JPH05317923A

JPH05317923A - 圧延用ダルロールの製造方法

Info

Publication number: JPH05317923A
Application number: JP4122325A
Authority: JP
Inventors: Yasutaka Nawata; 康隆縄田; Yasuo Hamamoto; 康男浜本; Takaharu Kawamoto; 隆治川本; Shuichi Shiozawa; 修一塩沢
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1992-05-15
Filing date: 1992-05-15
Publication date: 1993-12-03

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、鋼板表面粗度パターンを規制する
ことにより、塗装鮮映性を著しく向上させる事を目的と
する。【構成】鋼板表面に微小且つ複数の凹凸部を付与し、
クロムメッキ処理で施されている圧延ダルロールの製造
方法において、メッキ処理前にロール表面へ水を掛け薄
い水膜を付与した状態で、レーザーダル加工し、クロム
メッキ処理を施す事を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ロール表面に所定の粗
度パターンを付与した圧延用ロールおよびその製造方法
に関するものであり、鋼板表面粗度パターンを規制する
ことにより塗装鮮映性、およびプレス成型性を著しく向
上させた鋼板（冷延鋼板、表面処理鋼板、アルミ合金
板、熱延鋼板）を製造するための圧延用ロール、および
その製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、加工用冷間圧延鋼板は、プレス
加工し易くするため、鋼板表面をダル仕上げする。即
ち、プレス加工時鋼板表面に形成された凹凸に加工用潤
滑油が貯留され、金型と鋼板の摩耗を少なくし、かつ焼
き付けを防止する作用をするからである。また、プレス
成型性に関する研究は、素材である鉄板側と成型技術の
両面から行われてきているが、製品の高精度化と複雑化
に伴い鋼板に対する要求特性がより高級化、多様化しつ
つある。このため、現状としては、鋼板粗度を最終的に
調整する調質圧延において、ショットブラスト、放電、
あるいはレーザー等でダル加工したワークロールを使用
し鋼板表面に粗さを転写している。また、実際のプレス
成型性における評価基準は、従来用いられてきた鋼板の
機械的特性（ｒ値、Ｅｌ値等）だけでは不十分であり鋼
板表面粗度潤滑油等もプレス成型性に大きな影響を及ぼ
す。

【０００３】自動車ボディや家電製品などの外装鋼板
は、塗装仕上げをして美観を付与するが、この際塗装面
の乱反射によって美観を損なわないようにすることいわ
ゆる鮮映性に優れていることが要求される。そこで、例
えば鋼板の表面粗度プロフィールを改良して、塗装後の
塗装表面凹凸を少なくし、水平部分の占める割合を多く
することによって、光の正反射率の向上と写像の歪を少
なくして、塗装後の鮮映性を従来よりも向上させ得る鋼
板として、特開昭６２−１６８６０２号公報が示してい
る。しかしこの場合、圧延用のレーザー加工ロールは、
表面凸部の初期摩耗が大きく、耐摩耗性低下を余儀なく
されている。この圧延初期の粗度低下を少なくする方法
として、レーザー加工後にクロムメッキを施し、耐摩耗
性向上を図ることを特徴とした特開昭６２−１５８５９
１号公報が知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】これらの公知特許は、
塗装後の鮮映性を向上させるという点では優れたもので
あり、特開昭６２−１６８６０２号公報にあっては、表
面粗度を構成する微視的形態が平坦な山頂面を有する台
形状の山部とその周囲の全部、または一部を取り囲むよ
うに形成された溝状の谷部とを形成することによって塗
装後の塗膜の鮮映性を向上させようとするものである。
しかし、レーザー加工によって粗面化されたロール表面
の凸部のごく表層は、母材よりも軟質化した残留オース
テナイト相が存在し、これが圧延初期に摩耗することに
よりロール寿命が短くなる問題がある。

