JPH08155506A

JPH08155506A - 冷延ロール表面のダル加工方法

Info

Publication number: JPH08155506A
Application number: JP6324013A
Authority: JP
Inventors: Takamichi Kobayashi; 尊道小林; Naoya Hamada; 直也浜田; Kazunori Wakasa; 和式若狭
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1994-12-02
Filing date: 1994-12-02
Publication date: 1996-06-18
Anticipated expiration: 2015-04-04
Also published as: JP3027695B2

Abstract

(57)【要約】【目的】パルスレーザを用いて冷間圧延用のロール表
面をダル加工する方法において、初期スパイク部分とパ
ルステール部分から構成される高繰り返しパルスレーザ
を用いて、一台のレーザ発振器で深穴ダル加工を高速で
実現する。【構成】レーザ発振器が、共振器内部にテレスコープ
レンズと回転チョッパーからなるＱスイッチ装置を有す
るＱスイッチＣＯ₂レーザであり、該発振器より放出さ
れるレーザパルスが、初期スパイク１部分とパルステー
ル２部分から構成されるパルスである。このパルスが、
パルス全幅１〜３０μｓｅｃ、ピークパワー５〜３００
ｋＷ、パルス繰り返し周波数０．４〜４０ｋＨｚを有
し、集光ピーク出力強度が４０ＭＷ／ｃｍ²以上、１．
０ＧＷ／ｃｍ²以下で照射することにより、加工穴が外
径Ｄ：１２０〜３５０μｍ、深さｄ：８〜４０μｍ、ピ
ッチＰ：１．５Ｄ〜５Ｄの間隔で、ダル穴加工を施す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は冷延ロール表面のダル加
工方法に関するもので、圧延中のロール粗度を維持せし
め、耐摩耗性向上、ロール寿命延長を図るために、特
に、冷間タンデム圧延機の中間スタンドのロール表面に
施すダル加工方法に関する。

【０００２】

【従来技術】従来、ロールのダル加工方法としては、シ
ョットブラスト、放電加工等が用いられていたが、ロー
ル表面のダル形態や凹凸寸法の再現性が悪く、均一な加
工を施すことは困難であった。この問題を解決する方法
として、パルスレーザによるダル加工が存在し、その方
法特許、装置特許共に多数出願されている（特開昭５４
−６１０４３号公報、特開昭５４−１５８７９８号公報
等）。

【０００３】ダルロールを作製する理由は、塗装鮮映性
に優れた鋼板の作製を目的とする事が多いが、その他
に、特開平４−３１３４０５号公報のごとく、ロールの
長寿命化を目的とする事がある。冷間圧延ロール長寿命
化の実現には、ロールの摩耗量を減少させ、同時に鋼板
とロールのかみつきが生じない範囲で摩擦係数を高める
必要があり、その実現には、広ピッチ、深穴加工のダル
加工を施すことが望ましい。その理由は、ピッチが狭い
とロールの等価的圧下量が増加し、摩耗量が増大するた
め、及び、表面平均粗度Ｒａの大きなロールほど摩擦係
数が高くなるためである。広ピッチの条件下で大きな平
均粗度を維持するには、深穴加工が必須となる。また、
鋼板の圧延中にロールの摩耗は進展するが、長期間にわ
たってロール表面粗度を維持する為にはダル部分の穴凹
部の残存率を長期にわたって維持する必要があり、その
観点からも、加工穴は深い程有利である。

【０００４】次にダルロールの加工処理時間について述
べる。筆者らの知見では、従来ロールでの圧延可能距離
は約１００ｋｍであり、圧延時間は約３時間である。オ
フラインでダル加工をタンデムミル中間スタンドに施す
ことを考えると３時間以内に３スタンドのロールにダル
加工を施し、ロール組替え時間を確保しなければならな
い。ロール組替えには数分の時間を要するので、１時間
以内に１本のレーザ処理を終了する必要がある。余裕を
持った作業の遂行には、処理時間は短い程好ましい。

【０００５】すなわち、本目的の実現には、高ピッチ深
穴加工を短時間で行う技術が必須となる。上記の加工を
効率よく実現するために、高パルスエネルギーかつ高繰
り返しレーザを用いた加工が必要となる。一例として、
６６５ｍｍ直径、２２００ｍｍ胴長の圧延ロールに３４
０μｍピッチのダル加工処理を１時間以内で完了するた
めには、約４ｘ１０⁷個の穴を開ける必要があり、その
ために、１１ｋＨｚの発振周波数を有するレーザが必要
となる。従来ダル加工に使用されていたレーザでは上記
の短時間、深穴加工を実現することは困難であった。

