JPH0790250B2 - ロール表面の加工方法 - Google Patents
ロール表面の加工方法Info
- Publication number
- JPH0790250B2 JPH0790250B2 JP63147333A JP14733388A JPH0790250B2 JP H0790250 B2 JPH0790250 B2 JP H0790250B2 JP 63147333 A JP63147333 A JP 63147333A JP 14733388 A JP14733388 A JP 14733388A JP H0790250 B2 JPH0790250 B2 JP H0790250B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coating
- laser
- roll
- dullness
- roughness
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B27/00—Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
- B21B27/005—Rolls with a roughened or textured surface; Methods for making same
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 炭化物系セラミックスを含むサーメットの被膜を表面に
有するロールの表面加工方法に関する。
有するロールの表面加工方法に関する。
ロール表面には被加工物との間のスリップの防止や被加
工物への凹凸の付与を目的としてダル目をつけている。
ところが、ロールの使用によりダル目に摩耗や潰れ等が
発生すると所期の目的を充分に達成できなくなるため、
ロールの交換が必要になってくる。このロールの交換が
頻繁になると、それに比例して操業の中断やロール再生
作業の増加も頻繁になるため好適ではない。
工物への凹凸の付与を目的としてダル目をつけている。
ところが、ロールの使用によりダル目に摩耗や潰れ等が
発生すると所期の目的を充分に達成できなくなるため、
ロールの交換が必要になってくる。このロールの交換が
頻繁になると、それに比例して操業の中断やロール再生
作業の増加も頻繁になるため好適ではない。
そこで、ロール表面の寿命延長対策が種々検討されてお
り、炭化物系セラミックスを含むサーメットの溶射被覆
もその有効手段として公知となっている。また、溶射被
覆されたダルロールへのダル目付与の方法としては、第
６図（ａ）に示すように、母材１にダル目を付与し、そ
の表面に溶射被覆して被膜２を施す方法と、第６図
（ｂ）に示すように母材１を溶射被覆して被膜２を施し
た後、同図（ｃ）に示すように被膜２表面を研削し、さ
らに同図（ｄ）に示すように被膜２表面にダル目３を付
与する方法が一般的である。かかる方法において、特開
昭58-141338号公報では溶射材の成分を特定し、また特
開昭60-102222号公報では溶射被覆ロールの粗度範囲を
限定している。
り、炭化物系セラミックスを含むサーメットの溶射被覆
もその有効手段として公知となっている。また、溶射被
覆されたダルロールへのダル目付与の方法としては、第
６図（ａ）に示すように、母材１にダル目を付与し、そ
の表面に溶射被覆して被膜２を施す方法と、第６図
（ｂ）に示すように母材１を溶射被覆して被膜２を施し
た後、同図（ｃ）に示すように被膜２表面を研削し、さ
らに同図（ｄ）に示すように被膜２表面にダル目３を付
与する方法が一般的である。かかる方法において、特開
昭58-141338号公報では溶射材の成分を特定し、また特
開昭60-102222号公報では溶射被覆ロールの粗度範囲を
限定している。
ロール表面へのダル目の付与方法としてはグリッドブラ
ストが一般的であり前記両公開公報記載の発明において
もグリッドブラストによりダル目を付与している。
ストが一般的であり前記両公開公報記載の発明において
もグリッドブラストによりダル目を付与している。
ところが、第７図に示すように、グリッドブラストによ
るダル目３は不規則であって部分的に異常に突出した異
常突起3aが発生して被加工物に押し疵が発生する。また
