JPH0475707A - 粗度維持性の優れた冷間または調質圧延用作業ロール - 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〉 本発明は、高エネルギー密度のレーザビームを照射して
、表°面に粗面化加工を施した冷間または調質圧延用作
業ロールに関するものである。

〈従来の技術〉 冷間圧延鋼板の重要な品質として表面品質がある。表面
品質には綺麗さ、塗装やほうろうの密着性、プレス加工
性、耐食性、光沢などがあるが、それらの特性に板の表
面粗さが重要な影響を及ぼす。

それぞれの用途に応じた望ましい表面粗さを持つ金属表
面を得る最も普通の方法は、冷間圧延用作業ロールまた
は調質圧延用作業ロールの表面を所定の粗さに加工して
おき、このロールで鋼板を所定の圧力で圧延し、板表面
にロール表面の粗さを転写せしめる方法である。ロール
表面に所定の粗ざを与える粗面化方法は、シゴットプラ
スト法、放電加工法あるいはレーザビーム加工法などが
ある。

レーザビーム加工（以下レーザダル加工と記す）法は、
規則的で微細なピッチの加工が可能であり、そのため、
他の方法と比較して優れた表面特性を持つ製品が得られ
る。例えば、特公昭５８−２５５５７号公報、特開昭５
６−１６０８９２号公報、同５４・６１０４３号公報な
どには、レーザパルスをロール表面にいかに照射するか
について提案されている。

また、レーザダル加工法の冷間圧延用作業ロールあるい
は調質圧延用作業ロールへの通用化技術については、特
開昭６３−１２３５８６号公報、特開昭６２１１０８８
１号公報、特開昭６３−２０１９３号公報などで提案さ
れている。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかし、このようなレーザダル加工を施したロールの耐
摩耗性や粗度維持性はいまだ不十分であり、ロールの寿
命が短いという問題を残していた。

なお、このｒｊＩ題に関しては前記のいずれの公報など
においても十分な言及がなされておらず、有効な対策が
要請されていた。

本発明は、レーザダル加工ロールの粗度維持性を高め、
ロールの寿命を向上した冷間または調質圧延用作業ロー
ルを従供することを目的とする。

〈課題を解決するための手段〉 本発明者らの研究によれば、レーザダル加工ロールの表
層の断面組織は、第１図の如く、大きく分けて４′−′
）の組織に分類できる。

まず■領域は、ロール鋼がもともと持ち合わせている組
織（基地＆［ｌ織）である。ロールが高Ｃ−高Ｃｒ材料
の場合には、基地は、２００’Ｃ以下の焼もどし処理を
施した、焼もどしマルテンサイト組織であり、ロール造
塊時に晶出した粗大共晶炭化物あるいは基地に分散分布
した球状炭化物が存在する。■領域の硬さはＨ，７５０
〜８８０である。

次にＩ領域は、レーザ照射により溶融再凝固した領域で
あり、マルテンサイトと多量の残留オーステナイトが存
在する。Ｉ　ＳＲ域の硬さは、Ｈ。

６００〜７５０である。

■領域は、再焼入れ領域であり、硬さはＨｖ８００〜９
００と硬い。その周辺に、再焼もどじを受けた軟らかい
■領域が存在している。

レーザダル加工ロールの表層断面部は、このように軟ら
かい組織と硬い組織がサンドインチ状に形成されている
。

このレーザダル加工ロールを用いた圧延を考えた場合、
第１図中矢印で示す高さａを有する凸部のみでバックア
ップロールあるいは中間ロールから伝達される圧力を受
けるために、凸部に局部的に過大な圧縮応力が加わる。

従って、圧延時に凸部が潰されることは容易に想像され
、急激な初期粗度低下を生しることになる。

また、この急激な初期粗度低下はレーザダル加工ロール
にサブゼロ処理などの硬化処理を付与しても、十分な効
果が得られなかった。

以上のような結果から、本発明者らは、レーザダル加工
ロールの長寿命化を達成するため、上記の凸部の形状に
着目し、表面状態を第２図に示すように相対負荷曲線で
整理し、再度種々検討した。

図中に示すように、相対負荷曲線は任意の高さでの切断
部面積率が把握できることから、凸部、平坦部および凹
部を分けて評価できる。

その結果、平坦部の占有面積率の変化を少なくして、凸
部の占有面積率を増すことによりロールの長寿命化が達
成できるという新たな知見を見出し、本発明を完成した
。

すなわち、本発明は、高エネルギー密度のレーザビーム
を照射して表面に粗面化加工を施した冷間またはｇ質圧
延用作業ロールであって、その表面粗さを構成する凹凸
部において、レーザビームの照射を受けないロール平坦
面から５−以上の高さでの前記凸部の占有面積率が７％
以上、３０％未満であることを特徴とする粗度維持性の
優れた冷間またはｔＡ質圧延用作業ロールである。

く作　用〉 以下、本発明について詳しく説明する。

まず、ロールの表面粗さを構成する凸部のレーザビーム
照射を受けない平坦面からの高さが５−未満では、製品
である鋼板の凹み深さが小さくなり、特にプレス加工性
を悪くする。そのため、最低限製品として５ｐｍの凹み
が必要であることから、レーザビーム照射を受けない平
坦面から５１１ｍの高さを基準とした。