【０００６】従来、ダル加工に利用されてきたパルスレ
ーザは連続波ＣＯ₂レーザの外部チョッピングによるパ
ルスレーザ（特開昭５５−９４７９０号公報、特開平１
−２１５４０４号公報）、ＱスイッチＹＡＧレーザ（特
開昭５４−１５８７９８号公報）等であった。パルスレ
ーザとしては従来のＱスイッチＣＯ₂レーザ、ノーマル
パルスＹＡＧレーザ等のパルスレーザも存在するが、こ
れらはダル加工には不適当であった。従来のＱスイッチ
ＣＯ₂レーザとしては共振器内に過飽和吸収体、電気光
学素子等の透過型光学素子を挿入する方法および、回転
ミラーを共振器内部に組み込む方法等が提案されてい
る。ところが、共振器内に透過型光学素子を挿入する手
法では、高平均出力レーザ光の透過に伴う発熱により光
学素子が熱的に破損する等の問題が生じ、数１００Ｗの
平均出力を取り出すことはできず、その結果、高パルス
エネルギーと高パルス繰り返しを同時に実現することは
できない。また、回転ミラーを共振器に組み込む方式で
も、ミラーの高速回転制約により、１０ｋＨｚ以上の高
繰り返しパルスを発生することは困難である。加えて、
上記のＱスイッチＣＯ₂レーザのパルス時間波形は、図
１１に示したＱスイッチＹＡＧレーザ波形と時間幅は異
なるが、その波形は類似しているため、後述する初期ス
パイクのみで構成される時間波形となり、穴加工には不
適当である。また、ノーマルパルスＹＡＧレーザにおい
ても、フラッシュランプの放電繰り返し制約およびフラ
ッシュランプ寿命（一般的に１０⁷ショット程度）に起
因するメンテナンス頻度の問題から、実現は困難であっ
た。

【０００７】ダル加工に適用されているレーザとして、
まず始めに、外部チョッピングによるパルスＣＯ₂レー
ザの問題点を述べる。

【０００８】図８と図９には特開平１−２１５４０４号
公報に記載された外部チョッピングによるパルスＣＯ₂
レーザの装置図とダル加工が示されており、その代表的
な時間波形例を図１０に示す。このパルスレーザは連続
波レーザを時間的にチョッピングする為時間波形は矩形
波となり、そのピーク強度は、図１０に示すごとく基本
的には連続波レーザの場合と同等であり数ｋＷレベルで
ある。このレーザを用いた穴加工の特徴は、スリット開
放時間を延ばすことにより、大パルスエネルギーを取り
出し、楕円加工を施すところにある。しかし、パルス時
間幅を制御してパルスエネルギーを変化させても、単位
面積当たりに導入されるパルスエネルギー密度が等しい
ために、基本的にはほぼ一定の穴深さの加工しか実現で
きない。よって、深穴加工と穴径の同時制御が必要とさ
れるロールの長寿命化という目的には上記従来レーザは
使用できない。

【０００９】また、外部チョッピングのそのほかの問題
点を述べる。レーザ光をチョッパーで遮っているときの
光エネルギーはチョッパーにより反射されているため、
加工に使用されるパルスエネルギーはレーザ出力の一部
であり、発振器に導入する電気エネルギーに対する加工
効率という点では、かなり効率の悪いものになる。加え
て、光を遮っているときは常にレーザ光がチョッパーに
照射されるため、チョッパーにダメージが発生し易く頻
度の高いメンテナンスを要求するという欠点がある。