異常突起3a以外においてもダル目３の粗度のばらつきも
大きいのでロール寿命がばらつく原因になる。
るダル目３は不規則であって部分的に異常に突出した異
常突起3aが発生して被加工物に押し疵が発生する。また
異常突起3a以外においてもダル目３の粗度のばらつきも
大きいのでロール寿命がばらつく原因になる。
これに対し、規則正しいダル目を付与する方法として特
開昭54-158798号公報にはレーザー加工機によるダル目
付与の方法が開示されている。しかしこれは一般に鋳
鋼，鍛鋼ロール表面にダル目を付与する方法であって、
炭化物系セラミックスを含むサーメットの被膜を表面に
有するロールの表面加工方法ではない。
開昭54-158798号公報にはレーザー加工機によるダル目
付与の方法が開示されている。しかしこれは一般に鋳
鋼，鍛鋼ロール表面にダル目を付与する方法であって、
炭化物系セラミックスを含むサーメットの被膜を表面に
有するロールの表面加工方法ではない。
本発明者らは、炭化タングステンとコバルトのサーメッ
トによる溶射被膜を、表面粗さ3Sに研削した後、大気中
でレーザ加工機を用いてダル目を付与することを試み
た。第２図（ａ）に大気中でレーザ加工を施したもの、
同図（ｂ）にレーザ加工を用いないで、グリッドブラス
トにより加工したもののＸ線解析を示す。ここで、レー
ザ加工では炭化タングステンが酸化反応を起こし、炭素
は離脱していた。そのため、加工後の被膜内には炭化タ
ングステンは殆ど残っていなかった。即ち、特開昭54-1
58798号公報記載のレーザ加工によりセラミックス又は
サーメットの溶射被膜にダル目を付与すると、材料本来
の性能を発揮できなくなることが分かった。なお、第２
図におけるC/S（COUNT PER SECOND）はエネルギの大き
さを示す単位である。即ち、グリッドブラストによる表
面加工方法では、被加工物における押し疵発生やロール
寿命のばらつき大などの問題があり、大気中でのレーザ
加工による方法では、材料本来の性能を発揮できないと
いう問題がある。
トによる溶射被膜を、表面粗さ3Sに研削した後、大気中
でレーザ加工機を用いてダル目を付与することを試み
た。第２図（ａ）に大気中でレーザ加工を施したもの、
同図（ｂ）にレーザ加工を用いないで、グリッドブラス
トにより加工したもののＸ線解析を示す。ここで、レー
ザ加工では炭化タングステンが酸化反応を起こし、炭素
は離脱していた。そのため、加工後の被膜内には炭化タ
ングステンは殆ど残っていなかった。即ち、特開昭54-1
58798号公報記載のレーザ加工によりセラミックス又は
サーメットの溶射被膜にダル目を付与すると、材料本来
の性能を発揮できなくなることが分かった。なお、第２
図におけるC/S（COUNT PER SECOND）はエネルギの大き
さを示す単位である。即ち、グリッドブラストによる表
面加工方法では、被加工物における押し疵発生やロール
寿命のばらつき大などの問題があり、大気中でのレーザ
加工による方法では、材料本来の性能を発揮できないと
いう問題がある。
そこで、この発明は、前記各従来技術の問題点を解決す
ることを目的としてなされたものである。
ることを目的としてなされたものである。
この発明のロール表面の加工方法は、ロール表面に炭化
物系セラミックスを含むサーメットを溶射被覆し、その
被膜表面を研削して表面粗さを微小に整えた後に、無酸
化雰囲気中で前記被膜表面にレーザを照射してダル目を
付与するものである。
物系セラミックスを含むサーメットを溶射被覆し、その
被膜表面を研削して表面粗さを微小に整えた後に、無酸
化雰囲気中で前記被膜表面にレーザを照射してダル目を
付与するものである。
炭化物系セラミックスの被膜表面を研削して、表面粗さ
を微小に整えるため、ロール表面の異常突起がなくな
り、そこにレーザが照射されるために高密度エネルギに
よって表面にダル目が付与されるから、ダル目は安定し
て形成される。
を微小に整えるため、ロール表面の異常突起がなくな
り、そこにレーザが照射されるために高密度エネルギに
よって表面にダル目が付与されるから、ダル目は安定し
て形成される。
特に、前記レーザ照射は無酸化雰囲気中においてなされ
るから、炭化物は酸化反応を起こすことがなく、したが
って炭素は離脱することがない。ここで無酸化雰囲気と
