JPS63174792A - 圧延機ローラの表面に微小穿孔を形成する方法 - Google Patents

圧延機ローラの表面に微小穿孔を形成する方法

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JPS63174792A
JPS63174792A JP62310782A JP31078287A JPS63174792A JP S63174792 A JPS63174792 A JP S63174792A JP 62310782 A JP62310782 A JP 62310782A JP 31078287 A JP31078287 A JP 31078287A JP S63174792 A JPS63174792 A JP S63174792A
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laser
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JP62310782A
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ジャン・クラアイ
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    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/38Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for roll bodies
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B27/00Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
    • B21B27/005Rolls with a roughened or textured surface; Methods for making same
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/0823Devices involving rotation of the workpiece
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
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  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 技術分野 本発明は、圧延機ローラの表面に微小穿孔を形成する方
法に関する。
周知のように、鋼製圧延製品の表面の粗さは、大抵の場
合、その製品の最終圧延スタンドに設けられたローラに
より与えられる。粗さの転写現象はとくに冷間圧延され
る薄板の場合に問題となり、薄板に対してはたいてい、
粗さは型打出し傾向および塗料の付着性など多くの特性
を条件としている。
と(にベルギー特許第A −880,996号明細書に
より、微小クレータとも呼ばれる微小穿孔が、分割ディ
スク”またはチョッパと呼ばれる光線孔付き回転ディス
クにより断続化された連続レーザ光線により形成される
ことは既知である。ローラはその軸のまわりに回転され
、レーザ光線は、光線の衝当点がらせんを描き、それに
沿って微小穿孔が分配されるようにローラに沿って移動
される。
この方法においては、断続的なレーザ光線の衝当のたび
に、レーザ光線はそのエネルギをローラの表面上のその
点に与えることがわかる。このように急激に供給された
比轢的大量のエネルギは、衝当点の周囲領域内の金属の
加熱と、この金属の一部の溶解とおよび溶解金属の一部
の蒸発とを生じさせる。溶解金属の上方に、蒸発された
金属のイオンと周囲ガスのイオンとからなるプラズマが
形成される。このプラズマは溶解金属に多少の圧力を与
え、この圧力が溶解金属を押出す。この押出し効果は、
金属の溶解を向上されるために衝当領域内に吹込捷れた
酸素ジェットの作用により増加される。溶解金属が溶解
領域の周縁を越えて押出されることにより、表面内に微
小クレータが形成され;さらに、このように押出された
溶解金属は微小クレータのまわりのより温度の低い領域
内に到達し、そこで凝固して微小クレータを包囲する盛
上り部を形成する。
本明細書の中で対象とされる粗さとはすなわち、その定
義が基準化されている算術平均粗さRαであり、この値
は前記の微小クレータおよびより高く盛上げられる盛上
り部の寸法により決定される。
この従来の方法は一般に、微小クレータの形成に関して
は満足すべき結果を与える。しかしながらこの方法は、
光線を断続化するために分割ディスクの使用を必要とす
るという欠点がある。これにより一方では装置が複雑に
なり、他方では通常50%程度のかなりのレーザ光線エ
ネルギが損失となる。さらに、従来のディスクにおいて
は窓の大きさおよび窓間隔は固定されているので、−サ
イクル全時間に対する衝当時間の比率を制御することは
不可能である。
所定の微小穿孔を形成するために、と(にベルギー特許
第A −870,609号明細書において、高周波の高
出力レーザ光線を使用することが提案された。このよう
な光線においては、取扱の面で送出レーザ光源を十分安
定に取り扱えないので、実際にはこのような光線は不可
能であった。
しばらく前から、約5000Hzないし200.000
Hzの範囲で可変な周波数をもち途中の周波数変動が2
%を越えないような送出レーザ光線源が出現した。
発明の要約 本発明は、前記のタイプの送出レーザ光線の利用を基礎
にしている。本発明は、微小クレータの寸法および形状
を、広い範囲でかつ簡単に調節可能な方法に関する。
実験過程において実際に、微小クレータはその形状だけ
でな(その寸法も、直接影響を受けるのはレーザサイク
ルの絶対時間ではなく衝当時間も含むサイクル時間に対