次に、本発明の基礎となった実験結果を説明する。

二円筒式摩耗試験機を用いて、凸部の形状、平坦面から
５μ高さでの凸部占有面積率を変化させたレーザダル加
工ロール（試験片）と相手材とし７中間Ｄ−ルあるいは
ハ、・クアノブロール（、イの硬さ（Ｈ，，６５０）に
ついて、接触応力１００ｋｇｆ／ａｊ、すべり率Ｏ％、
鉱油エマ几ジョン潤滑の条件て摩耗試験を行った。

ローニル平坦面（ｏ−ル研磨面）から５．！＃Ｉ１以上
の高さの凸部の占有面積：ａ“、と１０００回転移の凸
部の高さの関係を第Ｘ３し１訳万ｔす。

その結果、平土［）面から５征以十の凸部の占有面積率
が増加するに従って、１０００回転移の凸部の高さも増
加する傾向がｄｒ′！、められだ６相に、７％以上でこ
の西向が肖１著であδ〕。にれは、圧力を受ける面積（
受用１Ｔｉｉ禎）の増力１１による凸部に伺加される圧
力の低面圧化、と、さらに凸部変形の際に残留オステナ
・イ１からマルう：・′リーイトー・力ｌｌ］二ε六起
変１；ぶを生ｊ：る、畳冒１こ、Ｌる凸部Ｃ万弘）化が
重複し了−・生し戸−結果と考えられる。−・方、３０
％以上になると幾何学的に凸部の高さが低くなｔ）、従
って５μｍ以上の変形可１１ヒな高さが少なく八るご（
−から、逆に−「品である綱板の凹の深さが浅くなり、
持すこブ１．・スカロ丁性を悪くする、二とから好丈ｊ
−２＜ない。さらし平坦部（非し−づ一′脇射部）の占
有面積率を減少さ−０、網板の鮮映性も低下さゼる。

以上のよ・うな理由から、平ｔｌｉ面から５μｍ以１．
　Ｃ）高さの凸部の占有面積率を７％以十、３０％未満
とした。

なお、上記頴囲内であれば、平坦部の占有面積率はし・
−ザ照射方法によらず従来と大きく変化−Ｉ）ず、鮮映
性は変化しない。

〈実施例〉 実機調質圧延を模ｉ肝１、て、摩耗試験各行った。

素材が０　、９　％　Ｃ−’、、ｈ％Ｃｒロール釦１の
リング試験片に１、・−ザ出力、−ア゛シス）・力′ス
条件な・−５゛の宜なる粗面化加工条件を訝皮１７、表
面状態を変化させた。

試料面１は、従来祠である平坦部からｂ　Ｊ３以トの高
さの凸部占有面積−Ｇ　４．５％の０のである６試ＨＮ
ｔｉ２、Ｎｕ　３　ｌｆ本発明の凸部占有面積率がそれ
ぞれ）（，２％、１７．０％のものである。

試ネ−ＩＮｏ、１の従来＋７Ｊｌの相対ｆ１、荷重線を
第１０１１．こｊくず。さらに未発明の試料ＮＣ１２、
Ｎｏ、　３の相対すｊ荷重線をそれぞれ第５．６１２１
に示す。平坦部の（頃きはいずれも同１−であり１、−
れは平坦部の面積が同じである、ことを示ｊ−１，て（
ハる、ずなわら、％′Ｉ！ｌ映性乙に玉・ｊしては同し
性能を有ｌ；−るこ、とをポｊ２、ている。

摩耗試験は、接触応力１００ｋｇｆ／１１ｄ、ずべり率
Ｏ％、鉱油エマル、；ヨン潤泪の条（４−（′：行い、
相手材は中間ロール相当の表面硬さ（Ｈｖ６５０　）を
有する０、９％〔ニー５％にＩ−ロールＦ１を用いた。

１）−ザダル加エロールの表面状態および摩耗試験の活
用を第１表ｔこ示す、 〈発明の効果〉 以十説明（〜たまう乙、八本発明ごこ、Ｌす、レー４Ｆ
′り′ル加圧ロールの長寿命化が達成され、４産↑′１
の向上が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図！＝ｆ：　Ｉ−−−−ザダル加丁ロールの断面を
模式的に示１−７たし１、第２Ｍはレ−づ′グル加工ロ
ールの２５面状態を、相り・↑負ｎｉ丁曲線−〔コ示ｊ
−２，た圓、第３３図はＩ′：］ル平川面（ロール研磨
面）から５μｍの高さでの凸部の占有面積率と１０００
回やａ徐の凸部の高さの関係を示すグラフ、第４図は試
ＥＬＮＯ，ｌの従来のロールの相対負荷曲線、第５図お
よび第６図は（イ１ぞれ試料Ｎａ２、Ｎｎ３の未発明例
の相対負荷曲線である６限猶陣漣ｊ−！！ｔ　：　ｉ副
嫂へオーＩＮｏ、　１の限界４腫用麦を１に１〜だ場合
のＪ二（二Ｖ本発明例である試料Ｎｎ２、罷３は従求祠
である試料Ｎｏ、　１の限界転動狙を１とした場合より
も３倍以十の限界転動］’−なり、レーザダルカＩｌエ
ロールの岳寿命化が達成でさえ二。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 高エネルギー密度のレーザビームを照射して表面に粗面
   化加工を施した冷間または調質圧延用作業ロールであっ
   て、その表面粗さを構成する凹凸部において、レーザビ
   ームの照射を受けないロール平坦面から５μｍ以上の高
   さでの前記凸部の占有面積率が７％以上、３０％未満で
   あることを特徴とする粗度維持性の優れた冷間または調
   質圧延用作業ロール。