【０００５】このロール耐摩耗性向上を目的とした特開
昭６２−１５８５９１号公報にあっては、粗面化された
ロール表面凸部のごく表層の残留オーステナイト相の表
面にクロムメッキすることにより、耐摩耗性を付与し圧
延時の摩耗を低減する点では優れているとしても、クロ
ムメッキの下地、すなわちロール表面凸部のごく表層の
残留オーステナイト相の表面硬度が低いため、この上か
らそのままクロムメッキした場合、圧延時に粗面化され
たロール表面の凸部が陥没し、ひいては、クロムメッキ
の剥離を招き、レーザー加工ロールの耐摩耗性向上を図
ることができないという欠点がある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、従来技術の課
題を有利に解決するものであって、圧延用ワークロール
の表面を走査するようにして、高密度エネルギーを照射
してロール表面に微小な凹凸を無数に形成し、このよう
に加工した圧延用ロール表面の微小な凸部表層を硬化さ
せた後、クロムメッキ処理する圧延用ロールにおいて、
該ロール表面へのクロムメッキ処理は、脱脂、洗浄、電
解エッチング等を経てロール表面に２〜１５μｍの電気
メッキを施すが、この時事前にロール表面へ水を掛け薄
い水膜を透過させてレーザーダル加工することにより凸
部の残留オーステナイト量を低減させて凸部軟質化を防
止し、その後クロム酸溶液中に浸漬させ、クロムメッキ
処理することを特徴とした圧延用ダルロールの製造方法
である。

【０００７】以下、本発明を図面にもとずいて説明す
る。図１は、本発明によるロール表面の断面形状を模式
的に示したものでロール１の表面にレーザーを照射し
て、ロール表面に形成された微小な凸部表層の軟質化部
の上からクロムメッキ２を施し、圧延初期の凸部摩耗低
減を狙いとした点を特徴としている。しかし、ロール表
面凸部のクロムメッキ２とロール素地１の間に挟まれた
軟質化部は、ロール素地１よりも軟質化した残留オース
テナイト相が存在し硬度が低いため、このまま圧延した
場合、粗面化されたロール表面の凸部の陥没ひいては、
クロムメッキ２の剥離を招き、レーザー加工ロールの耐
摩耗性向上を図ることができないという問題点がある。

【０００８】そこで、従来の問題を解決するため本発明
では、ロール１の表面に水を掛けて薄い水膜を形成さ
せ、その水膜を透過させて短波長のＹＡＧレーザービー
ムをロール表面に照射し、急速加熱によりロール表面が
溶融されることによってリング状クレーターを形成させ
る。そして、この時水冷却による水冷効果によってロー
ル素地１よりも軟質化した残留オーステナイト相が存在
しない状態で微小な凹凸を無数に形成させることができ
る。そして、このようにして粗面化されたロール表面に
クロムメッキ２処理することにより、圧延中ロール凸部
の陥没により引き起こされるクロムメッキ剥離を防止す
ることができる。なお、このロール凸部表層の軟質化防
止のための急冷方法については、ロール表面に水膜を形
成させてレーザーダル加工する方法の他に低温ガス吹き
付けによる急冷方法があり、いずれの方法においても同
様にロール凸部表層の残留オーステナイト量を低減さ
せ、凸部軟質化を防止することが可能である。

【０００９】図２は、ロール表面への水掛けによるレー
ザーダル水冷加工方法を示したものである。ロールをダ
ルピッチに応じた所定の回転数で回転させながら、高速
パルスレーザーを照射しダル加工する場合において、レ
ーザービームを集光するための集光レンズ３が内蔵され
た加工ヘッド４の下部にスプレー水ノズル５を取りつけ
回転中ロール表面に水を吹きかける。ここで回転するロ
ール表面に付着した水膜の厚みは、レーザーダル加工後
のクレーター形状に大きく影響を及ぼすため、スプレー
水の流量は、１０〜１００ｍｌ／ｍｉｎの範囲で管理す
ることが重要である。流量が１００ｍｌ／ｍｉｎを超え
ると、レーザーダル加工後に満足なクレーター形状を得
ることができない。一方、１０ｍｌ／ｍｉｎ以下である
と水冷加工を発揮することができず、十分な凸部硬度を
得ることができない。また、レーザー照射ポイントでの
水膜厚みを一定にし、良好なクレーター形状を得るため
に、加工ヘッド内に１〜２ｋｇ／ｃｍ² の圧力でエアー
パージを行うことが効果的である。さらに、加工後ロー
ルの防錆対策として透明防錆油を１〜５％の濃度で添加
することが好ましい。

