JPH0413403A - ダルロールおよびその製造方法 - 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〕 本発明はダルロールおよびその製造方法に関し、詳細に
は、鮮映性に優れ、かつ、プレス成形の際の材料流入に
方向性のない表面粗さを有する圧延板を得るための圧延
に用いるダルロールおよびその製造方法に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

圧延金属板に求められる重要な品質として表面特性があ
る。そして、その表面特性としては、美麗さ・塗料やほ
うろう材の密着性・プレス加工性・耐食性・光沢等があ
るが、これらの特性には、当該金属板の表面粗さが重要
な影響を及ぼす。

近年、特に自家用車等の車両ボディの塗装仕上がり性（
見栄え）が、その重要な品質管理項目となっており、ま
た、それら塗装面の評価項目としては種々のものがある
が、その内でも特に塗装面の乱反射が少なくて光沢性に
優れ、かつ写像の歪みが少なくて写像性に優れているこ
と、すなわち、鮮映性に優れていることが強く求められ
る。

この塗装面の鮮映性は、塗料の種類や塗装方法にも影響
されるが、塗装下地としての金属板の表面粗さの影響を
強く受けることが知られている。

これは、塗装下地としての金属板の表面が、水平な面部
分の占める割合が少なく、かつ凹凸が激しいものであれ
ば、該金属板の塗装面においても水平な面部分の占める
割合が少なく凹凸も大きくなり、その結果、塗装面に光
の乱反射を生して光沢性を損なうと共に、写像の歪みを
招き、鮮映性を劣化させるからである。また、一般に金
属板の表面粗さは、中心線平均粗さＲａや、ろ波中心線
うねりＷｃａで表され、これらの（直が大きくなるほど
、その表面の山と谷の振幅が大きくなり、鮮映性を劣化
させる。

一方、車両ボディ等に用いられる金属板は、上記の鮮映
性以外に、良好なプレス加工性を有するものであること
も要求されるが、金属板をプレス加工する場合には、完
全な張出成形の場合を除き、その加圧成形の過程におい
て材料の移動を伴うので、加圧成形に際して金属板が工
具と接触した状態で摺動し、該金属板の表面粗さと関連
して、所謂°“型かしり′°不良が発生する。そして、
この型かしり”を防ぐには、ある値以上の中心線平均粗
さＲａが必要であることが知られている。

更にまた、該金属板の表面粗さが面内に方向性を持つ場
合、加圧成形の際に材料の型内への流入量が方向により
異なるものとなり、しわや破断の発生を招いて、そのプ
レス加工性を劣化させる。

このように、金属板の表面粗さは、その鮮映性およびプ
レス加工性に大きく影響を及ぼすので、その表面粗さの
制御には、従来より種々の工夫と配慮が加えられてきた
。そして、それぞれの目的に適する表面粗さを金属板に
付与する方法としては、周知のように、冷間圧延ロール
や［圧延ロールとして、そのロール表面を所定の粗さに
加工したダルロールを用い、金属板を所定の圧力で圧延
することで、該金属板の表面に、ダルロール表面の粗さ
を転写せしめて、所期の粗さを付与する方法が、最も一
般的に採用されている。また、これらダルロールのロー
ル面にダル加工を施す方法としては、ショツトブラスト
法、放電加工法、レーザーダル加工法等が広く採用され
ている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、ショツトブラスト法は、施工が非常に簡便であ
り、かつ、その施工によりロール表面が加工硬化して、
該ロールの耐磨耗性を向上させる等の利点を有するもの
の、ロール面に付与する粗さを均等に制御し難く、得ら
れたロールの表面粗さが不均一となり易いこと、また、
硬質なロールの粗面化には長時間の加工時間を要し、し
がも深い粗さが付は難い等の問題点がある。

また、放電加工法では、ロール面に付与する粗さの制御
は、回転するロールと軸方向に移動する電極との間に印
加する電圧と周波数を変えることにより行うのであるが
、凹凸の大きさを決定する放電アークの及ぶ範囲は電極
の形状によって定まるので、ある限界を超えて微細かつ
ピッチの小さな粗さを得ることは難しい。また、放電加
工によって熱影響を受けながら形成される凸部は、機械
的強度を高く維持し難いため、得られたロールの圧延時
における初期磨耗が激しく、該ロールの表面粗さを転写
される金属板の表面粗さが、圧延中に大きく変動し易い
という問題点がある。