【００１０】次の従来例として音響光学素子を用いた高
繰り返しＱスイッチＹＡＧレーザの場合について述べ
る。ＱスイッチＹＡＧレーザの典型的な時間波形は、図
１１に示すごとくパルス半値幅が数１００ｎｓｅｃの短
パルスである。音響光学素子を用いたＱスイッチ発振の
原理は、音響光学結晶に電気変調を加えて結晶中に音波
の疎密波を発生させ、音波の粗密波による光の回折効果
を用いて時間的に共振器損失を与えることにより、パル
ス発振を行うものである。大パルスエネルギーを得るべ
く、強励起を行うと、光の回折による共振器損失よりも
共振器利得の方が高くなり本来パルス発振が抑制される
べき時にもレーザ発振が持続することになる。つまり、
パルス発振に連続発振成分が重畳してしまう。なお、こ
の現象は繰り返し周波数を高くするほど顕著になる。こ
の連続発振成分はロール回転方向に連続的に照射される
ため、外部チョッパーによるパルスＣＯ₂レーザの場合
と同様に、エネルギーのロール回転方向への分散が生
じ、穴加工には寄与せず単なるエネルギー損失となって
しまう。よって、この場合深穴加工は困難となる。よっ
て、単一パルスとしての出力エネルギーの上限は数１０
ｍＪ程度が限界となる。図１２は一般的な市販Ｑスイッ
チＹＡＧレーザパルス出力の繰り返し周波数依存性であ
る。図より、繰り返し周波数１０ｋＨｚでのパルスエネ
ルギーは１０ｍＪ弱となり、この程度のパルスエネルギ
ーでは、５μｍ程度の深さの穴加工しか実現できず、ロ
ール長寿命化の目的には適用できない。高繰り返しにお
けるＱスイッチＹＡＧレーザの低パルスエネルギーを克
服するために、複数レーザの重ね合わせを実施する例も
あるが、高々１０μｍ程度の穴加工を実現しているに過
ぎない。さらに、装置の大型化、メンテナンス頻度の増
加等の実操業に関する問題点があり、高繰り返しＱスイ
ッチＹＡＧレーザはロール寿命延長のための装置として
は好ましくない。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、パル
スレーザを用いて冷間圧延用のロール表面をダル加工す
る方法において、外部チョッパーによるパルスＣＯ₂レ
ーザ、あるいは波形制御擬似ＱスイッチパルスＹＡＧレ
ーザを用いた場合に生じるロール回転方向へのエネルギ
ー拡散がなく、また、パルスエネルギーの小さなＱスイ
ッチＹＡＧレーザを用いた場合の加工限界を克服する冷
延ロール表面に深穴ダル加工を高速に、且つ再現性良く
実現するレーザダル加工方法を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、パルスレーザ
を用いて冷間圧延用のロール表面をダル加工する方法に
おいて、レーザ発振器が、共振器内部にテレスコープレ
ンズと回転チョッパーからなるＱスイッチ装置を有する
ＱスイッチＣＯ₂レーザであり、該発振器より放出され
るレーザパルスが、初期スパイク幅１ｎ〜１μｓｅｃパ
ルステール幅０．９〜２９μｓｅｃ、パルス全幅１〜３
０μｓｅｃ、ピークパワー５〜３００ｋＷ、から構成さ
れるパルスであり、その集光ピーク出力密度が４０ＭＷ
／ｃｍ²以上、１．０ＧＷ／ｃｍ²以下であり、パルス繰
り返し周波数０．４〜４０ｋＨｚを有することで、被加
工ロール表面に一時間以内で加工穴が外径Ｄ：１２０〜
３５０μｍ、深さｄ：８〜４０μｍ、ピッチＰ：１．５
Ｄ〜５Ｄの間隔で規則的な模様を施す、冷延ロール表面
のダル加工方法である。

【００１３】

【作用】以下に本発明を詳細に説明する。図１に本発明
によるパルス時間波形を示す。本発明によるパルスは初
期スパイク部分１とパルステール部分２から構成されて
おり、その詳細な説明は後述する。図２は本発明ダル照
射方法の概要図であり、後述するレーザ発振器３、ベン
ドミラー４、ノズル５、集光レンズ６、一軸ステージ
７、被加工ロール８、ロール回転装置９から構成され、
後述するレーザビーム１０が従来法と同様の手法で被加
工ロール８に集光照射される。

【００１４】この時のダル加工形状について説明する。
ロール寿命延長のためには深穴、広ピッチが有効である
ことは従来欄で述べたが、図３（ａ）（ｂ）に圧延距離
の穴深さ（穴径１５０μｍ時）、穴径（穴深さ１０μｍ
時）依存性を示す。穴深さは５μｍよりも深いときに通
常ロールよりも圧延距離が延びて、２０μｍ以上では圧
延距離は飽和することがわかる。よって、この範囲内で
あれば圧延距離は有効に延びるが、圧延とともにロール
表面が約５μｍ摩耗することを考慮して、穴深さｄは８
〜４０μｍの範囲が必要である。

【００１５】また、穴径は１００μｍ以上で通常ロール
よりも圧延距離が延び、２５０μｍ以上で飽和し、これ
以上大きな穴を開けても圧延距離は改善しない。しか
し、ダル加工断面図は図４に示されるように円錐台であ
り、ロール表面の５μｍの摩耗と共に約２割穴径も減少
する事を考慮し、穴径Ｄは１２０〜３５０μｍの範囲が
必要である。なお、これ以上の大径、深穴加工は過大な
レーザ入熱を要求するため、単一レーザで短時間で処理
を完了するという目的を考えると現実的ではない。

