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JP4371369B2 - 圧延ロールの加工方法 - Google Patents

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Description

本発明は圧延ロール、並びにレーザ発振器にて金属圧延ロール表面に微細凸パターンを形成するダル加工を行うロール加工装置及びそれを用いたロール加工方法に関する。
鋼板のプレス加工性を向上させる方法として鋼板上に微小な凹パターンを高密度で形成し、凹部による油溜り効果にてプレス時の鋼板表面の滑りを確保する方法が、特許文献1などに開示されている。鋼板への具体的な凹パターン付与方法としては、圧延時に圧延ロール表面の微細パターンを鋼板表面に転写する方法が広く用いられる。圧延ロール表面の微細パターンの形成方法としては、ショットダル法、放電ダル法、エッチングを用いた方法、レーザダル法などがある。
ショットダル法や放電ダル法は、ロール表面の微細パターン形成についての制御性に乏しく、鋼板のプレス加工性を向上させるために必要な凹パターン転写を実現するロール表面パターンを造り込む事は不可能である。また凹パターンの大きさも数100μm程度と大きなものとなり、転写させた凹パターンにより、鋼板表面の平坦度を悪化させ、外観品質を著しく損なうという欠点が存在する。エッチング法によれば、高精度な微細パターン形成が可能であるが、工程が複雑で加工費用が高くなる問題がある。
レーザ加工により圧延ロール表面に微細パターンを形成する発明としては、特許文献2に開示されているように、レーザ照射部に溶融金属を環状に盛り上げたクレーター痕を形成する方法がある。該発明はロール表面に形成された該クレーター痕を鋼板に転写させる事により、鋼板上に環状の凹パターンを形成する事で油溜まり部を形成させ、プレス加工性の向上を狙ったものである。しかし、クレーターによる凹パターンの形成のため、凹部の密度に制約が発生し、プレス加工性を向上させるに必要な高密度の凹パターンを形成する事ができない。また、レーザ照射部に均一な環状のクレーター部を形成するには、複雑な加工条件及び加工光学系を必要とし装置費用が多大なものとなる。
また特許文献3には、レーザ加工とCrメッキを組み合わせてロール表面に微小突起を形成する方法が開示されている。該発明によれば微小な凹パターンを鋼板表面に転写形成する事が可能であるが、一旦ロール表面に樹脂皮膜を形成し、該樹脂皮膜をレーザ照射により局所的に除去した部分にCrメッキを行い、その後、残存する樹脂皮膜を除去する必要があり、工程が複雑でロール加工の為に多大な時間と費用が発生する問題がある。
さらに、特許文献4には、金属化合物をレーザにてロール表面に溶着する方法が開示されている。該ロール加工方法は、大小2種類の粒径の金属化合物にて被覆されたロール表面に、線状に成形したビームを照射して、ロール表面を溶融させた溶融層中に小径粒の金属化合物を拡散した合金層を形成し、該合金層に不完全溶融(未溶融)の大径粒金属化合物を粉末形状を維持したまま残存させる事により、ロール表面に凸パターンを形成するものである。これは、いわゆるレーザクラッディングと呼ばれる処理層の中に、未溶融の金属化合物粒を残存させる方法であり、凸形状を形成する大径粒の金属化合物の位置を厳密に制御する事は不可能である。また溶融層を形成する小径粒の金属化合物表面は機械研削されたロール面と比較して微妙なうねりを生じる事が避けられない。このため、該ロールにて圧延した金属鋼板表面には、不規則な凹転写テクスチャーによる光沢むらや、前記うねりに起因する塗装鮮映性の劣化など圧延鋼板外観特性の劣化を引き起こす問題がある。
特開平5−69006号公報 特公平3−27313号公報 特公平6−35676号公報 特開昭58−181491号公報
上記の従来技術の問題点に鑑みて、本発明は、鋼板を圧延するときに鋼板表面に微細かつ高密度の凹パターンを転写させて該圧延鋼板のプレス加工性を向上させるための圧延ロール、及ロール加工方法を提供する事を目的とする。
本願の発明は以下で記載するものである。
)レーザ光を金属圧延ロールの表面の集光・照射して、該金属圧延ロールの表面の一部または略全面に多数の微小な凸部を形成するロール加工方法において、