このように、シジットプラスト法や放電加工法でダル加
工されたロールを用いて金属板に圧延を施した場合、こ
れら金属板は、不規則な山と谷とで構成され水平な面部
分の非常に少ない粗さの表面を持つものとなる。従って
、プレス加工上に最低必要とされる表面粗さを金属板に
転写することに関しては何ら問題はないが、これら金属
板表面に塗装を行えば、山と谷との間の斜面に沿って塗
膜が形成されるため、鮮映性に劣るものとなる。

一方、レーザーダル加工法では、ロール面に付与する粗
さの制御を、回転するロールの周速と、軸方向に移動す
るレーザー照射ヘッドの移動速度やレーザー出力等の照
射条件とを変えることにより行うことで、ロール面に、
円錐台状の凸部とその回りに環状の凹部を持つパターン
が比較的に規則正しく並び、かつ水平な面部分の表面粗
さを持つものに形成することができる。従って、この方
法でダル加工された口・−ルを用いれば、適度な表面粗
さを付与されてプレス加工性と鮮映性とを満足する金属
板を得ることができる。

しかしながら、レーザーダル加工法によれば、ロールの
回転方向については凹凸を非常に規則正しく配列して形
成し得るものの、軸方向には比較的に不規則な配列をも
ってしか形成し得ないという欠点を内在している。その
結果、この加工方法で得られたダルロールによって圧延
された金属板は、その表面粗さが面内に異方を持ち、第
４図のグラフに示すように、圧延方向とその直角方向と
で表面の摩擦係数に差を有するものとなる。なお、第４
図は、レーザーダル加工法によるダルロールで圧延した
二種の鋼板Ａ、Ｂについて、圧延方向とその直角方向の
摩擦係数を異なる面圧下で測定した結果を例示するグラ
フである。

このため、これら金属板をプレス成形する際に、ある方
向の材料が型内に良く流入し、その直角方向の材料は流
入し難くなるという現象が起こり、成形品にしわや破断
が生じ易くなるので、例えば、金型に絞リピートを設け
る等、コスト増を伴うプレス技術上の何らかの対策を強
いられるという問題点が派生する。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、その鮮映性お
よびプレス加工性を高め、かつ面内に異方性のない表面
粗さを、圧延する金属板の表面に付与し得るダルロール
およびその製造方法の提供を目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成とさ
れている。すなわち、本発明に係るダルロールは、ロー
ル胴部外周面上に、ダイヤモンド粒子を均等に分散させ
て植設してなる転写凸部を有するものである。

また、本発明に係るダルロールの製造方法の一つは、焼
結補助剤としてのＮｉ粉末および／またはＣｒ粉末と炭
素の混合粉末にダイヤモンド粉末を分散・混合させた分
散剤を、スリーブ材の外周面上に均等に塗布し、更に、
その外周面上に、片面に剥離剤を塗布した酸溶性金属か
らなる薄肉板を、その剥離剤の塗布面側を内側にして積
層・被覆して固定し、次いで、このものを高温に加熱す
ると共に、その内外両面側から加圧して、ダイヤモンド
粉末をスリーブ材外周面に押圧・焼結させた後、最外周
部の薄肉板を剥離・除去すると共に、スリーブ材に酸洗
処理を施して、該スリーブ材の外周面上にダイヤモンド
粉末を露出させ、しかる後、該スリーブ材をロール胴部
として芯軸ロールに嵌合・固定してなるものである。