【００１６】次に、加工ピッチが密になるとダル山部分
が重なり合う状況が生じ、突起部分の表面積はかなり小
さくなるため等価的な圧下率が高くなり、摩耗量が増加
する。逆に、ピッチが５Ｄよりも広くなると、大径、深
穴加工を施しても平均粗度Ｒａは通常ロール以下となる
ことから、ピッチＰは１．５Ｄ〜５Ｄの範囲が必要であ
る。

【００１７】次に本発明によるＱスイッチＣＯ₂レーザ
の時間波形について図１を用いて詳細に説明する。図１
中のＡの領域が短パルス・高ピークを有する初期スパイ
ク１部分、Ｂの領域が長パルス・低ピークを有するパル
ステール２部分であり、この２成分から構成されること
が本発明の特徴である。ＣＯ₂レーザの利得媒質には二
酸化炭素、窒素、ヘリウムの混合ガスを用いるが、上記
パルスはこの前２者のガスを効率よく使って実現される
ものである。本発明によるレーザパルスは図５に示すご
とく、共振器内部にテレスコープ１１，１２を有し、そ
の共焦点位置に回転チョッパー１３を配備するＱスイッ
チデバイスにより発生されるＱスイッチパルスである。
なお、レーザ共振器はリアミラー１４と、ＣＯ₂レーザ
の波長の光をほぼ完全に透過するコーティングを施した
ウィンドウ１５、テレスコープレンズ１１，１２、及び
回転チョッパー１３、出力ミラー１６から構成され、リ
アミラー１４とウィンドウ１５間（図５の斜線部分）に
利得媒質である、二酸化炭素、窒素さらにヘリウムガス
が充填されている。

【００１８】Ｑスイッチパルスの初期スパイク１は主に
放電励起によりＣＯ₂分子が直接レーザ上準位に励起さ
れることで形成されたレーザ利得による発振であり、パ
ルステール２はＣＯ₂分子での回転準位緩和及び励起Ｎ₂
分子からＣＯ₂分子へのエネルギー移剰による発振であ
る。Ｑスイッチレーザの初期スパイク１のピーク値は、
主にＱスイッチを行う瞬間のレーザ利得とＱスイッチ速
度（チョッパー１３の回転速度）で決定されるという特
徴がある。また、パルステール２長さはＱスイッチ開放
時間で決定される。直接励起された二酸化炭素の上準位
寿命は５００μｓｅｃ弱と短いが、窒素の上準位寿命は
ｍｓｅｃ程度とかなり長く、窒素分子から二酸化炭素分
子への分子間衝突によるエネルギー移剰によって、等価
的な二酸化炭素上準位寿命がｍｓｅｃレベルまで長くな
る。その結果、初期スパイク１終了後も連続波出力程度
のパワーを持続することが可能であり、回転チョッパー
１３のスリットによって、パルスが切り落とされるまで
パルステール２発振が継続する。つまり、回転チョッパ
ー１３の回転速度および、放電励起強度により初期スパ
イク１の制御が可能であり、Ｑスイッチを閉じるこでレ
ーザ発振を停止させ、パルステール２長を任意の時間に
制御することが可能である。すなわち、回転チョッパー
１３のスリット幅とチョッパー回転速度でパルス時間波
形の制御が可能である。スリット幅を狭くし、チョッパ
ー１３の回転速度を速めることにより、パルステール２
が殆ど存在しない短パルスが得られ、スリット幅を広
げ、チョッパー回転速度を遅くすることで、パルステー
ル２主体の長パルスを得ることが出来る。また、パルス
発振周波数は回転チョッパー１３のスリット数とチョッ
パー回転速度で制御可能であり、筆者らは９０ｋＨｚま
での高繰り返しＱスイッチ発振を確認している。以上の
説明より、上記パルスレーザが高速ロール処理に有効で
あるため、ダル加工による冷延ロールの長寿命化に適用
可能である事がわかる。この様なパルス波形の制御は、
共振器内部にテレスコープ１１，１２と回転チョッパー
１３を配備したＱスイッチＣＯ₂レーザで実現されるも
のであり、連続波ＣＯ₂レーザの外部チョッパーによる
パルスレーザや、従来のＱスイッチＹＡＧレーザでは実
現できない。