前記金属圧延ロールをロール軸を中心に回転させて保持するロール回転装置と、パルス発振レーザ発振器と、該パルス発振レーザ発振器から出射されるレーザ光を前記金属圧延ロールの表面に直径10〜200μmの略円形に集光・照射する集光光学系を備えた加工ヘッドと、さらに該加工ヘッドを前記ロール軸方向に移動させて前記レーザ光を前記金属圧延ロールの表面を走査する加工テーブルを備えるロール加工装置を用いて、
前記金属圧延ロールの表面に金属粉末、金属化合物粉末、これら粉末を含むペーストを供給する塗布ノズルと、供給されたペーストを前記金属圧延ロールの表面に略一定厚みになるように展延するスクレーパー板とを用いて塗布するか、またはこれら粉末を分散させた液体を前記表面に噴射する噴射ノズルを用いて塗布し、前記金属粉末あるいは金属化合物粉末のサイズは200μm以下の粒径とし、塗布厚みを5μm〜20μmとして、前記レーザ光をパルス照射することにより金属圧延ロールの表面に塗布した前記金属粉末または金属化合物粉末を溶融して融着させ、または前記金属圧延ロールのロール地金を溶融して該ロール地金の溶融痕に前記金属化合物粉末を固着させて、前記金属圧延ロールの表面にレーザ光の集光スポット程度の略均一な大きさで、形状が半ドーム状であり、半径が200μm以下、高さが3μm以上の微小な凸部を該凸部以外の部位にロール地金を表面に露出するように離散的に形成することを特徴とするロール加工方法である。
)()に記載のロール加工方法において、前記金属圧延ロールのロール径とロール回転速度、前記パルス発振レーザ発振器のパルスレーザ発振周波数、及び前記加工ヘッドの前記ロール軸方向の送り速度を基にして、金属圧延ロールの表面の前記凸部が2次元的の略整列するように、前記ロール回転速度、前記パルスレーザ発振周波数、または前記送り速度を同期制御することを特徴とするロール加工方法である。
)前記パルス発振レーザ発振器が単一または複数本のファイバーレーザであることを特徴とする(1)又は(2)に記載のロール加工方法である。
)前記パルス発振レーザ発振器が複数本のファイバーレーザであり、該複数本のファイバーレーザのそれぞれが金属圧延ロールの表面に別個の集光スポットを結び、かつ該集光スポットが1次元的または2次元的の略等間隔に整列していることを特徴とする(1)又は(2)に記載のロール加工方法である。
)前記加工ヘッドは、前記レーザ光を金属圧延ロールの表面に集光する光学系が、ビーム走査ミラーとfθレンズにより構成されるものであることを特徴とする()〜()のいずれか1つに記載のロール加工方法である。
本発明のロール加工装置または方法によれば、圧延ロールの表面に高精度な微小凸テクスチャーを形成する事ができる。該圧延ロールを用いて鋼板を圧延する事で、鋼板表面に微小凹テクスチャーを形成し、プレス成型時のワレやかじりを抑制し、かつ、プレス成型時の板押さえ圧変更の必要性が少ない、成形性良好な金属板を製造する事ができる。
図1は本発明の装置の模式図である。圧延ロールの加工装置は、レーザ発振器1、レーザ集光用の加工ヘッド2、ロール表面に金属粉末あるいは金属化合物粉末ペーストを塗布する塗布装置3、あるいは図5に示すロール表面に金属粉末あるいは金属化合物粉末を噴射する噴射ノズル4、前記加工ヘッド並びに塗布装置又は金属化合物粉末噴射ノズルを搭載した加工テーブル5、ロール回転装置6により構成される。加工テーブル5は、横行テーブルTX、TY、及び焦点調整用の上下テーブルTZから成る。ロール回転装置6により圧延ロール7を回転させておき、横行テーブルTXによりロール軸方向に加工ヘッドを移動させながらレーザ光をロール表面に照射する事で、ロール表面全面に亘りレーザ加工が行われる。加工ヘッド2は上下テーブルTZ上に設置される。上下テーブルTZの位置は、ロール表面との距離を測定するセンサー(図示しない)の測定値に基づき自動制御され、ロール加工中は常に最適焦点距離に保持される。
図2は、図1のロール加工部付近を拡大し図示したものである。金属粉末あるいは金属化合物粉末ペーストの塗布装置3は、加工ヘッド2に先行する位置に設置され、金属粉末あるいは金属化合物粉末ペーストMPPをロール表面に一定厚みの層状に塗布する(図中A領域)。塗布装置は先端からペーストを定速で送給するノズル31と、送給されたペーストを圧延ロール表面で均一厚みになる様に延ばすスクレーパー板32からなる。スクレーパー板とロール表面のギャップを調整する事で、ペースト膜厚を変更する事ができる。金属粉末あるいは金属化合物粉末は揮発性の溶剤中に混合し、霧状の状態でロール表面にスプレー塗布しても良い。その後、加工ヘッドから照射されたパルスレーザ光LBにより、レーザ光照射部のロール地金を溶融し、パルスレーザ照射後に、溶融したロール地金は金属化合物粉末を核として再凝固し半ドーム状の微細凸部を形成する。形成された半ドーム状の微細凸部は金属化合物粉末を内部に分散した状態となる。また、金属化合物粉末の替わりに金属粉末を用いる場合は、パルスレーザ光の照射によりレーザ照射部の金属粉末とロール地金が同時に溶融し、金属粉末を核として再凝固し、金属粉末とロール地金の混合した半ドーム状の微細凸部合金がロール表面に溶着形成される。
