JPH0436476A - 非晶質表面層を有する鋼板の製造方法と装置 - 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、陽極酸化したＮｉ−Ｚｎ系合金メッキ鋼板に
対してレーザ光の照射により表面部分を非晶質化させた
鋼板の製造方法とその装置に関する。

〔従来の技術〕

Ｎｉ−Ｚｎ系合金メッキは、耐食性に優れる点で汎用さ
れている。しかし、そのメッキ面は白色ないし灰白色を
呈しているので、裸使用を目的とした用途には制限があ
る。一方、近年は、家電製品などの用途において、裸使
用の要望が大きく、このために黒色の外観を呈する黒色
化処理鋼板が多く使用されるようになってきた。

この黒色化処理方法としては、黒色樹脂皮膜により被覆
する方法やその他の方法のほか、陽極酸化処理により黒
色化させる方法も知られている。

本出願人は、先に特開昭６１−１１０７９８号公報など
において、より色調に優れる黒色化処理鋼板の製造方法
を提案した。

他方、鋼板の表面を非晶質化させると、耐食性、耐候性
および意匠性などの点で改善が著しいことが知られてい
る。合金層の非晶質化のためには、表面を急速加熱溶融
後、急速冷却することで可能である。

この点が関して、本出願人は、特開昭６１−６９９３８
号において、Ｎｉ基合金の非晶質化に当たり、レーザ光
を表面部分に照射したのち、直ちにガス冷却を行うこと
を開示した。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかるに、本発明が対象とするＮｉ−Ｚｎメッキ鋼板に
おいては、表面が前述のように白色ないし灰白色を呈し
ているので、従来技術に従って、その表面にレーザ光を
照射しても、レーザ光の吸収量が少なく、もって大出力
にて照射することを要し、またたとえ大出力にて照射し
ても、充分な非晶質層を形成させることが困難であった
。

したがって、本発明の課題は、たとえ小出力の、レーザ
光の照射であっても、確実に目的の非晶質層を形成させ
ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題は、方法的には、陽極酸化処理したＮｉＺｎ系
合金メッキ鋼板の陽極酸化面に対し、て、レーザ光を照
射して表面部を溶融するとともに、急速冷却して非晶質
層を生成させることで解決できる。

また、装置的には、陽極酸化処理したＮｉ−Ｚｎ系合金
メッキ鋼板をその陽極酸化処理面を下方にして繰り出す
繰出手段と、その巻取手段と、前記繰出手段と巻取手段
との間にあって前記鋼板の下方に臨む陽極酸化面に対し
てレーザ光を照射するレーザ光照射手段と、レーザ光の
照射面と反対の面において実質的にレーザ光照射位置か
ら下流にわたって液体窒素を接触させる冷却手段とを備
えたことで解決できる。

〔作用〕

本発明においては、特にＮｉ−Ｚｎ系合金メッキ鋼板を
陽極酸化処理し、その陽極酸化面に対してレーザ光を照
射することとしている。

陽極酸化面は、黒色を呈しており、その結果、レーザ光
のエネルギー吸収効率が高まる。しかも、陽極酸化処理
面は、１μｍ以下ときわめて薄いので、レーザ光の照射
を受けて、速やかに融解し、その下のメッキ層が露出す
ると、レーザ光の反射率を高まるので、レーザ光の吸収
効率が極短時間に低下し、冷却手段の併用と相俟って、
冷却効果に優れることになり、もって非晶質化を充分に
行わせるための条件にきわめてよく合致し、レーザ光の
照射法の利点が顕在化する。

さらに有利なことに、陽極酸化処理面は、黒色があるほ
か、凹凸が大きいので、照射レーザ光に対してほぼ完全
黒体として作用し、レーザ光のエネルギー吸収効率がき
わめて高い。

〔発明の具体的構成〕

以下本発明を図面を参照しながらさらに詳説する。

第１図は本発明装置例を示したもので、電気メッキなど
によりＮｉ−Ｚｎ系合金メッキ鋼板が予め製造され、こ
のメッキ鋼板に対して、陽極酸化処理がなされる。

かかる陽極酸化処理したＮｉ−Ｚｎ系合金メッキ鋼板１
を繰出ロール２からその陽極酸化処理面１ａを下方にし
て繰り出される。この鋼板に対して、次述する非晶質化
手段により非晶質化された後、巻取ロール３により巻き
取られる。

繰出ロール２と巻取ロール３との間にあって、下方から
陽極酸化面１ａに対してレーザ光照射手段４によりレー
ザ光が照射されるようになっている。レーザ光は、メッ
キ鋼板ｌの幅方向に走査される。このレーザ光の照射面
と反対の面において、具体例においては上面において、
実質的にレーザ光照射位置から下流にわたって液体窒素
を接触させる冷却手段５が配設されている。