【００１９】次に穴加工のプロセスについて説明する。
定性的には、ロール８表面に初期スパイク１が照射され
ると、初期スパイク１のピーク強度により金属表面が溶
融、蒸発を開始する。次にパルステール２部分が被加工
物に到達すると、数μ〜数１０μｓｅｃの時間範囲でゆ
っくり熱を加えることにより初期溶融相が蒸発し、更に
深部の金属が溶融蒸発を開始する。深部の溶融金属は図
２に示されるノズル５より噴出されるアシストガスの圧
力によって穴周辺部に吹き飛ばされるため、さらなる深
穴加工が実現される。

【００２０】図６はロール８上でのパルスエネルギー５
０ｍＪ、集光径１４０μｍの時の、初期スパイク１のピ
ーク出力密度に対する加工穴深さ特性である。この図に
よれば、１．０ＧＷ／ｃｍ²以上のピーク出力密度を導
入すると、初期スパイク１により生じる逆制動輻射吸収
によって、パルステール２エネルギーがロール８表面に
到達せず、８μｍ以上の深穴加工が実現できないことが
わかる。また、４０ＭＷ／ｃｍ²以下のピーク出力密度
以下では、５０ｍＪを確保するためのパルス時間幅が４
０μｓｅｃ程度となり、後述するようにパルスエネルギ
ーのロール８への伝熱によって、８μｍ以上の深穴加工
は実現されない。よって、パルス照射に当たって、ピー
ク出力密度は４０ＭＷ／ｃｍ²以上、１．０ＧＷ／ｃｍ²
以下である必要がある。

【００２１】この場合の、初期スパイク１ピーク出力は
１５４ｋＷであるが、ピーク出力の上限値は集光径に依
存する。ダル加工径３５０μｍを考え、集光径を３５０
μｍにした場合は、９２０ｋＷ弱までのピーク出力上限
値が許されるが、この値は発振器能力限界から考えて現
実的ではない。また、高ピーク出力実現の為に強励起を
行うと、レーザパルスの初期スパイク１後に小さなパル
スが複数重畳するマルチパルス現象が生じ、本目的のパ
ルス波形から逸脱してしまう。このマルチパルスが生じ
るピーク出力は３００ｋＷ強であり、以上の説明から現
実的なピーク出力上限値は３００ｋＷとなる。次にピー
ク出力下限値について説明する。筆者らの知見による
と、パルス全幅が３０μｓｅｃ以上の長パルス照射を行
うと、加工が進行する以前にパルスエネルギーが伝熱に
よりロール８内部に拡散する結果、深穴加工が実現でき
ないことがわかっている。３０μｓｅｃ、５ｍＪのパル
スで照射したときの穴深さは８μｍ以下であった。この
とき、５ｍＪパルスのピーク出力は５ｋＷであり、加工
深さ要求より、本発明を実現するためのピーク出力下限
値は５ｋＷが適当である。以上の結果より、初期スパイ
ク１のピーク出力は５〜３００ｋＷが必要である。ちな
みに、３５０μｍ穴径の加工は、３０μｓｅｃ、１５０
ｍＪパルスで達成された。

【００２２】次にパルス時間幅について説明する。前述
したごとく、パルスエネルギー５０ｍＪパルス全幅が３
０μｓｅｃ以上の長パルス照射を行うと、加工が進行す
る以前にパルスエネルギーが伝熱によりロール８内部に
拡散する結果、加工性能が劣化する。また、パルス全幅
が１μｓｅｃ以下の短パルスでは、パルスエネルギーを
占める初期スパイク１成分が増加することにより、プラ
ズマ影響により加工性能が著しく劣化する。よって、パ
ルス全幅は１〜３０μｓｅｃが適当である。

【００２３】また、初期スパイク１とパルステール２の
比は前述したごとく、回転チョッパー１３のスリット幅
とチョッパー回転速度および、励起強度で制御可能であ
るが、本発明で使用する５〜１５０ｍＪのパルスエネル
ギーを実現すると、初期スパイク９は１００ｎ〜１μｓ
ｅｃの範囲となり、その結果、パルステール１０は０．
９〜２９μｓｅｃの時間幅となる。