ロール表面に金属粉末あるいは金属化合物粉末を塗布してからレーザ照射する効果は下記2点である。1つはパルスレーザ照射によりロール地金を溶融、再凝固させる際に金属粉末あるいは金属化合物粉末が再凝固時の核となる事で、再凝固部の形状が半ドーム状の微細凸形状になる事である。2点目は再凝固物内部に金属化合物粉末を拡散させる事あるいは金属粉末の溶融物と混合した状態とする事で、再凝固物の硬度をロール母材に対し向上させる事である。硬度の高い微細凸形状を形成する事で、鋼板圧延時の耐摩耗性を向上し、大量の鋼板圧延においても微細凸形状の変化がなく、鋼板表面に安定した(ロール表面に形成した凸形状の転写による)凹形状パターンを形成する事ができる。
圧延ロール表面に均一厚でペーストを塗布する事により、レーザ照射時に均一な高さの微細凸パターンが形成され、鋼板圧延時に鋼板に転写形成される凹パターンの深さが均一になり、加工性を安定させる事が出来るとともに、鮮映性などの外観品質の優れた鋼板を製造する事ができる。
図2中の領域Bはレーザ照射完了部である。図2中のCはロール表面を拡大図示したものである。ロール表面に塗布された金属粉末あるいは金属化合物粉末は上記の様に、集光されたレーザ光の照射により溶融されるロール地金と混合し、ロール表面に微細凸部を形成する。図3の写真はレーザ照射後のロール表面外観である。ロール表面にはパルスレーザの照射間隔とロール回転速度により決定される間隔で、離散的に半ドーム状の微細凸部が形成され、凸部以外の部位は元のロール表面状態のままである。図4は半ドーム状の微細凸部の断面マクロ写真である。ロール地金と金属粉末あるいは金属化合物粉末の混合物である半ドーム状の微細凸部はロール母材内部にまで食い込む形で形成されている。
図2では金属粉末あるいは金属化合物粉末ペーストとレーザ照射を同時に行う構成となっているが、ロール表面への金属粉末あるいは金属化合物粉末ペーストの塗布は別工程で実行し、その後レーザ照射処理を実施しても良い。
図5は、本発明の金属化合物粉末を噴射する形式の加工装置について、レーザ加工部付近を図示した図である。金属粉末あるいは金属化合物粉末噴射ノズル4からは金属粉末あるいは金属化合物粉末MPがロール表面のレーザ照射部付近に定速度(一定質量g/sec)で噴射される。噴射された金属粉末あるいは金属化合物粉末は加工ヘッドから照射されたレーザ光LBにより溶融・再凝固するロール地金部と混合し、ロール表面に微細な再凝固凸形状部を形成する。
図6はファイバーレーザを使用した場合のロール加工装置の構成図である。複数本のファイバーレーザをバンドル状態に並べ(20)、各ファイバーレーザの間隔を変更する機構と該ファイバーレーザバンドル端部を結像集光する光学系21が備えられており、ファイーバーバンドル端部から出射されたレーザ光はロール表面に塗布した金属粉末あるいは金属化合物粉末層上に結像集光する。バンドルされた各ファイバーレーザ出力は、制御器22によりパルス状の出力に変調され、ロール表面に照射される。この時、バンドルしたファイバーレーザを結像集光すると複数点の集光スポットを形成することができ、一度に集光スポットの数に対応した複数の前記半ドーム状の微細凸再凝固形状部を形成することができ、ロール全面の加工時間を大きく短縮する事ができる。バンドルするファイバーレーザの集光スポットの配置としては、ロール軸方向に並べた配置(図7)、ロール周方向の配置(図8)などがある。
バンドルされた各ファイバーレーザのロール表面での個々の結像の間隔をdとし、バンドルされたファイバーレーザの本数をn(本)とする。ファイバーレーザがロール周方向に平行に1列にバンドルされている場合、各レーザパルスの照射間隔Δtと、ロール回転によるロール表面の周速度Vをd×n=V×Δtとなる様にし、同時にロール1回転ごとにロール軸方向に距離dだけ移動する様な速度V2で結像光学系21をロール軸方向に移動すれば、ロール全面にわたり概スパイラル状に均一な間隔dで凸テクスチャを形成できる。
