JPS6320193A - 冷間圧延用ロ−ルの粗面化方法 - Google Patents
冷間圧延用ロ−ルの粗面化方法Info
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- JPS6320193A JPS6320193A JP61165148A JP16514886A JPS6320193A JP S6320193 A JPS6320193 A JP S6320193A JP 61165148 A JP61165148 A JP 61165148A JP 16514886 A JP16514886 A JP 16514886A JP S6320193 A JPS6320193 A JP S6320193A
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Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
- Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)
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〕
本発明は冷間圧延用ロールの粗面化方法に関し、きらに
詳しくは金属材料の冷間圧延用または調質圧延用ロール
を所望のパターンと凹凸深さに粗面化し、維持する方法
に関する。
詳しくは金属材料の冷間圧延用または調質圧延用ロール
を所望のパターンと凹凸深さに粗面化し、維持する方法
に関する。
金属材料の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、美麗さ、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
に板の幾何学的形状すなわち表面粗さが重要な影響を及
ぼす。
。表面品質には、美麗さ、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
に板の幾何学的形状すなわち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、冷間圧延用ロールまたは／
および調質圧延用ロール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。
面を得る最も普通の方法は、冷間圧延用ロールまたは／
および調質圧延用ロール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。
ロール表面を粗面化する方法として従来広く行われてい
る方法には、 （１）ショツトブラスト （２）放電加工法 がある。
る方法には、 （１）ショツトブラスト （２）放電加工法 がある。
ショツトブラストは非常に簡便であり、またこの加工に
よりロール表面が加工硬化してロールの耐摩耗性を向上
させるなどの利点を持っているが、粗さが不均則である
こと、硬いロールには長時間の加工時間を要し、深い粗
さがっけにくいことなどの欠点がある。
よりロール表面が加工硬化してロールの耐摩耗性を向上
させるなどの利点を持っているが、粗さが不均則である
こと、硬いロールには長時間の加工時間を要し、深い粗
さがっけにくいことなどの欠点がある。
放電加圧法では、粗さの制御は回転するロールと軸方向
に移動する電極との間の印加電圧と周波数を変えること
により行うが、クレータの大きさを決定する火花の及ぶ
範囲は電極の形状寸法によって決まるので、ある限界を
超えて微細な、ピッチの小さな粗さを得ることは難しい
。また放電加工によって生じた凸部は、機械的に弱く、
圧延中のロールの初期摩耗が激しく、転写された板表面
粗度の変化が激しい。
に移動する電極との間の印加電圧と周波数を変えること
により行うが、クレータの大きさを決定する火花の及ぶ
範囲は電極の形状寸法によって決まるので、ある限界を
超えて微細な、ピッチの小さな粗さを得ることは難しい
。また放電加工によって生じた凸部は、機械的に弱く、
圧延中のロールの初期摩耗が激しく、転写された板表面
粗度の変化が激しい。
−１−記の２つの方法に対し最近レーザビームを用いる
加工方法（以下レーザダル加工と記す）が提案されてい
る。例えば特開昭５６−１６０８９２、特公昭５８−２
５５５７、特開昭５１−６１０４３、特開昭５５−９４
７９０などである。
加工方法（以下レーザダル加工と記す）が提案されてい
る。例えば特開昭５６−１６０８９２、特公昭５８−２
５５５７、特開昭５１−６１０４３、特開昭５５−９４
７９０などである。
これらはいずれもレーザパルスをいかに照射するかにつ
いて詳細に述べているが照射されたロールの特性につい
ては言及されていない。
いて詳細に述べているが照射されたロールの特性につい
ては言及されていない。
発明者らはレーザダル加工に基づくロール表面粗面化技
術を工業化すべく研究に着手した。レーザダル加工によ
