JP5533376B2 - マグネシウム合金コイル材、マグネシウム合金用研削装置、マグネシウム合金コイル材の研削方法、及びマグネシウム合金板 - Google Patents
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Description
上記コイル材の全長が100m未満の場合、両端からそれぞれ全長の5%を切断したトリミング材に対し、当該トリミング材の全長の10%に相当する長さごとに切断し、全ての切断片に対して上記表面粗さ及び厚さのばらつきを測定し、全ての切断片が上記規定を満たす。
上記コイル材の全長が100m以上の場合、両端からそれぞれ5mを切断したトリミング材に対し、当該トリミング材を10mごとに切断し、全ての切断片に対して上記表面粗さ及び厚さのばらつきを測定し、全ての切断片が上記規定を満たす。
表面粗さ及び厚さの測定方法は後述する。
図1を参照して、実施形態1に係るマグネシウム合金用研削装置を説明する。この研削装置10は、長尺な板材(以下、素材板100と呼ぶ)を走行させて、その表面を研削ベルト13により研削する装置である。長尺な素材板100は、巻き取られてコイル材を構成するものであり、繰出しドラム41に配置されて繰り出されて研削ベルト13により研削が施され、研削された板材(以下、研削板1と呼ぶ)を巻取りドラム42により巻き取ることで、素材板100及び研削板1が一体となって連続して走行する。この研削装置10の特徴とするところは、素材板100の表面に存在する潤滑剤やその表面に形成された酸化層といった表面異物を除去すると共に、素材板100の幅方向の厚さのばらつきを小さくするための厚さ調整機構を具えることにある。
ここでは、素材板100は、マグネシウム合金からなる長尺な圧延板を巻き取った圧延コイル材を巻き戻したものである。圧延コイル材は、例えば、マグネシウム合金を双ロール鋳造法といった連続鋳造法により長尺な鋳造板を作製して巻き取り、この巻き取った鋳造コイル材を巻き戻して、鋳造板に少なくとも1パスの温間圧延を施して長尺な圧延板を作製し、この圧延板を巻き取ることで得られる。
研削対象となる上記圧延コイル材は、繰出しドラム41に配置されて繰り出され、研削装置10の研削ベルト13により研削が施されて研削板1となる。この研削板1を巻取りドラム42により巻き取ることで、全長に亘って厚さのばらつきが小さいマグネシウム合金コイル材を製造することができる。
研削装置10は、素材板100の研削に直接関与する研削機構と、素材板100に研削を施すにあたり、素材板100の厚さのばらつきの低減に寄与する厚さ調整機構とを具える。
研削機構は、素材板100を研削する研削ベルト13と、研削ベルト13が掛け渡されるコンタクトロール11及び遊動ロール14と、素材板100を挟んでコンタクトロール11と対向する位置に配置されるビリーロール12とを具える。
≪センサ≫
研削装置10は、走行する素材板100の厚さを測定するために、研削ベルト13の上流側に配置される厚さ測定器(フォワードセンサ31)と、研削ベルト13の下流側に配置される厚さ測定器(バックセンサ35)とを具える。
研削装置10は、上記センサ31,35からの情報を受けて、ロール調整手段を動作させたり、上述したコンタクトロール11やビリーロール12、繰出しドラム41や巻取りドラム42の回転速度を調整したりする制御部20を具える。
その他、マグネシウム合金からなる素材を研削する場合、切粉が飛散し難いように、研削液を用いた湿式法により行うことが望まれる。湿式法による研削を行う場合、研削ベルトの上流や下流に配置されて、研削ロールや素材板に研削液を噴射するスプレーノズル、研削ベルトの下流に配置されて、切粉や研削液を洗浄する洗浄液を排出する洗浄ノズル、洗浄液や研削液を払拭する吸液ロール、更に、洗浄液などを十分に除去できるように適宜な温度の風(例えば、温風)を吹き掛けるエアブローノズル、などを配置させることができる。研削液や洗浄液を十分に払拭、乾燥させることで、これらの液の付着に起因した表面性状の劣化を抑制でき、表面性状により優れる研削板1を製造できる。
以下、図4を参照して、上記構成を具える研削装置10を利用して、厚さのばらつきを調整する手順を説明する。