は、酸素が存在しないか、存在しても極めて少量であっ
て前記炭化物に酸化反応を殆ど起こさせない程度の量で
あることを称し、真空状態又は不活性ガス雰囲気中をい
う。
るから、炭化物は酸化反応を起こすことがなく、したが
って炭素は離脱することがない。ここで無酸化雰囲気と
は、酸素が存在しないか、存在しても極めて少量であっ
て前記炭化物に酸化反応を殆ど起こさせない程度の量で
あることを称し、真空状態又は不活性ガス雰囲気中をい
う。
炭化タングステンとコバルトのサーメットの照射被膜
を、表面粗さ3Sに研削した後、窒素雰囲気中でレーザ加
工を施したもののＸ線解析結果を第１図に示す。レーダ
によるダル目付け加工では微小領域に非常に密度の高い
エネルギが投入されるが、雰囲気中に酸素が存在しない
ため、炭化タングステンは分解せず、前記第２図（ａ）
と比較しても本来の成分を維持していることが理解でき
る。
を、表面粗さ3Sに研削した後、窒素雰囲気中でレーザ加
工を施したもののＸ線解析結果を第１図に示す。レーダ
によるダル目付け加工では微小領域に非常に密度の高い
エネルギが投入されるが、雰囲気中に酸素が存在しない
ため、炭化タングステンは分解せず、前記第２図（ａ）
と比較しても本来の成分を維持していることが理解でき
る。
また第１図では炭化タングステンの場合について示した
が、炭化クロムとニッケルクロムのサーメットの溶射被
膜に、大気中でレーザによりダル目付け加工を施したも
のを第５図（ａ）に示し、レーザによらないものを第５
図（ｂ）に示し、窒素雰囲気中でレーザによりダル目付
け加工を施したものを第５図（ｃ）に示す。その結果、
炭化クロムとニッケルクロムの場合も窒素雰囲気中でレ
ーザによりダル目付け加工を施すことにより本来の成分
が残っていることが分かる。なお、窒素に限らずアルゴ
ン、ヘリウム等の不活性ガス及び真空中でも炭化物の酸
化を防止できるから同様の結果を得ることができるのは
勿論である。
が、炭化クロムとニッケルクロムのサーメットの溶射被
膜に、大気中でレーザによりダル目付け加工を施したも
のを第５図（ａ）に示し、レーザによらないものを第５
図（ｂ）に示し、窒素雰囲気中でレーザによりダル目付
け加工を施したものを第５図（ｃ）に示す。その結果、
炭化クロムとニッケルクロムの場合も窒素雰囲気中でレ
ーザによりダル目付け加工を施すことにより本来の成分
が残っていることが分かる。なお、窒素に限らずアルゴ
ン、ヘリウム等の不活性ガス及び真空中でも炭化物の酸
化を防止できるから同様の結果を得ることができるのは
勿論である。
炭化タングステンとコバルトのサーメットの溶射被膜を
研削して表面粗さを3S程度の微小な粗さに整えた後に、
大気中及び真空度が100toorの真空中でレーザによりダ
ル目付け加工を行い、これらの評価を行った。密着強さ
測定、摩耗試験及び粗さ測定の結果は表１に示される通
りである。
研削して表面粗さを3S程度の微小な粗さに整えた後に、
大気中及び真空度が100toorの真空中でレーザによりダ
ル目付け加工を行い、これらの評価を行った。密着強さ
測定、摩耗試験及び粗さ測定の結果は表１に示される通
りである。
表１から、大気中でレーザ加工を施した溶射被膜の場合
は、通常のグリッドブラスト加工を施した溶射被膜に比
べて、密着強さ、耐摩耗性共に低下していることが分か
る。これに対して、真空中でレーザ加工を施した溶射被
膜は通常のグリッドブラスト加工を施したものと同等の
性能であることが分かる。また、異常突起が被加工物へ
の押し疵につながり、この異常突起があると表面の平均
粗さRaに対する最大粗さRmaxの比が大きくなるが、表１
から見て、レーザ加工による粗度比はグリッドブラスト
加工による粗度比に比べて小さく、押し疵は発生しにく
いことが分かる。但し、正弦波のように規則正しい凹凸
でも前記粗度は４より小さくにはならない。
は、通常のグリッドブラスト加工を施した溶射被膜に比
べて、密着強さ、耐摩耗性共に低下していることが分か
る。これに対して、真空中でレーザ加工を施した溶射被
膜は通常のグリッドブラスト加工を施したものと同等の
性能であることが分かる。また、異常突起が被加工物へ
の押し疵につながり、この異常突起があると表面の平均
粗さRaに対する最大粗さRmaxの比が大きくなるが、表１
から見て、レーザ加工による粗度比はグリッドブラスト
