JPH02197588A - 鉄鋼品のスケール又は錆除去方法 - Google Patents
鉄鋼品のスケール又は錆除去方法Info
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- JPH02197588A JPH02197588A JP1845989A JP1845989A JPH02197588A JP H02197588 A JPH02197588 A JP H02197588A JP 1845989 A JP1845989 A JP 1845989A JP 1845989 A JP1845989 A JP 1845989A JP H02197588 A JPH02197588 A JP H02197588A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B08—CLEANING
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- C23G5/00—Cleaning or de-greasing metallic material by other methods; Apparatus for cleaning or de-greasing metallic material with organic solvents
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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。
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）
本発明は鉄鋼材、鉄鋼部品、鋳鋼部品をはじめとする鉄
あるいは鋼を主体とした製品の表面に固着したスケール
又は錆をレーザ照射により除去する方法に関する。
あるいは鋼を主体とした製品の表面に固着したスケール
又は錆をレーザ照射により除去する方法に関する。
（従来技術と問題点）
従来金属に固着している錆を、塵埃あるいは廃液等の発
生なしに除去する方法として金属の錆に対しレーザビー
ムを集束して照射し、錆を蒸発温度以上に加熱して蒸発
させることが特公昭６１−２５７８６号公報により公知
にされている。
生なしに除去する方法として金属の錆に対しレーザビー
ムを集束して照射し、錆を蒸発温度以上に加熱して蒸発
させることが特公昭６１−２５７８６号公報により公知
にされている。
しかしこの方法は、レーザビームの強さを錆に合わせて
選択し、錆と母材の熱伝達の差および熱反射率の差の両
者を利用して錆を蒸発させるものであり、錆の厚さの変
化、多孔質組織の変化のため母材と錆の種類が決定され
ても一律にレーザビームの強さを決定できず、最も条件
を悪い部分（厚い部分、粗な部分等）を除去するに必要
な高めのエネルギーを選択する必要がある。
選択し、錆と母材の熱伝達の差および熱反射率の差の両
者を利用して錆を蒸発させるものであり、錆の厚さの変
化、多孔質組織の変化のため母材と錆の種類が決定され
ても一律にレーザビームの強さを決定できず、最も条件
を悪い部分（厚い部分、粗な部分等）を除去するに必要
な高めのエネルギーを選択する必要がある。
このため母材が蒸発しなくとも母材に熱処理をしたと同
様の影響が残りやすく、またその影響が少ない場合でも
母材に脱炭部が残ってしまう。
様の影響が残りやすく、またその影響が少ない場合でも
母材に脱炭部が残ってしまう。
このような熱影響がへ存しては困る材料が多いため大き
な問題となる。
な問題となる。
またパルス持続時間が１ないし１００μｓという比較的
長い時間で照射するため母材への熱影響が残るばかりで
なく、表面が溶融して火山の火口のような形状で固着し
やすくなり、仕上り面が滑らかにならない問題がある。
長い時間で照射するため母材への熱影響が残るばかりで
なく、表面が溶融して火山の火口のような形状で固着し
やすくなり、仕上り面が滑らかにならない問題がある。
これは錆と母材の熱伝達率の差と熱反射率の差の利用で
は第１図点線グラフとして示すような母材と錆の温度上
昇となり、錆が蒸発温度に達したとき、既に母材がその
融解点を超えてしまい、母材を融解点以下に保ちながら
錆全体をその蒸発温度以上に加熱するレーザビームの強
さを選定できる範囲は狭く、錆の厚さや多孔質度合いの
変化が大きいとその範囲がさらに狭められる。
は第１図点線グラフとして示すような母材と錆の温度上
昇となり、錆が蒸発温度に達したとき、既に母材がその
融解点を超えてしまい、母材を融解点以下に保ちながら
錆全体をその蒸発温度以上に加熱するレーザビームの強
さを選定できる範囲は狭く、錆の厚さや多孔質度合いの