また、他の一つは、焼結補助剤としてのＮｉ粉末および
／またはＣｒ粉末と炭素の混合粉末にダイヤモンド粉末
を分散・混合させた分散剤を、二枚の鋼板それぞれの片
面上に均等に塗布し、該二枚のｔＷ板を、分散剤の塗布
面を対向させ、その中間に、剥ａ割を両面に塗布した酸
溶性金属からなる薄肉なインサート板を配して積層・固
定化し、次いで、このものを高温に加熱すると共に、そ
の両外面側から加圧して、ダイヤモンド粉末を二枚の鋼
板それぞれの片面に押圧・焼結させた後、中間に配した
インサート板を剥離・除去すると共に、二枚の鋼板に酸
洗処理を施して、これら鋼板の片面上にダイヤモンド粉
末を露出させ、しかる後、これら鋼板を、ダイヤモンド
粉末を露出させた面を外側として円筒に形成すると共に
、該円筒をロール胴部としてロール芯軸に嵌合・固定し
てなるものである。

〔作用〕

本発明に係るダルロールは、そのロール胴部外周面上に
、ダイヤモンド粒子を均等に分散させて植設してなる転
写凸部を有するので、圧延する金属板の表面に、逆円錐
状の四部とその回りに環状の凸部を持つパターンが圧延
方向およびその直角方向にランダムに配列され、板面内
に異方性のない粗さを転写し、すなわち、その表面の中
心線平均粗さＲａや、ろ波中心線うねりＷｃａを制御し
、鮮映性と優れたプレス加工性との双方を満足する表面
粗さを転写して付与することができる。また、その転写
凸部が、超硬質なダイヤモンド粒子からからなり耐磨耗
性も格段に優れるので、圧延する金属板に高い再現性を
もって安定した表面粗さを付与することができる。

また、本発明に係るダルロールの製造方法においては、
スリーブ材ないしは鋼板の外周面上に、焼結補助剤とし
てのＮｉ粉末および／またはＣｒ粉末と炭素の混合粉末
にダイヤモンド粉末とを分散・混合させた分散剤を均等
に塗布し、更に、その外面上に薄肉板を積層・被覆して
固定し、これらを高温に加熱すると共に、その両面側か
ら加圧して押圧・焼結するので、該スリーブ材ないしは
鋼板の外面に、ダイヤモンド粉末を均等に分散させて強
固に焼結させることができる。また、この押圧・焼結の
後に、積層・被覆させた薄肉板を剥離・除去すると共に
、スリーブ材ないしは鋼板に酸洗処理を施すので、該ス
リーブ材ないしは銅板の外面上にダイヤモンド粉末を露
出させることができる。ここで、薄肉板は積層側面に剥
離剤を塗布した酸溶性金属からなるので、押圧・焼結後
の剥離が容易となり、また剥離し得すに残留した場合で
も続く酸洗処理にて容易に酸洗・除去できる。

本発明に係るダルロール製造方法の一つは、上述のよう
にして得られたスリーブ材をロール胴部として芯軸ロー
ルに嵌合・固定するので、そのロル胴部外周面上に均等
に分散して突出するダイヤモンド粉末からなる転写凸部
を有するダルロールを得ることができる。

また、他の一つは、上述のようにして得られた鋼板をダ
イヤモンド粉末を露出させた面を外側として円筒に形成
すると共に、該円筒をロール胴部としてロール芯軸に嵌
合・固定するので、そのロール胴部外周面上に均等に分
散して突出するダイヤモンド粉末からなる転写凸部を有
するダルロールを得ることができる。また、二枚の調板
を、分散剤の塗布面を対向させ、その中間に剥離剤を両
面に塗布した酸溶性金属からなる薄肉なインサート板を
配して積層・固定化し、これらを高温に加熱すると共に
、両外面側から加圧して押圧・焼結するので、その押圧
・焼結を確実かつ容易なものとすることができる。

