JPH01170503A - サブゼロ処理後の冷間圧延ロールの粗面化表面処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、サブゼロ処理後の冷間圧延ロールの粗面化
表面処理方法に関する。

〔従来の技術〕

金属材料である圧延鋼板の重要な品質の一要素として表
面品質がある。この表面品質には表面の美麗さや光沢な
どのほかに、塗装やほうろうの密着性、耐食性、塗装後
の鮮映性などが挙げられるが、これらの緒特性には鋼板
表面の微視的形状、すなわち表面粗さが重大な要因をな
している。

また製品としての圧延鋼板にそれぞれの用途に適応した
表面粗さを形成する一般的な方法としては、冷間圧延用
や調質圧延用ロールなどの表面を所要の表面粗さに加工
しておき、これらのロールで前記鋼板を圧延することに
よりロールの表面粗度を転写することが行われている。

そして、これらのロール表面を粗面化するために広く採
られている方法には、ショツトブラスト加工法や放電加
工法等があるが、最近これらのほかにレーザービーム加
工法（以下、レーザーダル加工と記す）が例えば特開昭
５６−１６０８９２号、特公昭５８−２５５５７号等に
提案されている。

これは、研磨加工されたロール表面にレーザービームを
パルス状に照射することによってロール表面を溶融して
微小なりレータとその周囲に溶融した母材金属による円
環状の盛り上がり部からなる凹凸を多数、規則的に配列
せしめて該ロール表面を粗面化するものである。しかし
、レーザービームの高密度エネルギにより一旦、溶融し
た金属の部分にはマルテンサイト化しないオーステナイ
ト相が残留することにより、上記円環状の盛り上がり部
の硬度が低い。そこでこの残留オーステナイトをマルテ
ンサイト化して充分な硬度を与えるとともに耐摩耗性を
大幅に向上するために前記レーザーダル加工したロール
表面にサブゼロ処理を施してロール表面の冶金学的安定
を図る。あるいはさらにこのロール表面に硬質クロムめ
っきなどの硬化被膜を施す等も行われている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

一般に、サブゼロ処理とは焼入鋼に残留するオーステナ
イトをマルテンサイト化することによって鋼の物性を改
善するために行うものであって、例えば液体窒素ガスを
前記レーザーダル加工したロール表面に噴射して表面温
度を一４０°Ｃ〜−１３０°Ｃ程度に冷却する方法が多
（行われる。しかしながら、サブゼロ冷却を行ったロー
ルを室温にまで復熱させる場合、ロールの復熱前の温度
が低いために大気中の水分がロール表面に結露し、結露
した水分によりロール表面に酸化物である錆が発生する
ことになる。そしてこの場合は、レーザーダル加工以外
の用途で実施されるサブゼロ処理された材料、すなわち
鋳造→サブゼロ処理→機械加工という工程を経るケース
とは異なり、サブゼロ処理後に発生する錆を機械加工で
切削することはロールの表面粗度を切削することになり
、この方法による表面錆の除去は適用できない。

そしてロール表面に錆が生じていると、表面硬化被膜（
例えば硬質クロムめっき）の密着性が劣化し、圧延操業
初期に硬化被膜の剥離が生じたり、また錆が付着したま
ま綱板を圧延すると、錆が鋼板に転写され、鋼板の外観
を損ねる、等の問題がある。そこで、このような錆を発
生させないために、窒素ガス雰囲気中で冷却したロール
を復熱させる方法も考えられるが、窒素ガス雰囲気中で
はロールの復熱に１０時間以上を要し、その間に吹込ま
れる窒素ガスは相当な大量となり実用的ではない、とい
った問題があった。

この発明は、このような従来の問題にかんがみてなされ
たものであって、表面を粗面化したロールにサブゼロ処
理を施した後に防錆被覆を行うことにより、上記問題点
を解決することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は、冷間圧延用ロール表面にレーザービームを
照射することにより粗面化した後、該粗面化表面にサブ
ゼロ処理を施して該粗面化表面の硬化及び冶金学的安定
を図った冷間圧延用ロールの粗面化表面処理方法におい
て、前記サブゼロ処理を施した直後の粗面化表面を防錆
作用を有する物質により被覆するサブゼロ処理後の冷間
圧延ロールの粗面化表面処理方法としたものである。

〔作用〕

本発明は上記のような構成としたため、粗面化された圧
延ロールはサブゼロ処理後に防錆作用を有する物質によ
って被覆されることによりロール表面には錆が発生しな
い。従って粗面化表面の摩耗を防止するためのクロムめ
っきなどの表面硬化用被膜の密着性も良好で長時間圧延
に対しても該被膜の剥離等は生じることはなく、またロ
ール表面の錆が圧延される鋼板に転写されることもない
。

〔実施例〕

以下、この発明を図面を参照して説明する。第１図、第
２図はこの発明に係る一実施例の説明図である。

先ず、第２図に、本発明の実施に好適に用いることので
きるロール表面の粗面化装置の全体を斜視図で示す。

旋盤あるいは研削盤などの工作機械と類似の構成からな
るロールの回転支持装置２に表面を粗面化すべきロール
１を装着し、所定の速度で回転させる。一方、レーザー
発振器３から出力されたレーザービームは図示しない複
数のミラーを介してロール１表面にほぼ垂直に照射され
る。この際、レーザービームはロール１表面に形成すべ
き粗度に応じて、溶融形成される微小クレータの大きさ
、深さにより光学的に収束されたビームとなり、口−ル
１の表面に焦点を結ぶようになっている。４はレーザー
照射ヘッドであって、ロール１の回転と所定の関係に同
期して回転する駆動ねじ５によりロール１の軸方向に平
行して移動することができる。またレーザービームはＱ
スイッチにより所要の周波数にパルス化するか、あるい
はメカニカルチョッパによりパルス化する方法が採られ
る。