変化が大きいとその範囲がさらに狭められる。
ましてや母材に熱処理同様の影響を残さない温度以下に
保ち、錆を蒸発除去するレーザビームの強さを選定でき
る範囲はそれ以上に狭く実際問題として選定できないに
近い状態であり、現在この方法での実用化がほとんどな
されていない。
保ち、錆を蒸発除去するレーザビームの強さを選定でき
る範囲はそれ以上に狭く実際問題として選定できないに
近い状態であり、現在この方法での実用化がほとんどな
されていない。
またこの方法ではレーザビームの強さが一般の錆の場合
は０．３ないし２． Ｏｃ＋＋ｌの大きさに対し、ｌな
いし５Ｊの範囲で２ないし１５ Ｊ ／ｃｒｌを適当と
している。一方一般のスケ−ｐの場合は８０ないし２０
０Ｊ ／ｃＪを必要とし大きなエネルギーの強さを照射
しなければ錆又はスケ−ρを蒸発できない欠点があり、
特にスケールでは高コストな処理となり、さらに前述の
ように仕上り結果も良くない。
は０．３ないし２． Ｏｃ＋＋ｌの大きさに対し、ｌな
いし５Ｊの範囲で２ないし１５ Ｊ ／ｃｒｌを適当と
している。一方一般のスケ−ｐの場合は８０ないし２０
０Ｊ ／ｃＪを必要とし大きなエネルギーの強さを照射
しなければ錆又はスケ−ρを蒸発できない欠点があり、
特にスケールでは高コストな処理となり、さらに前述の
ように仕上り結果も良くない。
（発明の目的）
本発明は上記の問題に鑑みて成されたもので、スケール
又は錆の性状に多少の変化があってもレーザビームの強
さを容易に選定できると共にスケール又は錆を除去した
後の仕上りを滑らかにでき、かつスケール又は錆を除去
した後に母材に脱炭層をはじめとする熱影響部を残さず
、さらにレーザビームの強さを少なくしてスケール又は
錆を除去できる方法を提供することを目的とする。
又は錆の性状に多少の変化があってもレーザビームの強
さを容易に選定できると共にスケール又は錆を除去した
後の仕上りを滑らかにでき、かつスケール又は錆を除去
した後に母材に脱炭層をはじめとする熱影響部を残さず
、さらにレーザビームの強さを少なくしてスケール又は
錆を除去できる方法を提供することを目的とする。
−ザをはじめとする紫外領域レーザを、２００ｎＳ以下
のバ／Ｖヌ持絖時間で、鉄あるいは温材に固着している
スケール又は錆に照射して微細なりフックを発生させて
該スケール又は錆を剥離除去するものである。
のバ／Ｖヌ持絖時間で、鉄あるいは温材に固着している
スケール又は錆に照射して微細なりフックを発生させて
該スケール又は錆を剥離除去するものである。
（発明経過）
発明者はレーザビームを照射してスケール又は錆を除去
する方法について鋭意検討を重ねる中でスケール又は錆
に含まれるＦｅ２Ｏ３がある温度で変態してＦｅ３Ｏ４
になるとき気体０２が発生することに注目し、この気体
）の膨張速度をある値以上をこし、スケール又は錆に微
細なりフックを発生させて剥離除去することを考えるに
到った。
する方法について鋭意検討を重ねる中でスケール又は錆
に含まれるＦｅ２Ｏ３がある温度で変態してＦｅ３Ｏ４
になるとき気体０２が発生することに注目し、この気体
）の膨張速度をある値以上をこし、スケール又は錆に微
細なりフックを発生させて剥離除去することを考えるに
到った。
一般にスケール又は錆にはマグネタイ） （Ｆｅ３０４
）へマタイト （Ｆｅ ２０３ ） 、ビュスタイト（
Ｆｅｄ）が含まれる。このうちへマタイト（Ｆｅ２０３
）はは’（ｌパーセント含まれており、１７３５Ｋ （
１４６２℃）で次式）こよりはｙ ｔｏｏパーセント変
態し、０２ガスを発生する。
）へマタイト （Ｆｅ ２０３ ） 、ビュスタイト（
Ｆｅｄ）が含まれる。このうちへマタイト（Ｆｅ２０３
）はは’（ｌパーセント含まれており、１７３５Ｋ （
１４６２℃）で次式）こよりはｙ ｔｏｏパーセント変
態し、０２ガスを発生する。
６ Ｐｅ２０３−＋ ４ Ｆｅ３Ｏ４＋ ０２（
クリスタル）（クリスタル）（ガス）表面積１ ｃｌ当
りの厚さ１０μｍのスケールに含まれるヘマタイ） （
Ｆｅ２０３）のｆｆ１ｍは１％含有されているとしてＬ
４ＸｌＯ’９／ｃＪでこの量より発生する０２ガスの体
積は ヘマタイ） （Ｆｅ２０３）の変態点１７３５にでの
体積は照射時間（パルス持続時間）がｌμｓより０２ガ
スの体積膨張速度は となる。
クリスタル）（クリスタル）（ガス）表面積１ ｃｌ当
りの厚さ１０μｍのスケールに含まれるヘマタイ） （
Ｆｅ２０３）のｆｆ１ｍは１％含有されているとしてＬ
４ＸｌＯ’９／ｃＪでこの量より発生する０２ガスの体
積は ヘマタイ） （Ｆｅ２０３）の変態点１７３５にでの
体積は照射時間（パルス持続時間）がｌμｓより０２ガ
スの体積膨張速度は となる。
これ、を基に、スケ−ｐに含まれるヘマタイト（Ｆｅ２