する衝当時間の比率であることが確認された。実際に送
出レーザ光線の周期に相当する衝当サイクルは、いわゆ
る衝当時間Ti と、ある衝当の終りと次の衝当の始め
とを分離する休息時間Tr との和である時間Tcを有
する。微小クレータの形状および寸法に対して1喪な因
子は衝当サイクル時間TcではなくTi/Tcの比であ
ることが明らかである。この点に関し、衝当エネルギの
全量の伝達は時間Tiで確実に行われることを意味して
いることをまず確認しておきたい。運転条件が一定の場
合、各衝当ごとのエネルギ量は同一であり、したがって
時間Ttが短か(なればなるほど衝当出力は上昇される
送出レーザ光線により圧延機ローラの表面に微小穿孔を
形成することを目的とする本発明の方法は基本的には、
レーザ光線の衝当時間(Ti)の完全−サイクル時間(
Tc)に対する比の値が約0.03ないし約0.6の間
にはいるように前記衝当時間が制御されることを特徴と
する。
この条件は微小クレータの形状および寸法を制御可能で
ある。
全エネルギは同一なので、衝当時間が短かくなると出力
は増大される。衝当時間が短かいので、このような衝当
はより円形に近いクレータを形成し;一方、高い衝当出
力が表面の金属をより激しく蒸発させるので、盛上り部
はそれほど目立たな(なる。Ti/Tc = 0.03
の値は下限界を構成し、この値以下では十分な粗さが得
られないことがわかった。
逆に衝当時間が長くなると、出力は低下しかつ盛上り部
の形成が顕著になる。したがってTi/Tc=60以上
では、微小クレータは真のだ円になり完全に非対称な盛
上り部が形成されることを観察した。したがって得られ
た粗さは等方性ではない。
この条件下で、本発明は、送出レーザ光線の比Ti/T
cの値を制御することによりローラ表面に形成される構
造を修正することを提案する。
本発明の他の実施例によれば、送出レーザ光線の衝当領
域内へ、前記送出レーザ光線の軸に平行な方向に沿って
酸素ジェットが吹込まれる。
この酸素ジェットは送出レーザ光線と同軸であり一同様
に送出されることが好ましい。
従来の装置では一般に、レーザ光線の集光円錐内でしか
も加工表面付近に設けられたチョッパディスクがこの場
合には存在しないので、このような酸素の吹込みが可能
である。゛ 本発明のさらに他の実施例によれば、衝当時間(Tj)
中にレーザ光線源から放出された出力に、休息時間(T
r )中に伝達されなかった前記光線源の出力の少なく
とも一部が加えられる。
送出レーザ光線は、一般に電気エネルギとして連続的に
供給されるレーザ放出源から発生される。
したがってこの供給は休息時間(T7)中も中断される
ことなく、この休息時間中に供給されたエネルギはレー
ザ光線の発生には利用されていない。
本発明の変更態様は、休息時間(Tr)中に利用されな
かったこのエネルギを蓄積して、次の衝当時間(Ti)
中にそれを衝当レーザ発生装置に帰還させることを提案
する。このエネルギはとくに蓄電器の電荷として電気の
形で蓄積され、これは続いて次の衝当時間中に利用可能
であり一同様にこのエネルギは他のエネルギの形で蓄積
することが可能で、これはレーザ光線発生現象の補強に
再利用可能である。
この方法で得られる衝当出力の利得は明らかに、比T 
i /T cの値の関数として変化する。比Ti/Tc
=0.50のとき50%より大きい出力利得を達成可能
である。
ここで本発明の方法を比T i /T cの異なる値に
対応する3つの実施例について図で示す。
実施例 これらの例は添付図に示され、図において第1図、第2
図および第3図はそれぞれ比Ti/Tcの異なる谷径に
対応する:ここで各図は、−衝当出力と時間との関係線
図。P(単位W)は縦軸に対数目盛で与えられ;時間t
(単位秒)は横軸に通常の等間隔目盛で与えられる。
−微小クレータの形状を示す平面図; −微小クレータの輪郭を示す(A−A’)断面図; を含む。
いずれの場合も、圧延機ローラの表面は、周波数10K
Hzで平均比カフ50Wを示す送出レーザ光線により加
工される。したがって完全−サイクルの時間はTc=1
00μSとなる。ローラはその軸のまわりに回転し;そ
の周速Vはいずれの場合も同一で、したがってこれは得
られる結果の比較には影響を与えない。
第1の例 衝当時間Ti=50μsで運転され、したかっ−C比は
Ti/Tc=O15である。
第1図は、避けられないわずがな損失を計算に入れて得
得をほぼ100%と仮定すれば、平均比カフ50Wに対
し真の衝当出力は理論的には150(1’に達すること
を示す。
第1図は同様に、微小クレータがだ円形状を有しかつき
わめて顕著な非対称盛上り部を呈していることを示す。
この幾何条件は次の関係で表現される:C,<4a。
αl”’I 変数αおよびbは第1図に示される。
この粗さは結局完全には等方性を有していないが、なお
許容可能である。
第2の例 衝当時間Ti=10μsが採用され、したがって比はT
 i /T c = 0.1である。
第2図は、この場合衝当出力が7500Wに達すること
を示し;微小クレータは次の関係を有している。
C2(b2 C,<1.5α2 粗さの等方性はかなり改善されている。
第3の例 衝当時間はここではTi=3μsの値をとり、比はT 
i /T c= 0.03となる。
第3図が示すように、衝当出力は20KWを超えること
が可能であり、この結果微小クレータは実際に円となり
、次の関係で定義される:α、ごC8 α、<< b 。
得られた粗さは実際に完全な等方性を示している。
変数αおよびbの絶対値は同様に、レーザ光線の出力と
酸素流量とに依存することを再度強調しておきたい。比
Ti/Tcの影響を顕著にするために、上記の3例にお
いてはこれら2つの量は一定に維持された。
【図面の簡単な説明】
第1図は、Ti/Tc=0.5における衝当出力一時間
線図、微小クレータの平面図および(A−A’)断面図
; 第2図は、Ti/Tc =0.1における第1図に類似
の線図、平面図および断面図;および第3図は、Ti/
Tc=0.03における第1図に類似の線図、平面図お
よび断面図である。 (外4名)