〔実施例〕

以下に、本発明の実施例を図面を参照して説明する。第
１図ａ乃至第１図ｄは、本実施例のダルロールの製造過
程を説明する概念図である。

先ず、炭素を０．５重量％の添加混合した純Ｎｉ粉末の
混合粉末に、平均粒度が１５μｍのダイヤモンド粒子を
体積比で１４％分散混合させた分散剤り。

とアルミナ等からなる離型剤Ａ、とを＊備した。

そして、ＪＩＳ、ＳＫ７相当の化学成分を有する厚さ５
０ｍｍの鋼板（１）上に上記の分散剤り、を均等に敷き
詰め、その上に、鋼板（１）と同外郭寸法とされ、その
両面に上記の離型剤Ａ、を塗布した酸溶性の薄銅板から
なるインサート板（２）を重ね、更にその上に分散剤り
、を均等に敷き詰め、更にまたその上に他の一枚の鋼板
（１）重ねて積層すると共に、これらの周囲に固定部材
（３）を配して該固定部材（３）を介して接続・固定し
、第１図ａに示すよう番こ、これらを一体の積層体（４
）とし、次いで、この積層体（４）を１０００’Ｃの湿
炭で２時間加熱すると共に、第１図すに示１ように、そ
の両外面側から圧延して、該＃ＩＮ体（４）内の二枚の
鋼板（１）それぞれの厚さを１０＃Ｉｍに減厚させた。

次いで、この積層体（４）の外縁部の固定部材【３）を
切除し、二枚の鋼１（］）を分離させると共に、これら
鋼板（１）に付着したインサート板（２）の一部を剥離
・除去させた。このとき、インサート板（２）の一部は
鋼板（１）に強固に付着していたが、これは無理に剥離
させずにそのまま残留させた。

次いで、分離させた二枚の鋼板（１）を、濃度３５％の
塩ｆ１１溶液中に約２０分間浸漬し、その表面に残留し
たインサート板（２）および無効化した混合粉末を溶解
除去した。この酸浸漬と中和処理からなる酸洗処理を施
した後の二枚の鋼板（１）は、その一方の最表面に、ダ
イヤモンド粒子を均等に分散させて突出させており、一
方、これらダイヤモンド粒子の鋼板（１）の最表面から
突出していない基端部は、該鋼板（１）表面内に強固に
圧入・焼結されていた。

次いで、これら鋼板（１）を、第１図Ｃに示すように、
ダイヤモンド粒子を突出させた面を外側として曲げ加工
して、その外径が２００１のスリーブ材（１″）に成形
すると共に、このスリーブ材（１′）を、第１図ｄに示
すように、ロール芯軸（５）に外嵌して溶着一体化させ
、そのロール胴部外周面上に均等に分散して突出するダ
イヤモンド粒子からなる転写凸部を有するダルロールと
した。

そして、上述のようにして得られた本実施例のダルロー
ルを、実験用の小型圧延機に組み込み、これにより、厚
さ０．７１の冷延鋼板を０．８％の圧延率にて調質圧延
すると共に、この調質圧延で得られた鋼板の表面粗さお
よび鮮映性を、従来のレーザーダル法によるダルロール
で同様に調質圧延された鋼板と対比して調査した。その
調査結果をなお、第１表中に示す中心線平均粗さＲａ価
とろ波中心線うねりＷｃａ（直はＪＩＳ規準に基づく測
定によるもので、鮮映性値は、得られた銅板から採取し
た試験片に電着塗装し、その後セロハンテープを試験片
に貼り、これをＡＴＩ　ＳＹＳＴＥＭＳ　ＩＮＣ社製の
ＤＯＩメータにて測定したものである。

また、本例で得られた鋼板の摩擦係数の方向性を第３図
のグラフに示す。

第１表に示すように、本例の鋼板はＲａ値およびＷｃａ
値が小さく、鮮映性値もレーザーダル法に係る比較例の
鋼板に近い債となっている。しかも、第３図のグラフに
示すように、摩擦係数の異方性も非常に小さく、本発明
の優れた効果をＷ１認することができた。

以上、スリーブ材（１°）を、片面にダイヤモンド粒子
を押圧・焼結させた鋼板（１）から成形する例について
述べたが、これは、その別の実施例の概念説明図である
第２図ａ乃至第２図すに示すように、予め筒状に加工さ
れたスリーブ材（６）の外周面上に、前述のダイヤモン
ド粒子を分散混合させた分散剤り、をバインダーを介し
て均等に塗布し、その上に、前述の離型剤Ａ、を片面に
塗布した酸溶性の薄鋼板（７）を、離型剤Ａ、の塗布面
を内側として巻着させて重ねると共に、これらをその両
端部に配した環状固定部材（８）を介して接続・固定し
て、第２図ａに示すように、一体の円筒体（９）とし、
次いで、この円筒体（９）を前述と同様に加熱すると共
に、第２図すに示すように、その内外両面側から加圧し
、しかる後に前述と同様に酸洗を施すことによっても、
その外周面にダイヤモンド粒子を均等に分散して突出さ
せたスリーブ材を得ることができる。