り粗面化したロールを用い調質圧延したところ、ロール
の初期の摩耗がかなり大きく、本方法の効果が十分発揮
できないことが判明した。
術を工業化すべく研究に着手した。レーザダル加工によ
り粗面化したロールを用い調質圧延したところ、ロール
の初期の摩耗がかなり大きく、本方法の効果が十分発揮
できないことが判明した。
その原因を追求するためにロールを輪切りにして、表面
近傍の断面組織および硬度分布を調べた結果、凸部のご
く表面近くに母材よりも軟い残留オーステナイト相が存
在することが分った。
近傍の断面組織および硬度分布を調べた結果、凸部のご
く表面近くに母材よりも軟い残留オーステナイト相が存
在することが分った。
本発明はかかる点に着目し、圧延しても摩耗が少なく、
従って粗度低下の少ない、パルスレーザによる圧延ロー
ルの表面粗面化方法を提供するものである。
従って粗度低下の少ない、パルスレーザによる圧延ロー
ルの表面粗面化方法を提供するものである。
すなわち本発明は、冷間圧延用ロールにレーザダル加工
によって粗面化加工を施すに際し、■ レーザ装置によ
りロール表面にレーザビームを照射してロール表面を粗
面化する工程、■ ロール表面にサブゼロ処理を施す工
程、■ 次いでロール表面に表面硬化被膜処理を施す工
程 を特徴的技術手段とする冷間圧延用ロールの粗面化方法
である。
によって粗面化加工を施すに際し、■ レーザ装置によ
りロール表面にレーザビームを照射してロール表面を粗
面化する工程、■ ロール表面にサブゼロ処理を施す工
程、■ 次いでロール表面に表面硬化被膜処理を施す工
程 を特徴的技術手段とする冷間圧延用ロールの粗面化方法
である。
表面硬化被膜処理の好ましい態様としてはクロムメッキ
が好適である。
が好適である。
レーザダル加工後のロール表面層の軟かい部分はレーザ
照射により−は溶融した金属が急冷され、マルテンサイ
トに十分変態できずにオーステナイト相が残留したもの
である。この部分に十分な耐摩耗性を発揮できる硬度を
与える有効な手段の１つは、ロール表面をサブゼロ処理
しマルテンサイト変態させることである。
照射により−は溶融した金属が急冷され、マルテンサイ
トに十分変態できずにオーステナイト相が残留したもの
である。この部分に十分な耐摩耗性を発揮できる硬度を
与える有効な手段の１つは、ロール表面をサブゼロ処理
しマルテンサイト変態させることである。
ただしマルテンサイト変態により硬化はするが、反面脆
くなるという弱点があり、圧延中の圧力でダル加１部が
欠けやすくなる性質は避けられない、この表面硬化部の
脆さは表面硬化メッキ、例えばクロムメッキ被膜を施す
ことで防止することができる。つまりレーザダル加工し
たロールの凹凸は均一でシャープな突起が少ないのでメ
ッキ時に突起部での電流密度が高くなることがなく、ミ
クロ的にも均一なりロムメッキ厚を確保することができ
る。その結果として従来しばしば問題となっていたメッ
キが剥離することを皆無にすることができる。
くなるという弱点があり、圧延中の圧力でダル加１部が
欠けやすくなる性質は避けられない、この表面硬化部の
脆さは表面硬化メッキ、例えばクロムメッキ被膜を施す
ことで防止することができる。つまりレーザダル加工し
たロールの凹凸は均一でシャープな突起が少ないのでメ
ッキ時に突起部での電流密度が高くなることがなく、ミ
クロ的にも均一なりロムメッキ厚を確保することができ
る。その結果として従来しばしば問題となっていたメッ
キが剥離することを皆無にすることができる。
本発明方法は上記技術手段により、ロールの寸法精度を
悪化させることなく、サブゼロ処理後クロムメッキなど
の表面硬化メッキを施すことにより、従来に比し格段に
優れた耐摩耗性を付与することができ、板面粗度変化を
著しく小さく抑えることができる。
悪化させることなく、サブゼロ処理後クロムメッキなど
の表面硬化メッキを施すことにより、従来に比し格段に
優れた耐摩耗性を付与することができ、板面粗度変化を
著しく小さく抑えることができる。
以下、実施例に基づき、詳細に説明する。
第１図に、本発明の実施に好適に用いることのできる粗
面化装置の全体図を示す。
面化装置の全体図を示す。
旋盤あるいは研削盤などの工作機械と類似の構成からな
るロールの回転支持装置２にロールｌを装着し、所定の
速度で回転させる。
るロールの回転支持装置２にロールｌを装着し、所定の
速度で回転させる。
一方レーザ発振器３から出力されたレーザビームは複数
のミラーを介して、ロール表面に大略垂直に照射される
。レーザビームは、光学装置により所定のビームに調整
され、更にロール表面に焦点を合わせて絞られる。υ−
ザ照射ヘッド部４はロール回転と同期した駆動ネジ５の
回転によりロール軸方向にこれと平行して移動すること
ができる。レーザビームはＱスイッチにより所定の周波
数にパルス化するか、あるいはメカニカルチョッパによ
りパルス化することができる。このパルスの周波数と出
力およびロール回転数とレーザ照射ヘッドの移動速度の