加工による粗度比に比べて小さく、押し疵は発生しにく
いことが分かる。但し、正弦波のように規則正しい凹凸
でも前記粗度は４より小さくにはならない。
第３図には前記の密着試験方法が示される。即ち、母材
４に炭化タングステンとコバルトのサーメットを溶射し
て被膜５を施し、これを研削した面に接着剤６を塗布し
て金属７を接着したものを上下に引っ張った。このとき
の被膜５の表面は直径40mmの円形をしていた。ここで、
被膜５が剥離するときの引っ張り荷重を前記面積で除し
たものを密着力とした。なお、接着剤６の強度が17kg/m
m2であったためにそれ以上の密着力を測定することはで
きなかった。
４に炭化タングステンとコバルトのサーメットを溶射し
て被膜５を施し、これを研削した面に接着剤６を塗布し
て金属７を接着したものを上下に引っ張った。このとき
の被膜５の表面は直径40mmの円形をしていた。ここで、
被膜５が剥離するときの引っ張り荷重を前記面積で除し
たものを密着力とした。なお、接着剤６の強度が17kg/m
m2であったためにそれ以上の密着力を測定することはで
きなかった。
第４図には前記の摩耗試験方法が示される。母材４と被
膜５とは第３図と同様の関係にあり、研磨紙８を固定し
て、これの上から被膜５を下向きにして当てて、母材４
の上から荷重を与えた状態で母材４を被膜５と一体に横
方向に摺動させた。このときの摺動距離は30mm、接触幅
は12mm、研磨紙は320番手のシリコンカーバイト、荷重
は5kg、摺動回数は500往復で計1000回であった。摩耗量
は試験後の重量の減少量を測定して得た。
膜５とは第３図と同様の関係にあり、研磨紙８を固定し
て、これの上から被膜５を下向きにして当てて、母材４
の上から荷重を与えた状態で母材４を被膜５と一体に横
方向に摺動させた。このときの摺動距離は30mm、接触幅
は12mm、研磨紙は320番手のシリコンカーバイト、荷重
は5kg、摺動回数は500往復で計1000回であった。摩耗量
は試験後の重量の減少量を測定して得た。
以上説明したように、この発明では、レーザ加工を無酸
化雰囲気中で行うために、炭化タングステンが酸化反応
を起こさないから炭素が離脱することがない。したがっ
て、レーザ照射により付与されたダル目の耐摩耗性が高
くなるという効果がある。しかも、レーザ照射前にサー
メットの溶射被膜表面を研削しているために、被膜表面
の異常突起は存在しないから、ロールによる被加工品表
面に押し疵等は発生しない。
化雰囲気中で行うために、炭化タングステンが酸化反応
を起こさないから炭素が離脱することがない。したがっ
て、レーザ照射により付与されたダル目の耐摩耗性が高
くなるという効果がある。しかも、レーザ照射前にサー
メットの溶射被膜表面を研削しているために、被膜表面
の異常突起は存在しないから、ロールによる被加工品表
面に押し疵等は発生しない。
第１図はこの発明の溶射被膜のＸ線解析結果を示すグラ
フ、第２図（ａ）は従来のレーザにより加工された被膜
のＸ線解析結果を示すグラフ、第２図（ｂ）はレーザ加
工を施さない被膜のＸ線解析結果を示すグラフ、第３図
は被膜の密着試験方法を示す説明図、第４図は被膜の摩
耗試験方法を示す説明図、第５図（ａ）は従来のレーザ
により加工された被膜のＸ線解析結果を示すグラフ、第
５図（ｂ）はレーザ加工を施さない被膜のＸ線解析結果
を示すグラフ、第５図（ｃ）はこの発明の溶射被膜のＸ
線解析結果を示すグラフ、第６図（ａ）は従来のダル目
が付与されたロールの説明図、第６図（ｂ）〜（ｄ）は
従来のダル目を付与する手順を示す説明図、第７図はグ
リッドブラストによりダル目を示す説明図である。 １……母材（ロール）、２……被膜、３……ダル目、3a
……異常突起、４……母材、５……被膜。
フ、第２図（ａ）は従来のレーザにより加工された被膜
のＸ線解析結果を示すグラフ、第２図（ｂ）はレーザ加
工を施さない被膜のＸ線解析結果を示すグラフ、第３図
は被膜の密着試験方法を示す説明図、第４図は被膜の摩
耗試験方法を示す説明図、第５図（ａ）は従来のレーザ
により加工された被膜のＸ線解析結果を示すグラフ、第
５図（ｂ）はレーザ加工を施さない被膜のＸ線解析結果
を示すグラフ、第５図（ｃ）はこの発明の溶射被膜のＸ
線解析結果を示すグラフ、第６図（ａ）は従来のダル目