なお、以上に述べた実施例では、積層体および円筒体を
高温に加熱すると共に、ロールにて加圧することで、ダ
イヤモンド粒子を押圧・焼結するものとしたが、これは
ロールに代わり、例えば、熱間静水圧加圧法のように、
高温下で圧力媒体を介する高圧を付加して加圧・焼結す
る方法を採られても良いことは言うまでもない。

［発明の効果］ 以上に述べたように、本発明に係るダルロールによれば
、圧延する金属板の表面に均等に分散した凹凸を面内に
異方性なく付与でき、鮮映性およびプレス加工性に優れ
る圧延板を製造できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ乃至第１図ｄは本発明の実施例のダルロールの
製造方法の製造過程を説明する概念図、第２図ａ乃至第
２図すは本発明の別の実施例のダルロールの製造方法の
概念説明図、 第３図は本発明に係るダルロールにて粗さを付与された
鋼板の＊擦係数の方向性を示すグラフ、第４図は従来の
レーザダル法に係るダルロールにて粗さを付与された鋼
板のｍｌ！係数の方向性を示すグラフである。 （１）−工具鋼板、 （２）−インサート板、 （４）−積層体、 （６）−スリーブ材、 （８）−環状固定部材、 Ａｒ−一離型剤、 （１’）−−スリーブ材、 （３）−固定部材、 （５）−ロール芯軸、 （７）−ｍ鋼板、 （９）−円筒体、 Ｄ、−一分散剤。 特許出願人　　株式会社　神戸製鋼所 代　理　人　　弁理士　　余光　章−

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ロール胴部外周面上に、ダイヤモンド粒子を均等
   に分散させて植設してなる転写凸部を有することを特徴
   とするダルロール。
2. （２）焼結補助剤としてのＮｉ粉末および／またはＣｒ
   粉末と炭素の混合粉末にダイヤモンド粉末を分散・混合
   させた分散剤を、スリーブ材の外周面上に均等に塗布し
   、更に、その外周面上に、片面に剥離剤を塗布した酸溶
   性金属からなる薄肉板を、その剥離剤の塗布面側を内側
   にして積層・被覆して固定し、次いで、このものを高温
   に加熱すると共に、その内外両面側から加圧して、ダイ
   ヤモンド粉末をスリーブ材外周面に押圧・焼結させた後
   、最外周部の薄肉板を剥離・除去すると共に、スリーブ
   材に酸洗処理を施して、該スリーブ材の外周面上にダイ
   ヤモンド粉末を露出させ、しかる後、該スリーブ材をロ
   ール胴部として芯軸ロールに嵌合・固定してなるダルロ
   ールの製造方法。
3. （３）焼結補助剤としてのＮｉ粉末および／またはＣｒ
   粉末と炭素の混合粉末にダイヤモンド粉末を分散・混合
   させた分散剤を、二枚の鋼板それぞれの片面上に均等に
   塗布し、該二枚の鋼板を、分散剤の塗布面を対向させ、
   その中間に、剥離剤を両面に塗布した酸溶性金属からな
   る薄肉なインサート板を配して積層・固定化し、次いで
   、このものを高温に加熱すると共に、その両外面側から
   加圧して、ダイヤモンド粉末を二枚の鋼板それぞれの片
   面に押圧・焼結させた後、中間に配したインサート板を
   剥離・除去すると共に、二枚の鋼板に酸洗処理を施して
   、これら鋼板の片面上にダイヤモンド粉末を露出させ、
   しかる後、これら鋼板を、ダイヤモンド粉末を露出させ
   た面を外側として円筒に形成すると共に、該円筒をロー
   ル胴部としてロール芯軸に嵌合・固定してなることを特
   徴とするダルロールの製造方法。