粒子切替え手段又は粒子供給比率調整手段が設置されることとなる。
In FIG. 1, one centrifugal projection device is disposed only on the upper surface of the
また、図１においては、金属板に衝突して飛散した固体粒子は、外部へ飛散しないように周囲が仕切られた投射室２内において下部に落下し、投射室の下部がホッパー形状となっているため、投射室自体が固体粒子の回収手段として機能している。ただし、微細な固体粒子を投射する場合には、投射室内において固体粒子が浮遊して下部に落下しない場合があるため、投射室２に吸引装置を配置して、空気と共に固体粒子を吸引することもできる。その場合には、吸引した空気と固体粒子とを分離するためのサイクロンセパレータ等の回収手段を設置する必要がある。 Moreover, in FIG. 1, the solid particles which collided with the metal plate and were scattered fall to the lower part in the projection chamber 2 whose periphery is partitioned so as not to be scattered outside, and the lower part of the projection chamber has a hopper shape. Therefore, the projection chamber itself functions as a solid particle recovery means. However, when projecting fine solid particles, the solid particles may float in the projection chamber and do not fall to the bottom. Therefore, a suction device is arranged in the projection chamber 2 to suck the solid particles together with air. You can also. In that case, it is necessary to install recovery means such as a cyclone separator for separating the sucked air and solid particles.
投射室下部において回収された固体粒子は、スクリューコンベア３等によって移送される、固体粒子の輸送経路４においては、スクリューコンベア、バケットエレベータ等の機械的に固体粒子を搬送する装置だけでなく、空気輸送を行う装置が配置されてもよい。使用する固体粒子の粒径、比重、量などに合わせて、最適な輸送設備を設置する。
The solid particles recovered in the lower part of the projection chamber are transferred by the
回収後、輸送経路４を経由した固体粒子は、分級装置５ａ、５ｂによって分級される。図１の実施の形態では、風力選別式の分級装置を設置しており、集塵機６において空気を吸引しながら、空気流れを生じさせ、分級機５ａ、５ｂにおいて風力選別を行っている。分級機５ａにおいては、回収された固体粒子の中で、比較的大きい固体粒子を選別して、タンク７ａに貯め、残りの固体粒子は次の分級機５ｂに送られる。分級機５ｂではより小さな固体粒子を分級できるように分級条件が設定されており、分級機５ｂに送られた粒子の中で一定の粒径以上の固体粒子がタンク７ｂに貯められる。なお、分級機５ｂによってタンク７ｂに回収されなかった固体粒子には破砕片が含まれているので、集塵機６によってダストとして回収される。
After collection, the solid particles that have passed through the transport path 4 are classified by the
なお、分級機５ａ、５ｂについては、特定の分級点を設定できるものを用いるのが望ましい。タンク７ａとタンク７ｂに初期に投入される固体粒子の粒径分布に合せて、分級条件を設定することで、初期に投入された固体粒子の粒径分布が長時間運転しても、そのまま保たれるようにするためである。ただし、通常は粒径分布に一定の広がりをもった固体粒子を用いるので、ふるいのように一定の粒子径を境に、それ以下又はそれ以上の粒子を通過させないといった厳密な分級までは必要としない。比較的大きい粒子がタンク７ｂに混入したり、小さい粒子がタンク７ａに混入しても、少量であれば、各タンク内の粒径分布はほぼ一定の平均粒径を保つことができれば、一定の効果を得ることができるからである。例えば、分級点としては、５０％分級径（部分分級効率が５０％となる粒径）として、タンク７ａと７ｂに投入された固体粒子の平均粒径の平均値に設定すればよい。このような分級により、タンク７ａ、７ｂにそれぞれ貯められた固体粒子の粒径分布の裾野部同士が重なり合うように分級を行うことができる。
In addition, about the
一方、タンク７ａ、７ｂにそれぞれ貯められた固体粒子の平均粒径が大きく異なり、その分布が重なり合わないような場合には、分級機５ａと５ｂの間に別の分級機を追加してもよい。タンク７ａから供給された平均粒径の大きい固体粒子の一部が破砕して小さくなったもので、タンク７ｂに貯められた固体粒子よりも大きい粒子を除去することが可能となり、破砕した粒子がタンク７ｂに蓄積されていくのを防止するためである。
On the other hand, if the average particle sizes of the solid particles stored in the
この場合には、タンク７ａの貯められた固体粒子の下限粒径よりも大きい粒子を分級機５ａによって分級し、粗粒側の固体粒子をタンク７ａに送る。また、分級機５ａの細粒側として分離された固体粒子は、追加された分級機によって、タンク７ｂに貯められるべき固体粒子の上限粒径を分級して循環系から取り除く。さらに、当該追加された分級機における細粒側の粒子のみを分級機５ｂに送り、タンク７ｂに貯められるべき下限粒径よりも大きな粒子をタンク７ｂに送るとともに、微粒側をダストとして集塵機６で集塵すればよい。
In this case, particles larger than the lower limit particle size of the solid particles stored in the
＜実施例１＞
本発明の第一の実施例として、平均粒子径の異なる固体粒子を亜鉛めっき鋼板に投射して、表面テクスチャーを評価した結果について述べる。
<Example 1>
As a first embodiment of the present invention, the results of evaluating the surface texture by projecting solid particles having different average particle diameters onto a galvanized steel sheet will be described.