が付与されたロールの説明図、第６図（ｂ）〜（ｄ）は
従来のダル目を付与する手順を示す説明図、第７図はグ
リッドブラストによりダル目を示す説明図である。 １……母材（ロール）、２……被膜、３……ダル目、3a
……異常突起、４……母材、５……被膜。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−158587（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−181491（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−112086（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−158588（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−66502（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】ロール表面に炭化物系セラミックスを含む
サーメットを溶射被覆し、その被膜表面を研削して表面
粗さを微小に整えた後に、無酸化雰囲気中で前記被膜表
面にレーザを照射してダル目を付与することを特徴とす
るロール表面の加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63147333A JPH0790250B2 (ja) | 1988-06-15 | 1988-06-15 | ロール表面の加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63147333A JPH0790250B2 (ja) | 1988-06-15 | 1988-06-15 | ロール表面の加工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01317605A JPH01317605A (ja) | 1989-12-22 |
| JPH0790250B2 true JPH0790250B2 (ja) | 1995-10-04 |
Family
ID=15427810
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63147333A Expired - Lifetime JPH0790250B2 (ja) | 1988-06-15 | 1988-06-15 | ロール表面の加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0790250B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102017201648A1 (de) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Ag | Verfahren zum Bearbeiten einer Oberfläche eines metallischen Bauteils und metallisches Bauteil |
| JP6848737B2 (ja) * | 2017-07-12 | 2021-03-24 | 日本製鉄株式会社 | 歯型ロールの製造方法及び鋼板の加工方法 |
| JP6804689B2 (ja) * | 2018-09-27 | 2020-12-23 | ダイセルポリマー株式会社 | 表面に粗面化構造を有する非磁性セラミックス成形体とその製造方法 |
| TWI832907B (zh) * | 2018-09-27 | 2024-02-21 | 日商大賽璐塑膠股份有限公司 | 表面具有粗化結構之碳化物系之非磁性陶瓷成形體及其製造方法 |
-
1988
- 1988-06-15 JP JP63147333A patent/JPH0790250B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01317605A (ja) | 1989-12-22 |
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