０３）を１％としてその変態点で発生する０２ガスの体
積膨張速度（１気圧での計算値）とクツツクの発生度合
いを示したのが第２図でクラックの発生度合いは、スケ
−μに発生したクツツクの平均大きさを示している。平
均大きさ０はスケ−ρが剥離してなくなった状態を示す
。
０３）を１％としてその変態点で発生する０２ガスの体
積膨張速度（１気圧での計算値）とクツツクの発生度合
いを示したのが第２図でクラックの発生度合いは、スケ
−μに発生したクツツクの平均大きさを示している。平
均大きさ０はスケ−ρが剥離してなくなった状態を示す
。
この結果、前述の公知のレーザ照射では、スケールにク
ツツクがある程度の大きさで入るがそのままクツツクが
残ってしまうことを示し、実際の照射では照射中心はス
ケールが溶融（一部は蒸発）するが人山の火口のように
急冷されて残りその周りにクラックの入ったスケールが
残っている。
ツツクがある程度の大きさで入るがそのままクツツクが
残ってしまうことを示し、実際の照射では照射中心はス
ケールが溶融（一部は蒸発）するが人山の火口のように
急冷されて残りその周りにクラックの入ったスケールが
残っている。
このクラックの入ったスケールを蒸発させるためエネル
ギーの強さを高めても母材に少なくとも脱炭層を発生さ
せ悪ければ熱影響部を残すのみで状況はあまり変らない
。
ギーの強さを高めても母材に少なくとも脱炭層を発生さ
せ悪ければ熱影響部を残すのみで状況はあまり変らない
。
ここでスケールに発生するクラック巾を観察すると０，
２〜０．３μｍのものがほとんどである。
２〜０．３μｍのものがほとんどである。
クラックが入ったスケールの破片（島）をできるだけ少
ない照射エネルギーで溶融、蒸発させ母材への熱影響を
少なくするためには、スケールの破片（島）間での熱伝
達を効率的に行なう必要がある。
ない照射エネルギーで溶融、蒸発させ母材への熱影響を
少なくするためには、スケールの破片（島）間での熱伝
達を効率的に行なう必要がある。
（実施例と作用）
本発明におけるレーザ照射は、従来の照射時間（バフレ
ス持続時間）のほぼ１００分の１以下としており、照射
時間（パルス持続時間）が１Ｏｎｓの場合第１図実線グ
ラフに示す通り照射時間（パルス持続時間）が短いため
スケール下面Ｂが蒸発しても母材表面の０部が溶融しな
い確率が多くなるため、母材に熱影響を与えずにスケ−
〜を蒸発除去できるレーザビームの強さを選定できる範
囲が従来の方法（こ比較して広（できる。
ス持続時間）のほぼ１００分の１以下としており、照射
時間（パルス持続時間）が１Ｏｎｓの場合第１図実線グ
ラフに示す通り照射時間（パルス持続時間）が短いため
スケール下面Ｂが蒸発しても母材表面の０部が溶融しな
い確率が多くなるため、母材に熱影響を与えずにスケ−
〜を蒸発除去できるレーザビームの強さを選定できる範
囲が従来の方法（こ比較して広（できる。
また、ヘマタイトの変態で発生する０２ガスの体積膨張
速度は と、従来レーザ照射方法の１００倍となり、第２図に示
す通すクラックの発生度合いは０となり、はとんどのス
ケールは、微細にクラックが入り剥離除去されることに
なり、母材への熱影響を残さない結果となる。
速度は と、従来レーザ照射方法の１００倍となり、第２図に示
す通すクラックの発生度合いは０となり、はとんどのス
ケールは、微細にクラックが入り剥離除去されることに
なり、母材への熱影響を残さない結果となる。
上記微細クツツク発生過程において、またクラック巾に
相当する０、２ないしくＬ３μｍ波長のエキシマレーザ
を照射するとクラックがブアプリ、ベローミラー空胴に
相当し、そのときの共鳴条件が満たされ、ミツ−空胴に
入る波、空胴な去る波およびミラー間の前後に反射して
波のすべての位相がそろっていることになりエネルギー
が１００１近くまで伝送されることになる。
相当する０、２ないしくＬ３μｍ波長のエキシマレーザ
を照射するとクラックがブアプリ、ベローミラー空胴に
相当し、そのときの共鳴条件が満たされ、ミツ−空胴に
入る波、空胴な去る波およびミラー間の前後に反射して
波のすべての位相がそろっていることになりエネルギー
が１００１近くまで伝送されることになる。
このため波長の長い炭酸ガスレーザ（１０，６μＩＩＩ
Ｌ？ＹＡＯレーザ（約１μｍ）に比較してエネルギー伝
送がスケール又は錆の間で効率よくでき照射エネルギー
を低くもできる。
Ｌ？ＹＡＯレーザ（約１μｍ）に比較してエネルギー伝
送がスケール又は錆の間で効率よくでき照射エネルギー
を低くもできる。
尚本発明においては１００ないし４００ｎｍの波長なＷ
−ｔ−るエキシマレーザをはじめとする紫外領域のレー
ザな２００ｎＳ以下の照射時間（パルス持続時間）とし
ているが・、このような極短照射時間（バ極短照射がで