以下、具体的なフィードフォワード制御の手順を説明する。
フォワードセンサ31のセンターセンサ31c,サイドセンサ31eにより、走行する素材板100に対して、その幅方向の中心部の厚さtc、及び両縁部の厚さte1,te2をそれぞれ測定し、制御部20のフォワード入力手段21は、上記厚さtc,te1,te2を取得する(ステップS1)。
上述したフィードフォワード制御により、素材板100の幅方向の厚さのばらつきを小さくすることができる。更に、研削装置10では、以下のフィードバック制御により、上記ばらつきをより確実に低減する。以下、具体的なフィードバック制御の手順を説明する。
上述の手順では、素材板100及び研削板1の厚さtc,te1,te2の最大値、最小値などを利用して、厚さのばらつきを是正する形態を説明したが、上記手順に限られるものではない。例えば、以下のような手順とすることができる。
上記研削装置10を用いた本発明研削方法によれば、研削ベルト13の直前において素材板100の幅方向の厚さのばらつきを測定し、コンタクトロール11とビリーロール12との間のギャップをその幅方向の大きさが不均一となるように増減することで、素材板100が長尺材や広幅材であっても、幅方向及び長手方向の全域に亘って均一的な厚さを有する研削板1が得られる。また、このような研削板1を巻き取ることで、例えば、全長が200m以上、更には400m以上であったり、幅が100mm以上、更には200mm以上であったり、重量が100kg以上、更には200kg以上といった長尺材や広幅材でも、上述のようにその全長に亘って厚さのばらつきが小さく(例えば、当該ばらつきが40μm以内)、表面が平滑である(例えば、幅方向の表面粗さが、最大高さRzで20μm以下、算術平均粗さRaで1.2μm以下、及び十点平均粗さRzで12μm以下の少なくとも一つを満たす)マグネシウム合金コイル材が得られる。得られたマグネシウム合金コイル材やこのコイル材を所定の長さに切断したマグネシウム合金板は、プレス加工といった塑性加工が施される素材に好適に利用することができる。
上記実施形態1では、フィードフォワード制御及びフィードバック制御の双方が可能な形態を説明した。本発明研削装置の別の形態として、フィードフォワード制御のみを行う形態とすることができる。具体的には、バックセンサ35及びフィードバック制御部20bを除き、ステップS1〜ステップS10までを繰り返し行う形態とすることができる。
より平滑で均一的な表面を得るために、多段に研削を行うことができる。この場合、全ての研削工程における砥粒の粒度を同じにしてもよいが、異ならせてもよい。例えば、上流の研削工程では、砥粒の粒度が小さく研削量を多くできる研削ベルトを用いて主として厚さの調整を行い、下流の研削工程では、粒度が大きい研削ベルトを用いて主として表面の平滑化を図るといった形態とすることができる。このとき、下流の研削工程では、厚さ調整機構を動作させずに研削を行うとよい。
上述した実施形態では、素材板100の一面に対して研削する形態を示すが、素材板100の両面に対して研削を施すことが可能な形態、具体的には、素材板100の表裏を挟むように配置される一対の研削ベルトを具える形態とすることができる。
上述した実施形態1のマグネシウム合金用研削装置10を用いて研削を行い、えられた長尺な板材の厚さのばらつき、及び表面粗さを調べた。
圧下率:5%/パス〜40%/パス
素材の加熱温度:250℃〜280℃
ロール温度:100℃〜250℃
10 研削装置 11 コンタクトロール 12 ビリーロール 13 研削ベルト
14 遊動ロール 15 ロール駆動部 150 センターシリンダ
151,152 サイドシリンダ
20 制御部 20f フィードフォワード制御部 20b フィードバック制御部
21 フォワード入力手段 22 フォワード演算手段
23 フォワード判断手段 24 フォワード命令手段 25 バック入力手段
26 バック演算手段 27 バック判断手段 28 バック命令手段
31 フォワードセンサ 31c,35c センターセンサ 31e,35e サイドセンサ
35 バックセンサ
41 繰出しドラム 42 巻取りドラム 45 ドラム駆動部
Claims (10)