設定によって表面粗さのパターン、深さを制御すること
ができる。
のミラーを介して、ロール表面に大略垂直に照射される
。レーザビームは、光学装置により所定のビームに調整
され、更にロール表面に焦点を合わせて絞られる。υ−
ザ照射ヘッド部４はロール回転と同期した駆動ネジ５の
回転によりロール軸方向にこれと平行して移動すること
ができる。レーザビームはＱスイッチにより所定の周波
数にパルス化するか、あるいはメカニカルチョッパによ
りパルス化することができる。このパルスの周波数と出
力およびロール回転数とレーザ照射ヘッドの移動速度の
設定によって表面粗さのパターン、深さを制御すること
ができる。
本発明方法では以上の操作の後にサブゼロ処理を行う。
実施例ではロール表面に液体窒素を吹き付ける処理を行
った。
った。
本実施例ではサブゼロ処理として液体窒素を吹付げたが
ロール表面の溶融部をサブゼロ処理するためには如何な
る手段でもよく、例えばドライアイス液にロールをつけ
てもよい。
ロール表面の溶融部をサブゼロ処理するためには如何な
る手段でもよく、例えばドライアイス液にロールをつけ
てもよい。
次にロール表面にクロムメッキを施す。
このような処理を施されたロールは、均一な硬度となっ
た母材ロール表面が、硬度が高く、膜厚が均一なりロム
メッキで覆われるため著しく優れた耐摩耗性を示す。
た母材ロール表面が、硬度が高く、膜厚が均一なりロム
メッキで覆われるため著しく優れた耐摩耗性を示す。
次にさらに具体的な実施例に基づき具体的な処理条件を
示す。
示す。
実験に用いた圧延機は実験室的な小型圧延機であり、そ
のロールの直径は７０ｍｍである。本ロールを用いてフ
ープ状材料を連続圧延してロールの摩耗、材料面の粗度
変化を調べた。
のロールの直径は７０ｍｍである。本ロールを用いてフ
ープ状材料を連続圧延してロールの摩耗、材料面の粗度
変化を調べた。
実験に供したロールの化学成分は、
Ｃ：０．８５重量％
Ｓｉ：０．８ 重量％
Ｍｎ：０．４ 重量％
Ｎｉ：Ｏ，１５重量％
Ｃｒ：２．９ 重量％
Ｍｏ：０．２９重量％
Ｖ：０．０１重量％
であり、広く用いられている成分系である。
ロールの製造プロセスは次のようである。
すなわち、上記成分の溶鋼を鋳造した後、温度１１００
℃で鍛造比３．５まで鍛造した。その後９５０℃に加熱
空冷するいわゆるノルマ処理を施した。これを８００℃
×ｌＯ時間および７００℃×１０時間のカーバイド球状
化処理をした後、所定の寸法に機械加工した。機械加工
後９００℃加熱後油中に焼入れを施した後、６５０°Ｃ
の焼戻しをし、再び機械加工を施し最終寸法にまで仕上
げた。更に表面層を誘導加熱により９００℃に加熱後水
中に焼入れをし、１５０℃の低温焼戻しを行い、しかる
後最後の表面研磨をした。
℃で鍛造比３．５まで鍛造した。その後９５０℃に加熱
空冷するいわゆるノルマ処理を施した。これを８００℃
×ｌＯ時間および７００℃×１０時間のカーバイド球状
化処理をした後、所定の寸法に機械加工した。機械加工
後９００℃加熱後油中に焼入れを施した後、６５０°Ｃ
の焼戻しをし、再び機械加工を施し最終寸法にまで仕上
げた。更に表面層を誘導加熱により９００℃に加熱後水
中に焼入れをし、１５０℃の低温焼戻しを行い、しかる
後最後の表面研磨をした。
このような処理を施したロールは、マルテンサイト素地
中に球状炭化物が一様に分布している健全な組織を示す
。
中に球状炭化物が一様に分布している健全な組織を示す
。
このロール表面に本装置を用いて、メカニカルチョッパ
を用いてパルス化したＣＯ２ガスレーザビー′ムを照射
し所定の粗さに粗面化加工を施した。
を用いてパルス化したＣＯ２ガスレーザビー′ムを照射
し所定の粗さに粗面化加工を施した。
レーザ照射条件として、
レーザ出カニ２ｋＷ
パルス周波数：５６ｋＨｚ
エネルギー密度： ６．４Ｘ １０” Ｗ／ ｃｒｎ’
１パルス当りの照射時間： １３ｇ５ｅｃ照射されてロ
ール表面にできたクレータのピッチ二ロール円周方向、
軸方向とも７０１Ｌｍ である。得られたロール粗度はＲｍ ａ ｘが約１５１
Ｌｍである。
１パルス当りの照射時間： １３ｇ５ｅｃ照射されてロ
ール表面にできたクレータのピッチ二ロール円周方向、
軸方向とも７０１Ｌｍ である。得られたロール粗度はＲｍ ａ ｘが約１５１
Ｌｍである。
このように粗面化したロール表面近傍の硬度分布を測定
した結果を第２図に示す。サブゼロ処理後のロール表面
近傍の硬度分布を測定した結果を第３図に示す。溶融帯
の残留オーステナイトはほぼ完全にマルテンサイト化し
て母材より高い硬度を示している。
した結果を第２図に示す。サブゼロ処理後のロール表面
近傍の硬度分布を測定した結果を第３図に示す。溶融帯
の残留オーステナイトはほぼ完全にマルテンサイト化し
て母材より高い硬度を示している。
サブゼロ処理後のロール表面を脱膜清浄化しクロムメッ
キを行った。クロムメッキの厚さおよびメッキ条件は次
の通りである。