【００２４】更に、パルス繰り返し周波数は、ダル加工
要求ピッチより決定される。胴長２２００ｍｍ、直径６
６５ｍｍのロールに最小径１２０μｍのダル穴を最小ピ
ッチ１８０μｍで１時間以内に処理するためには３９．
４ｋＨｚの発振周波数が要求され、最大径３５０μｍの
ダル穴を最大ピッチ１．７５ｍｍで１時間以内に処理す
るためには０．４２ｋＨｚの発振周波数が要求される。
よって、本発明の実現のためには０．４〜４０ｋＨｚの
発振周波数が必要である。この発振周波数は回転チョッ
パー１３のスリット数とチョッパー回転速度で充分制御
が可能である。

【００２５】

【実施例】本発明によるダル加工実施例を説明する。図
４は本発明によるダル加工穴の断面図である。本実施例
のダル加工を施したレーザ特性はパルス時間幅９．８μ
ｓｅｃ、ピークパワー１２５ｋＷ，パルス繰り返し周波
数６ｋＨｚ、パルスエネルギー５０ｍＪであり、そのパ
ルス波形は図１に示されている。焦点距離２．５インチ
のＺｎＳｅ製集光レンズ４で集光照射を行った。なお、
アシストガスとして窒素を使用した。また、被加工物は
クロムを５％含有するタンデムミル用の胴長２２００ｍ
ｍ、直径６６５ｍｍの冷間圧延ロール６であり、本実施
例においては約２５０μｍ径、約３０μｍ深さ、５００
μｍピッチのダル加工を処理時間５１分で実現した。本
実施例ロールの圧延前平均粗度Ｒａは１．７μｍであ
り、図７に示すごとく本実施例においては圧延可能距離
が２５０ｋｍとなり、グラインダー研削で作製したＲａ
＝１．２μｍの通常ロールと比較して約２．５倍の寿命
延長効果を確認した。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、パルスレーザを用
いて冷間圧延用のロール表面をダル加工する方法におい
て、本発明により、一台のレーザ発振機で、深穴加工を
高速に、且つ再現性良く実現することが可能となり、冷
間圧延可能距離が上昇し、ロール寿命延長効果が得られ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる、レーザパルス波形の模式図で
あり、実施例で使用したレーザパルス波形である。

【図２】本発明に係わる、レーザ照射方法の模式図であ
る。

【図３】本発明の作用を説明するための図である。

【図４】本実施例によるダル加工穴の断面図である。

【図５】本発明に係わる、レーザ発振方法の模式図であ
る。

【図６】本発明の作用を説明するための図である。

【図７】本実施例の圧延結果を示す図である。

【図８】従来例によるレーザ照射方法の模式図である。

【図９】従来例によるダル加工形状の模式図である。

【図１０】従来例のパルスＣＯ₂レーザのパルス時間波
形の模式図である。

【図１１】従来例のＱスイッチＹＡＧレーザのパルス時
間波形である。

【図１２】従来例のＱスイッチＹＡＧレーザのパルスエ
ネルギーの発振周波数依存性である。

【符号の説明】１初期スパイク２パルステール３レーザ発振器４ベンドミラー５ノズル６集光レンズ７一軸ステージ８ロール９ロール回転装置１０レーザビーム１１，１２テレスコープレンズ１３回転チョッパー１４リアミラー１５ウィンドー１６出力ミラー１７従来技術の連続波ＣＯ₂レーザ発振機

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】パルスレーザを用いて冷間圧延用のロー
ル表面をオフラインダル加工する方法において、レーザ
発振器が、共振器内部にテレスコープレンズと回転チョ
ッパーからなるＱスイッチ装置を有するＱスイッチＣＯ
₂レーザであり、該発振器より放出されるレーザパルス
が、初期スパイク部分とパルステール部分から構成され
るパルスであることを特徴とする、冷延ロール表面のダ
ル加工方法。
【請求項２】前記レーザパルスが初期スパイク幅１０
０ｎ〜１μｓｅｃ、パルステール幅０．９〜２９μｓｅ
ｃ、パルス全幅１〜３０μｓｅｃ、ピークパワー５〜３
００ｋＷ、パルス繰り返し周波数０．４〜４０ｋＨｚを
有し、その集光ピーク出力密度が４０ＭＷ／ｃｍ²以
上、１．０ＧＷ／ｃｍ²以下であることを特徴とする請
求項１記載の冷延ロール表面のダル加工方法。
【請求項３】前記レーザパルスにより加工されたロー
ル表面の加工穴が外径Ｄ：１２０〜３５０μｍ、深さ
ｄ：８〜４０μｍ、ピッチＰ：１．５Ｄ〜５Ｄの間隔で
規則的な模様となることを特徴とした、請求項１または
２記載の冷延ロール表面のダル加工方法。