本実施例において使用した亜鉛めっき鋼板は、板厚0.8mmの冷延鋼板を下地として、めっき皮膜が主としてη相からなる片面あたりのめっき量が７０ｇ／ｍ２の溶融亜鉛めっき鋼板である。ここでは、溶融亜鉛めっき後の鋼板に対して、機械的性質の調整を目的として、伸長率0.8％を付与する調質圧延を行った。 The galvanized steel sheet used in this example is a hot-dip galvanized steel sheet having a cold-rolled steel sheet having a thickness of 0.8 mm as a base and a plating film mainly composed of η phase with a plating amount of 70 g / m 2 per side. Here, the temper rolling which gives 0.8% of elongation rate was performed with respect to the steel plate after hot dip galvanization for the purpose of adjusting mechanical properties.
調質圧延に際して、圧延ロール表面の平均粗さＲａが0.28μｍのブライトロールを使用した。調質圧延後の亜鉛めっき鋼板表面の平均粗さＲａ、ピークカウントＰＰＩ、うねりＷcaは、それぞれ0.25μｍ、４８、0.3μｍであった。 In the temper rolling, a bright roll having an average roughness Ra of 0.28 μm on the surface of the roll was used. The average roughness Ra, peak count PPI, and waviness Wca on the surface of the galvanized steel sheet after temper rolling were 0.25 μm, 48, and 0.3 μm, respectively.
このようにして調質圧延を行った亜鉛めっき鋼板の表面に対して、図２で示す遠心式投射装置を使用して、表１に示す平均粒径の固体粒子を投射した。使用した固体粒子は、ガスアトマイズ法により製造したハイスのほぼ球形の固体粒子である。 Solid particles having an average particle size shown in Table 1 were projected onto the surface of the galvanized steel sheet thus temper-rolled using the centrifugal projection device shown in FIG. The solid particles used are high-speed, almost spherical solid particles produced by the gas atomization method.
投射条件としては、遠心式投射装置のロータ回転数を3600ｒｐｍと一定とし、固体粒子の投射速度が一定の条件で実施した。鋼板の単位面積あたりに投射する固体粒子の量は、５〜１０ｋｇ／ｍ２の範囲で変更した。 As projection conditions, the rotation speed of the rotor of the centrifugal projection device was fixed at 3600 rpm, and the projection speed of solid particles was constant. The amount of solid particles projected per unit area of the steel plate was changed within a range of 5 to 10 kg / m 2 .
図３に各固体粒子の投射により付与された表面テクスチャーとして、平均粗さＲａとピークカウントＰＰＩを代表値として示す。図からは、固体粒子の速度などの投射条件がほぼ一定の範囲であるにもかかわらず、投射する固体粒子の平均粒径の違いによって、付与されるＲａ、ＰＰＩの範囲が大きく変化していることが分かる。すなわち、単独の粒径分布を有する固体粒子を使用した場合に比べて、複数の平均粒径を有する固体粒子を切替えて使用すると、平均粗さＲａとピークカウントＰＰＩのバランスを大きく変更できることを示している。 FIG. 3 shows average roughness Ra and peak count PPI as representative values as the surface texture imparted by the projection of each solid particle. From the figure, the range of Ra and PPI to be applied varies greatly depending on the difference in the average particle size of the solid particles to be projected, although the projection conditions such as the velocity of the solid particles are in a substantially constant range. I understand that. That is, it shows that the balance between the average roughness Ra and the peak count PPI can be greatly changed by switching and using solid particles having a plurality of average particle diameters compared to the case where solid particles having a single particle size distribution are used. ing.