- マグネシウム合金からなる長尺な板材が巻き取られてなるマグネシウム合金コイル材であって、
前記マグネシウム合金は、添加元素を合計で7.3質量%以上含み、
前記板材の厚さが2.0mm以下であり、
前記板材の幅が200mm以上であり、
前記板材の全長に亘って、
前記板材の幅方向の表面粗さが、最大高さRzで20μm以下、算術平均粗さRaで1.2μm以下、及び十点平均粗さRzで12μm以下の少なくとも一つを満たし、
前記板材の幅方向の厚さのばらつきが40μm以内であるマグネシウム合金コイル材。 - 前記マグネシウム合金は、Alを7.3質量%以上12質量%以下含有する請求項1に記載のマグネシウム合金コイル材。
- 前記マグネシウム合金は、Alを8.3質量%以上9.5質量%以下含有する請求項1又は請求項2に記載のマグネシウム合金コイル材。
- 前記板材の全長が200m以上である請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のマグネシウム合金コイル材。
- 前記コイル材の重さが100kg以上である請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のマグネシウム合金コイル材。
- 前記板材の全長が400m以上である請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載のマグネシウム合金コイル材。
- 前記コイル材の重さが200kg以上である請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載のマグネシウム合金コイル材。
- マグネシウム合金からなるコイル材から繰り出されて走行する板材を研削するマグネシウム合金用研削装置であって、
前記マグネシウム合金の添加元素の合計含有量が7.3質量%以上であり、厚さ2.0mm以下、かつ幅200mm以上である前記板材を研削する研削ベルトと、
前記研削ベルトの上流側に配置されて、前記板材の幅方向の中心部の厚さ、及び両縁部の厚さをそれぞれ測定する上流側の厚さ測定器と、
前記研削ベルトを回転するコンタクトロールと、前記板材を前記コンタクトロールとで挟持するビリーロールとの間のギャップに対して、その幅方向の大きさが不均一になるように増減して、前記板材の幅方向における押圧状態を部分的に異ならせるためのロール調整手段と、
前記上流側の厚さ測定器の測定結果に基づいて、研削後の研削板の全長に亘って、前記研削板の幅方向の厚さのばらつきが40μm以内となるように前記ロール調整手段を動作させる制御部と、
前記研削ベルトの下流側に配置されて、研削後の前記研削板の幅方向の中心部の厚さ、及び両縁部の厚さをそれぞれ測定する下流側の厚さ測定器と、
前記下流側の厚さ測定器の測定結果に基づいて、前記研削ベルトによる研削量を増加するために、前記板材の搬送速度、及び前記研削ベルトの回転速度の少なくとも一方を制御する速度制御部とを具えるマグネシウム合金用研削装置。 - 添加元素を合計で7.3質量%以上含むマグネシウム合金からなるコイル材から繰り出されて走行する厚さ2.0mm以下、かつ幅200mm以上の板材について、その幅方向の中心部の厚さ、及び両縁部の厚さをそれぞれ測定し、
前記厚さのばらつきを小さくするために、研削ベルトを回転するコンタクトロールと、前記板材を前記コンタクトロールとで挟持するビリーロールとの間のギャップに対して、その幅方向の大きさが不均一となるように増減し、
前記調整されたギャップ間に前記板材を搬送して、前記研削ベルトにより研削し、
更に、研削後の板材の幅方向の中心部の厚さ、及び両縁部の厚さをそれぞれ測定し、前記厚さのばらつきを是正するために前記研削ベルトの研削量を増加して研削し、研削後の研削板の全長に亘って、前記研削板の幅方向の厚さのばらつきを40μm以内とするマグネシウム合金コイル材の研削方法。 - 請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載のマグネシウム合金コイル材を所定の長さに切断したマグネシウム合金板。
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