きれば本発明のガスの体積膨張速度を極度に高めてスケ
ールに＠細なりフックを入れ剥離除去する方案を同様に
使用し得るものである。
−ｔ−るエキシマレーザをはじめとする紫外領域のレー
ザな２００ｎＳ以下の照射時間（パルス持続時間）とし
ているが・、このような極短照射時間（バ極短照射がで
きれば本発明のガスの体積膨張速度を極度に高めてスケ
ールに＠細なりフックを入れ剥離除去する方案を同様に
使用し得るものである。
（効 果）
本発明は、上記の説明から明らかなようにヘマタイトの
変態により発生する０２ガスの体積膨張速度を１００倍
以上としてその膨眼力によりスケール又は錆を瞬時に剥
離するため ｌ） スケール又は錆の性状に多少の変化があってもレ
ーザビームの強さは余り影響なく容易に選択できる。
変態により発生する０２ガスの体積膨張速度を１００倍
以上としてその膨眼力によりスケール又は錆を瞬時に剥
離するため ｌ） スケール又は錆の性状に多少の変化があってもレ
ーザビームの強さは余り影響なく容易に選択できる。
２） スケ−〜又は錆を除去した後の仕上りがスケール
又は錆発生前の母材表面に似て滑らかとなる０ ３） スケ−〜又は錆を除去した後に母材に脱炭層をは
じめとする熱影響部を残さない。
又は錆発生前の母材表面に似て滑らかとなる０ ３） スケ−〜又は錆を除去した後に母材に脱炭層をは
じめとする熱影響部を残さない。
４） スケール又は錆へのレーザビームの強さは、主体
が発生する０２ガスの体積膨張速度によるクラック発生
剥離のため少なくできる。
が発生する０２ガスの体積膨張速度によるクラック発生
剥離のため少なくできる。
等のすぐれた効果を奏するものである。
第１図は、従来および本発明におけるレーザ照射による
パルス持続時間と温度上昇の関係を示すグラフ、第２図
は、レーザ照射による０２ガスの体積膨張速度とクツツ
ク平均穴きさの関係を示すグラフである。
パルス持続時間と温度上昇の関係を示すグラフ、第２図
は、レーザ照射による０２ガスの体積膨張速度とクツツ
ク平均穴きさの関係を示すグラフである。
Claims (1)
- １００〜４００ｎｍの波長をもつエキシマレーザをはじ
めとする紫外領域レーザを、２００ｎＳ以下のパルス持
続時間で鉄あるいは鋼材に固着しているスケール又は錆
に照射して微細クラックを発生させて該スケール又は錆
を剥離除去することを特徴とする鉄鋼品のスケール又は
錆除去方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1018459A JP2627187B2 (ja) | 1989-01-27 | 1989-01-27 | 鉄鋼品のスケール又は錆除去方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1018459A JP2627187B2 (ja) | 1989-01-27 | 1989-01-27 | 鉄鋼品のスケール又は錆除去方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02197588A true JPH02197588A (ja) | 1990-08-06 |
| JP2627187B2 JP2627187B2 (ja) | 1997-07-02 |
Family
ID=11972215
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1018459A Expired - Fee Related JP2627187B2 (ja) | 1989-01-27 | 1989-01-27 | 鉄鋼品のスケール又は錆除去方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2627187B2 (ja) |
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Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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|---|---|---|---|---|
| JPS6125786A (ja) * | 1984-07-11 | 1986-02-04 | 株式会社東芝 | 搬送装置 |
-
1989
- 1989-01-27 JP JP1018459A patent/JP2627187B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
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