実際の表面テクスチャーの調整に際しては、遠心式投射装置の場合にはロータ回転数の変更により、Ｒａ、ＰＰＩを変更することが可能であり、また鋼板の単位面積あたりに投射する固体粒子の量を変更することによっても、Ｒａ、ＰＰＩを調整し得るため、固体粒子の平均粒径を切替えた上で、さらにこのような制御手段を併用することで、表面テクスチャーの制御範囲が大幅に拡大する。
（表１）
When adjusting the actual surface texture, Ra and PPI can be changed by changing the rotational speed of the rotor in the case of a centrifugal projector, and the amount of solid particles projected per unit area of the steel plate can be changed. Since Ra and PPI can also be adjusted by changing, the control range of the surface texture is greatly expanded by switching the average particle size of the solid particles and further using such a control means together.
(Table 1)
＜実施例２＞
本発明の第２の実施例として、異なる平均粒径を有する固体粒子を一定の混合比率で混合したものを、実施例１と同様の条件にて投射した結果について述べる。
<Example 2>
As a second embodiment of the present invention, a result of projecting solid particles having different average particle diameters mixed at a constant mixing ratio under the same conditions as in
使用した固体粒子は表１の粒子Ａ及びＣであり、両者は平均粒径に３２μｍの差がある。それぞれの固体粒子の粒径分布を図４に示す。図からは、両者の分布が粒子径５０〜110μｍ程度の範囲で重なり合っていることが分かる。 The solid particles used are particles A and C in Table 1, both having a difference of 32 μm in average particle diameter. The particle size distribution of each solid particle is shown in FIG. From the figure, it can be seen that the distributions of the two overlap in a range of about 50 to 110 μm in particle diameter.
ここでは、図１における粒子供給比率調整手段８ａ、８ｂの開度を調整することによって、固体粒子Ａ，Ｃを一定の重量比率（１：０、０．８：０．２、０．４：０．６、０：１）にて混合した混合体を、実施例１と同様の亜鉛めっき鋼板に投射した。なお、各混合比率による平均粒径は、それぞれ６８、７５、８８、100μｍであった。 Here, by adjusting the opening of the particle supply ratio adjusting means 8a and 8b in FIG. 1, the solid particles A and C are made to have a certain weight ratio (1: 0, 0.8: 0.2, 0.4: The mixture mixed at 0.6, 0: 1) was projected onto the same galvanized steel sheet as in Example 1. In addition, the average particle diameter by each mixing ratio was 68, 75, 88, and 100 micrometers, respectively.
なお、図１の分級機５ａには風力選別式分級機を使用して、分級点が８５μｍとなるように設定している。この場合、分級点の前後で完全に分級されることはなく、一定の確率で８５μｍよりも小さい粒子はタンク７ａに貯められ、８５μｍよりも大きい粒子もタンク７ｂに貯められることなり、各タンクでの粒径分布には大きな経時的変化はなかった。
In addition, the
図５に、このようにして得られた鋼板の表面テクスチャーとして平均粗さＲａとピークカウントＰＰＩの分布を示す。図からは、固体粒子Ａ、Ｃを単独で投射した場合に対して、ＡとＣの混合比率を変更することによって、鋼板のＲａ、ＰＰＩのバランスが連続的に変化し得ることが分かる。したがって、異なる平均粒径を有する固体粒子の混合比率を変更することで、表面テクスチャーを変更でき、より制御範囲の拡大を図りうる。 FIG. 5 shows the distribution of average roughness Ra and peak count PPI as the surface texture of the steel sheet thus obtained. From the figure, it can be seen that the balance of Ra and PPI of the steel sheet can be changed continuously by changing the mixing ratio of A and C, when solid particles A and C are projected alone. Therefore, the surface texture can be changed by changing the mixing ratio of the solid particles having different average particle diameters, and the control range can be further expanded.