そして、このパルスの周波数と出力及びロール１の回転
数とレーザー照射ヘッド４の移動速度の設定によって上
役微小クレータの大きさ、深さ、配列間隔等からなる表
面粗さパターンを制御することができる。

本実施例においては、直径６００ｍ、長さ２０００ｍ１
の寸法で、材質はその組成が重量％でそれぞれ、０．８
５Ｃ，０，８Ｓｉ、０．４Ｍｎ、０．１５Ｎｉ、２．８
Ｃｒ、０．２９Ｍｏ、０．０１Ｖであるロールを第２図
に示す如く加工した。

また、レーザー照射条件は、レーザー出カニ２ｋＷ、パ
ルス周波数：５６ＫＨｚ、エネルギ密度：　６．４　Ｘ
　１０’　Ｗ／ｃａｔ、　　１パルス当たりの照射時間
：１３μＳｅｃ、微小クレータのピッチ：ロール円周方
向、軸方向とも１７０μｍである。これにより得られた
ロールの表面粗度Ｒａ＋ａｘは約１５μｍである。

次にロール表面硬化処理として以下のサブゼロ処理を施
した。すなわち、ロール１表面に液体窒素を吹き付ける
処理であって、吹き付は時間は４時間、ロール表面の冷
却温度は一１３０°Ｃである。

次に本発明に係るロール１表面の防錆処理を第１図に示
す如く行った。６は防錆油槽であって、この中に機械用
防錆油７を満たし、この中にサブゼロ処理後のロール１
を１０分間浸漬した。但し、防錆処理のための手段とし
ては、防錆油槽中に浸漬する方法に限定するものではな
く、例えばスプレーノズル等により防錆油を噴出してロ
ール表面に付着させてもよく、要するにロール表面を防
錆作用を有する物質により被覆する方法であれば、その
手段を限定するものではない。

また、本実施例では、サブゼロ処理を施したロール表面
にさらに表面硬化被膜としてクロムめっきを施した。こ
のときのめっき条件及び膜厚は次の通りである。すなわ
ち、めっき浴はサージェント浴（ＣｒＯｚ　　：　　２
００　ｇ／ｉ！、　　Ｈｚ　　ＳＯ４：　　２ｇ／ｌ）
を用い、静止浴で浴温度５０°Ｃ９電流密度３０　Ａ　
／　ｄ　ｍ　”によりクロムめっき膜厚１０μｍを得た
。

次に、本発明による作用効果の確認のため、以下の実験
を行った。

先ず、２セツトのワークロールに前述の条件によりレー
ザーダル加工し、サブゼロ処理を施した。

しかる後に１セフｌ−（Ａ）には前述の如き防錆処理を
施し、他の１セツト（Ｂ）は大気中において常温まで復
熱させた。その後、上記Ａ、Ｂとも上述の条件でクロム
めっきを施した。なお、クロムめっきはサブゼロ処理の
３時間経過後であった。

そして、これらＡ、Ｂのロールを用いて板厚０゜８１の
低炭素アルミキルド鋼の冷延後、焼鈍した鋼板を圧下率
０．８％により調質圧延を行った。

次に、これらＡ、Ｂ再セツトのロールのクロムめっき時
に発生していた錆の面積の割合、クロムめっきが付着し
ている面積の割合及び鋼板を１０ｋｍ圧延した後のクロ
ムめっきの付着している面積の割合を目視観察した結果
は下表の通りであった。

上表から明らかなように、サブゼロ処理後の防錆処理に
より、クロムめっきのロール表面への密着性は格段に向
上し、クロムめっきのロール表面硬化作用を得るために
は本発明に係る防錆処理が不可欠であることが確認でき
る。また、場合によってクロムめっきを省略して圧延を
行う際にも防錆処理を施せばロール表面に錆が発生しな
いので、従来のようにロールの錆が鋼板に転写されるこ
とはない。

なお、本実施例においてサブゼロ処理に際し液体窒素を
使用したが、本発明はこの方法に限ることなく、ドライ
アイスを使用する普通サブゼロ処理、あるいは液体酸素
等による超サブゼロ処理等を通用してもよいことはいう
までもない。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によればサブゼロ処理後に
ロール表面の錆の発生を防止できる結果、（１）従来の
ようにロール表面の錆が鋼板に転写されてその外観を損
なうことを防止し、（２）サブゼロ処理後のクロムめっ
き被膜のロール表面に対する密着性が大幅に改善される
、等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る実施例の概略斜視図、第２図はレ
ーザーダル加工を施す装置の斜視図である。 １・・・・・・冷間圧延用ロール。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 冷間圧延用ロール表面にレーザービームを照射すること
   により粗面化した後、該粗面化表面にサブゼロ処理を施
   して該粗面化表面の硬化及び冶金学的安定を図った冷間
   圧延用ロールの粗面化表面処理方法において、前記サブ
   ゼロ処理を施した直後の粗面化表面を防錆作用を有する
   物質により被覆することを特徴とするサブゼロ処理後の
   冷間圧延ロールの粗面化表面処理方法。