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)レーザ光線の衝当時間(Ti)の一完全サイクル
    時間(Tc)に対する比の値が約0.03ないし約0.
    6の間にはいるように前記衝当時間が制御されることを
    特徴とする、送出レーザ光線により圧延機ローラの表面
    に微小穿孔を形成する方法。
  2. (2)送出レーザ光線の衝当領域内へ、前記送出レーザ
    光線の軸に平行な方向に沿って酸素ジェットが吹込まれ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の方法
  3. (3)前記酸素ジェットは送出レーザ光線と同軸である
    ことを特徴とする特許請求の範囲第2項に記載の方法。
  4. (4)前記酸素ジェットは送出されることを特徴とする
    特許請求の範囲第2項または第3項のいずれかに記載の
    方法。
  5. (5)休息時間(Tr)中は、レーザ光線源内で使用可
    能なエネルギの少なくとも一部が蓄積されて光線の形で
    伝達されないこと;および 次の衝当時間(Ti)中は、次のレーザの衝当出力を増
    加するために、前記光線源から放出されるレーザの衝当
    エネルギにこの蓄積エネルギが加えられること; を特徴とする特許請求の範囲第1項ないし第4項のいず
    れかに記載の方法。
JP62310782A 1986-12-08 1987-12-08 圧延機ローラの表面に微小穿孔を形成する方法 Pending JPS63174792A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
LU86705 1986-12-08
LU86705A LU86705A1 (fr) 1986-12-08 1986-12-08 Procede pour former des microperforations a la surface d'un cylindre de laminoir

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JPS63174792A true JPS63174792A (ja) 1988-07-19

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ID=19730837

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JP62310782A Pending JPS63174792A (ja) 1986-12-08 1987-12-08 圧延機ローラの表面に微小穿孔を形成する方法

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EP (1) EP0271469B1 (ja)
JP (1) JPS63174792A (ja)
AT (1) ATE66843T1 (ja)
DE (1) DE3772727D1 (ja)
LU (1) LU86705A1 (ja)

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ATE66843T1 (de) 1991-09-15
LU86705A1 (fr) 1988-07-14
EP0271469A2 (fr) 1988-06-15
DE3772727D1 (de) 1991-10-10
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