これにより、製造すべき鋼板の用途等に応じた表面テクスチャーの造り分けが可能となり、例えば深絞り成形に供せられる鋼板については、平均粗さＲａを比較的大きくすべく、ＡとＣの混合比率を０：１近傍に設定し、張出成形や塗装後の外観を重視する製品に対しては、ＡとＣの混合比率を１：０近傍に設定し、それぞれ要求に応じて任意の混合比率で調整することで、多様な特性を有する金属板の製造が可能となる。
＜実施例３＞
本発明の第３の実施例として、異なる平均粒径を有する固体粒子を一定の混合比率で混合したものを、実施例１と同様の金属板に投射すると共に、遠心式投射装置の回転数を変更して、平均粗さＲａとピークカウントＰＰＩの制御範囲を評価した結果について述べる。
This makes it possible to create a surface texture according to the purpose of the steel sheet to be manufactured. For example, for steel sheets used for deep drawing, a mixture of A and C is used to make the average roughness Ra relatively large. For products where the ratio is set near 0: 1 and the appearance after stretch forming or painting is emphasized, the mixing ratio of A and C is set near 1: 0, and any mixing can be performed as required. By adjusting the ratio, it is possible to manufacture a metal plate having various characteristics.
<Example 3>
As a third embodiment of the present invention, a mixture of solid particles having different average particle diameters is projected onto a metal plate similar to that of the first embodiment, and the rotational speed of the centrifugal projection device is set. The result of changing and evaluating the control range of the average roughness Ra and the peak count PPI will be described.
使用した固体粒子は表１の粒子Ａ及びＣであり、両者の混合比率は実施例２と同様である。また、金属板表面に投射する固体粒子の重量は７ｋｇ／ｍ２で一定とした。 The solid particles used are particles A and C in Table 1, and the mixing ratio of both is the same as in Example 2. The weight of the solid particles projected on the surface of the metal plate was constant at 7 kg / m 2 .
表２に各条件での金属板表面の平均粗さＲａ、ピークカウントＰＰＩを測定した結果を示す。表からは、固体粒子の平均粒径とロータ回転数の両者に応じて、Ｒａ、ＰＰＩが変化していることが分かる。また、ロータ回転数が大きいほど、Ｒａが大きくなる傾向にある一方で、ロータ回転数を一定値以上大きくしてもＰＰＩはそれほど増加しないことが分かる。 Table 2 shows the results of measuring the average roughness Ra and peak count PPI of the metal plate surface under each condition. From the table, it can be seen that Ra and PPI change in accordance with both the average particle size of the solid particles and the rotational speed of the rotor. Further, it can be seen that Ra increases as the rotor rotational speed increases, while PPI does not increase so much even if the rotor rotational speed is increased by a certain value or more.
したがって、従来技術として、単一の粒径分布を有する固体粒子を投射する場合には、ロータ回転数の変更などによりＲａ、ＰＰＩをある程度変更することは可能であるが、本実施例からは、固体粒子の混合比率を変更することで平均粒径が変化し、ＰＰＩの変化がより顕著に現れている。すなわち、従来の単一の粒子を用いて投射条件の変更を行う場合に比べて、異なる粒径の固体粒子を混合させる方法と組合わせることにより、表面テクスチャーの制御範囲が大幅に拡大し、特に、ピークカウントＰＰＩの制御範囲が拡大することが分かる。
（表２）
Therefore, as a conventional technique, when projecting solid particles having a single particle size distribution, it is possible to change Ra and PPI to some extent by changing the rotor speed, etc., but from this example, By changing the mixing ratio of the solid particles, the average particle size changes, and the change in PPI appears more prominently. That is, compared with the case where the projection conditions are changed using conventional single particles, the control range of the surface texture is greatly expanded by combining with the method of mixing solid particles having different particle diameters. It can be seen that the control range of the peak count PPI is expanded.
(Table 2)
１…金属板、2：…投射室、3…スクリューコンベア、4…粒子搬送装置、5：供給量調整装置、 5a，5b…分級装置、6…集塵機、7a，7b…タンク、8a，8b…粒子供給比率調整手段、10…ロータ、11…モータ、43…粒子供給管、45…インペラー、46…投射機ベーン
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