【００１０】

【実施例】直径６１０ｍｍφの５％Ｃｒ鍛鋼調質圧延用
ワークロール表面に加工ヘッド下部より、スプレーにて
流量７０ｍｌ／ｍｉｎの水を吹きかけると同時に、加工
ヘッド内に１．２ｋｇ／ｃｍ² の圧力でエアーパージを
行いながら薄い水膜を形成させ、それを透過させるよう
に短波長のＹＡＧレーザービームを照射し、所定の粗度
パターンにレーザーダル加工を施した。尚、加工後ロー
ルの防錆対策としてスプレー水タンクに透明防錆油を２
％の濃度となるように添加した。レーザー照射条件とし
ては、次の通りである。レーザー平均出力：６０Ｗレーザー加工周波数：８ｋＨｚロール加工パターン：穴径１７０μｍ穴ピッチ３４０μｍ（ロール円周方向、長手方向）そして、レーザーダル加工後クロム酸溶液にて５μｍの
厚さのクロムメッキ処理を行った。

【００１１】このロールを用いて、板厚０．８ｍｍの低
炭素Ａｌ−キルド鋼の焼鈍済コイルを圧下率１．０％で
調質圧延し、ロール表面凸部の耐摩耗性を調査した。調
質圧延において５０ｋｍを圧延した後のロール表面凸部
の摩耗挙動を図−３に示す。クロムメッキなしの場合に
おいて、圧延前に約９μｍのロール表面凸部高さが、圧
延初期摩耗で６μｍとなり、１０ｋｍの圧延長さにてロ
ール寿命限界（２μｍ）となる。また、水冷なしでのレ
ーザーダル加工後にクロムメッキをした場合は、１００
ｋｍの圧延長さにてロール寿命限界となる。これに対し
本発明においては、ロール表面凸部の初期摩耗は従来法
の時のように圧延初期摩耗は見られず、ロール寿命も約
２０倍となり、本発明の実施例では、ロール凸部の残留
オーステナイト量を低減による軟質化を防止した後のク
ロムメッキ処理により圧延初期摩耗を防止し、耐摩耗性
が飛躍的に向上した。

【００１２】

【発明の効果】本発明方法により、ロールの表面にレー
ザーダル加工による微小な凹凸を無数に形成することが
でき、これにクロムメッキ処理を施すことによりロール
凸部の耐摩耗性が向上する。そして、このクロムメッキ
処理前に凸部表層の軟質化による圧延中クロムメッキ剥
離を防止するためにロール水冷却による急速加熱後の急
冷効果によって、ロール凸部には、ロール素地よりも軟
質化した残留オーステナイト相が存在しない状態から耐
摩耗性の高いクロムメッキを形成することができ、圧延
時の凸部クロムメッキ剥離を生じることなく、圧延時の
初期摩耗を大幅に低減させることができ、ロール寿命を
飛躍的に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるロール表面断面形状を示す図

【図２】本発明によるロール水冷レーザーダル加工方法
を示す図

【図３】本発明ロールによるロール寿命を示す図

【符号の説明】

１ロール２Ｃｒメッキ３集光レンズ４加工ヘッド５冷却水ノズル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者塩沢修一千葉県君津市君津１番地新日本製鐵株式会社君津製鐵所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧延用ワークロールの表面を走査するよ
うにして、高密度エネルギーを照射してロール表面に微
小な凹凸を無数に形成し、このように加工した圧延用ロ
ール表面の微小な凸部表層を硬化させた後、クロムメッ
キ処理する圧延用ロールにおいて、該ロール表面へのク
ロムメッキ処理は、脱脂、洗浄、電解エッチング等を経
てロール表面に２〜１５μｍの電気メッキを施すが、こ
の時事前にロール表面へ水を掛け薄い水膜を透過させて
レーザーダル加工することにより凸部の残留オーステナ
イト量を低減させて凸部軟質化を防止し、その後クロム
酸溶液中に浸漬させ、クロムメッキ処理することを特徴
とした圧延用ダルロールの製造方法。