キを行った。クロムメッキの厚さおよびメッキ条件は次
の通りである。
メッキ浴はサージエン）浴（ＣｒＯ３：２００ｇ／立、
Ｈ２ｓｏ４： ２ｇ／見）を用い静止浴で浴温度５０℃
、電流密度３０Ａ／ｄｒｎ’で行い、クロムメッキ厚１
０ＩＬｍを得た。ロール表面の硬度分布を第４図に示す
。ロール表面から１０Ｂｍ深さに亘って相当高い硬度を
示している。
Ｈ２ｓｏ４： ２ｇ／見）を用い静止浴で浴温度５０℃
、電流密度３０Ａ／ｄｒｎ’で行い、クロムメッキ厚１
０ＩＬｍを得た。ロール表面の硬度分布を第４図に示す
。ロール表面から１０Ｂｍ深さに亘って相当高い硬度を
示している。
前述のレーザ照射条件で３セツトのロールにダル加工し
、１セツトはサブゼロ処理を行い、１セツトはサブゼロ
処理後」−述の条件でクロムメッキを施した。この３セ
ツトのロールを用い板厚０．８ｍｍの低炭素Ａｌキルド
鋼の冷延後焼鈍した板を川下率０．８％で調質圧延をし
、板面粗度変化を調べ比較した結果を第５図に示す。第
５図で明らかなようにサブゼロ処理により粗度減少は軽
減するが初期の粗度低下が見られる。
、１セツトはサブゼロ処理を行い、１セツトはサブゼロ
処理後」−述の条件でクロムメッキを施した。この３セ
ツトのロールを用い板厚０．８ｍｍの低炭素Ａｌキルド
鋼の冷延後焼鈍した板を川下率０．８％で調質圧延をし
、板面粗度変化を調べ比較した結果を第５図に示す。第
５図で明らかなようにサブゼロ処理により粗度減少は軽
減するが初期の粗度低下が見られる。
サブゼロ処理後クロムメッキを施すことにより初期の粗
度低下はほとんどなく実機換算圧延長５０ｋｍでも初期
の粗度が維持できていることが分る。
度低下はほとんどなく実機換算圧延長５０ｋｍでも初期
の粗度が維持できていることが分る。
サブゼロ処理後の表面硬化被膜処理法として本実施例で
はクロムメッキを施したが、例えばＴｉＮのイオンブレ
ーティング処理あるいは複合メッキ、ＷＣの溶射等を施
してもよい。
はクロムメッキを施したが、例えばＴｉＮのイオンブレ
ーティング処理あるいは複合メッキ、ＷＣの溶射等を施
してもよい。
本発明によれば、レーザ粗面化加工とサブゼロ処理と表
面硬化被膜処理を組み合わせることにより、ダルロール
の摩耗、板面の粗度低下が著しく改善される。
面硬化被膜処理を組み合わせることにより、ダルロール
の摩耗、板面の粗度低下が著しく改善される。
第１図は本発明方法を好適に実施することのできるロー
ル粗面化加工装置の斜視図、第２図、第３図、第４図は
ロールの表面からの深さと硬度との関係を示すグラフ、
第５図は実機換算圧延長さと平均表面粗さとの関係を示
すグラフである。 １・・・ロール ２・・・ロール回転支持装置
３・・・レーザ発振器 ４・・・レーザ照射ヘッド５
・・・レーザ駆動ネジ
ル粗面化加工装置の斜視図、第２図、第３図、第４図は
ロールの表面からの深さと硬度との関係を示すグラフ、
第５図は実機換算圧延長さと平均表面粗さとの関係を示
すグラフである。 １・・・ロール ２・・・ロール回転支持装置
３・・・レーザ発振器 ４・・・レーザ照射ヘッド５
・・・レーザ駆動ネジ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 冷間圧延用ロール表面に粗面化加工を施すに際し、
ロール表面に５×１０＾４〜９×１０＾６Ｗ／ｃｍ＾２
のエネルギー密度のレーザビームを照射してロール表面
を粗面化した 後、ロール表面にサブゼロ処理を施し、次いでロール表
面に表面硬化被膜処理を施すことを特徴とする冷間圧延
用ロールの粗面化方 法。 ２ 表面硬化被膜処理がクロムメッキである特許請求の
範囲第１項に記載の冷間圧延用ロールの粗面化方法。
Priority Applications (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61165148A JPS6320193A (ja) | 1986-07-14 | 1986-07-14 | 冷間圧延用ロ−ルの粗面化方法 |
| US07/072,429 US4841611A (en) | 1986-07-14 | 1987-07-13 | Work roll with dulled surface having geometrically patterned uneven dulled sections for temper rolling |
| CA000541874A CA1311946C (en) | 1986-07-14 | 1987-07-13 | Work roll for temper rolling a metal sheet |
| KR1019870007533A KR880001342A (ko) | 1986-07-14 | 1987-07-14 | 조질 압연을 위한 기하학적형상의 덜가공된 요철부를 갖는 덜가공된 표면을 갖는 작업로울과 그 생산 |