冷却手段５は、具体的に液体窒素Ｎを収容する貯留槽５
Ａと、その底壁と鋼板１との間をシールするシール手段
５Ｂと、鋼板１表面と液体窒素Ｎとを常時更新させ冷却
効果を高めるためのポンプ５Ｃと、液体窒素Ｎをレーザ
光の照射位置に投射する循環路５Ｄとを備えている。液
体窒素Ｎの液面は、常時レーザ光の照射位置と一致する
ようにしである。

他方、レーザ光を鋼板ｌに対して照射したときに生じる
陽炎や塵などによりレーザ光線が散乱しないように、陽
炎や塵などを排除するためにレーザ光の照射位置に対し
てファン６により風を投射するようにしである。

このように構成された装置の下で、陽極酸化面１ａに対
してレーザ光照射手段４によりＣＯ２レーザ、ＹＡＧレ
ーザ、ガラスレーザなどのレーザ光が１〜５Ｗ程度の出
力をもって鋼板の幅方向に走査されながら照射される。

この照射によって、速やかに１μｍ以下、通常０．１μ
ｍ程度の陽極酸化面が溶融され、はぼ同時的に液体窒素
Ｎによる反対面からの冷却がなされる。レーザ光の照射
による溶融厚さは、溶融によってメッキ面が露出するの
でＩＯμｍ程度の浅い範囲である。かくして、鋼板１表
面の極薄い部分に非晶質層が形成される。

本発明において、レーザ光の照射にあたり、レーザ光量
が少なくて足りる。したがって、Ｑスイッチを用いない
連続パルス発振が可能である。また、上記例においては
、液体窒素による冷却を行ったが、他の冷却媒体にて冷
却することも可能である。さらに、冷却装置として、冷
却媒体を鋼板表面に投射することでもよい。他方、冷却
はレーザ光の照射面と反対の面から行うのが望ましいが
、陽極酸化面に直接または前記反対の面からの冷却を併
用しながらの冷却が可能である。

〔実施例〕

次に実施例により本発明の効果を明らかにする。

厚さ０．５〜１．５ｍｍで幅９１４閣のＮｉ−Ｚｎ合金
電気メッキ鋼板の製造工程において、最終のメッキで陽
極酸化して黒色化鋼板を得た。メッキ浴組成および陽極
酸化条件は、特開昭６１−１１０７９８号における実施
例１と同一である。

かかる黒色化鋼板に対して、第１図に示す装置により、
非晶質化を行った。このときの条件は次記の通りである
。

（１）　Ｃ０２レーザをＱスイッチを用いることなく連
続パルス発振方式による。

（２）パワー密度：　Ｉ　Ｇ５Ｗ／ａｔ（３）照射スポ
ット面積：１Ｏ−５ｃｎｒ（４）照射時間：１個所当た
り１０−７秒（５）走査速度：３Ｘ１０’ａｎ／秒 （６）鋼板速度：　１．５〜２．０ａｏ　７秒（７）冷
却速度：１０７〜１０″に７秒その結果、表面部分に明
らかな非晶質層の形成が認められた。

他方、陽極酸化処理により黒色化していない鋼板に対し
て同様の非晶質層を形成できるレーザ光出力の程度を調
べた。

その結果、黒色処理していない鋼板については４０Ｗで
あったのに対して、本発明によれば、５Ｗ程度で充分で
あることが判った。また、レーザビーム径は、黒色処理
していない鋼板については０、２０　Ｘ　１０−”ａｎ
と小さくする必要があるのに対して、本発明によれば、
０．５６ｘｌＯ”Ｃｍと大きくすることができることが
判った。

〔発明の効果〕

以上の通り、本発明によれば、たとえ小出力のレーザ光
の照射であっても、確実に目的の非晶質層を形成させる
ことできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置例の概要図である。 ■・・・鋼板、２・・・繰出ロール、３・・・巻取ロー
ル、４・・・レーザ光照射手段、５・・・冷却手段。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）陽極酸化処理したＮｉ−Ｚｎ系合金メッキ鋼板の
   陽極酸化面に対して、レーザ光を照射して表面部を溶融
   するとともに、急速冷却して非晶質層を生成させること
   を特徴とする非晶質表面層を有する鋼板の製造方法。
2. （２）陽極酸化処理したＮｉ−Ｚｎ系合金メッキ鋼板を
   その陽極酸化処理面を下方にして繰り出す繰出手段と、
   その巻取手段と、前記繰出手段と巻取手段との間にあっ
   て前記鋼板の下方に臨む陽極酸化面に対してレーザ光を
   照射するレーザ光照射手段と、レーザ光の照射面と反対
   の面において実質的にレーザ光照射位置から下流にわた
   って液体窒素を接触させる冷却手段とを備えた非晶質表
   面層を有する鋼板の製造装置。