| DE8787110171T DE3775293D1 (de) | 1986-07-14 | 1987-07-14 | Vorrichtung zur herstellung einer arbeitswalze mit mattierter oberflaeche und geometrisch gemusterten, ungleichmaessig mattierten bereichen fuer das kaltwalzen. |
| AU75707/87A AU602906B2 (en) | 1986-07-14 | 1987-07-14 | Work roll with dulled surface having geometrically patterned uneven dulled sections for temper rolling and production thereof |
| ES198787110171T ES2027663T3 (es) | 1986-07-14 | 1987-07-14 | Rodillo de laminacion con superficie de acabado mate que tiene secciones romas irregulares de trazado geometrico para laminar con temple y su produccion. |
| BR8703672A BR8703672A (pt) | 1986-07-14 | 1987-07-14 | Cilindro laminador,processo para sua fabricacao e processo para acabamento rugoso de um cilindro laminador para laminacao de encruamento de chapas finas metalicas |
| EP87110171A EP0253366B1 (en) | 1986-07-14 | 1987-07-14 | Apparatus for making a work roll with dulled surface having geometrically patterned uneven dulled sections for temper rolling |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61165148A JPS6320193A (ja) | 1986-07-14 | 1986-07-14 | 冷間圧延用ロ−ルの粗面化方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6320193A true JPS6320193A (ja) | 1988-01-27 |
Family
ID=15806794
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61165148A Pending JPS6320193A (ja) | 1986-07-14 | 1986-07-14 | 冷間圧延用ロ−ルの粗面化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6320193A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0230717A (ja) * | 1988-07-20 | 1990-02-01 | Kawasaki Steel Corp | 冷間圧延用ロールの粗面化表面処理方法 |
| JPH0570883A (ja) * | 1991-09-12 | 1993-03-23 | Mitsubishi Steel Mfg Co Ltd | 冷間圧延用粗面化ロール |
| JPH05317923A (ja) * | 1992-05-15 | 1993-12-03 | Nippon Steel Corp | 圧延用ダルロールの製造方法 |
-
1986
- 1986-07-14 JP JP61165148A patent/JPS6320193A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0230717A (ja) * | 1988-07-20 | 1990-02-01 | Kawasaki Steel Corp | 冷間圧延用ロールの粗面化表面処理方法 |
| JPH0570883A (ja) * | 1991-09-12 | 1993-03-23 | Mitsubishi Steel Mfg Co Ltd | 冷間圧延用粗面化ロール |
| JPH05317923A (ja) * | 1992-05-15 | 1993-12-03 | Nippon Steel Corp | 圧延用ダルロールの製造方法 |
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