またファイバーレーザバンドルがロール軸方向と平行に1列である場合は、d=V×Δtとなる様にロール回転速度、レーザパルス間隔を制御し、ロール1回転時に照射位置がd×nだけロール軸方向に移動する速度で結像光学系21をロール軸方向に移動することで、概スパイラル状の均一な間隔dで凸テクスチャをロール全面に形成することができる。ファイバーレーザバンドルの配置は例示の様に1次元配置に限るものではなく、2次元配置にしても良い。ファイバーレーザがロール周方向にn(本)、ロール軸方向にm(本)バンドルされている場合、d×n=V×Δtとなる様にロール回転周速とレーザパルス間隔を制御し、同時にロール1回転で距離d×mだけ移動する速度で結像光学系21をロール軸方向に移動すれば良い。
図9は本発明のレーザ光走査光学系付近を図示したものである。レーザ光LBは走査用ミラー8で反射された後、fθレンズ9にてロール表面に集光される。金属粉末あるいは金属化合物粉末噴射装置4はロール表面のレーザ走査領域全体をカバーする範囲に金属粉末あるいは金属化合物粉末MPを定速度(一定質量g/sec)で噴射する。噴射された金属粉末あるいは金属化合物粉末は加工ヘッドから照射されたレーザ光LBにより溶融・再凝固するロール地金と混合してロール表面に付着し、ロール表面に微細な凸パターンを形成する。走査用ミラーにはガルバノミラーあるいは、ポリゴンミラーを用いる事ができる。本構成によりビームを走査しながらロール加工を実施する事で、ロール加工処理速度を向上させる事ができる。またレーザ光走査時に発生する焦点位置変化を抑制するため、集光レンズにはfθレンズを使用する事が望ましい。
金属粉末あるいは金属化合物粉末の噴射を一定速度とするのは、ロール表面に形成される凸パターンの密度を均一にするためである。これにより圧延鋼板表面に転写形成される凹パターンの密度が均一になり、外観品質、加工特性のバラツキのない良好な鋼板が製造できる。
本発明に使用する金属粉末あるいは金属化合物粉末のサイズとしては、200μm以下の粒径のものが好ましく、均一な径の金属粉末あるいは金属化合物粉末とする事が望ましい。またペースト状あるいは霧状にロール表面に塗布する場合、塗膜厚みを5μm〜200μm程度にする事が望ましい。金属粉末あるいは金属化合物粉末の塗膜厚を5μm以上とするのは、レーザ照射により、ロール表面に溶着して形成される凸形状の高さが3μm以上でないと、圧延鋼板に転写される凹形状の深さが浅くなり、プレス加工特性の向上効果が得られないためである。また金属粉末あるいは金属化合物粉末の粒径及び金属粉末あるいは金属化合物粉末膜の塗膜厚を200μm以下としたのは、金属粉末あるいは金属化合物粉末が核となりロール表面に形成される凸形状のサイズが大きくなるため、本ロールで圧延した圧延鋼板の鮮映性など外観特性に悪影響を及ぼすからである。また、金属粉末あるいは金属化合物粉末の径がバラバラであると、ノズルから噴射される金属粉末あるいは金属化合物粉末量の制御が困難になる事に加え、圧延ロール表面に形成される微小凸パターン形状(高さ、径)のバラツキが大きくなり、鋼板圧延時に鋼板表面に転写形成される凹パターンがバラツキ、外観及び加工特性のバラツキなど品質を劣化させる事になる。
また、金属化合物粉末としては形成される凸形状の硬度を高くする観点から、溶射処理に用いられる金属化合物あるいはサーメットなどのセラミック系粉末を使用する事が望ましい。具体的にはV、Cr、W、Ti、Ta、Mo、Zrの炭化物、窒化物、ホウ化物、あるいはこれらの混合物である事が望ましい。それにより圧延時の微小凸テクスチャーの摩耗が防止され、一定テクスチャーでの安定した鋼板製造の圧延寿命が大幅に改善する。
本発明の装置により加工したロールにて圧延した鋼板表面には、ロール表面に形成された微細凸形状が転写され、平坦表面の中に離散的な窪み(凹形状)が形成される。該鋼板は、プレス成形時に、凹部に潤滑油を蓄える特性を有し、高い摩擦軽減効果をもたらし優れたプレス特性を発揮する。
図6に図示した本発明のロール加工装置にて、金属化合物粉末ペースト塗布装置により、ロール表面に30μmの塗布厚みでペースト膜を塗布した。粒径20μmの炭化タングステン−コバルトのサーメット粉末を、80%(質量比)混合したものを用いた。溶剤はエタノールを使用した。
上記サーメット粉末ペーストを塗布したロール表面に、制御装置22でパルス出力変調したファイバーレーザ光を光学系21により結像集光し、圧延ロール全面の加工を実施した。ファイバーレーザはレーザは繰り返し周波数5kHz、パルス幅50μsec、ピーク出力1kW、の概矩形パルス出力にてロールに照射した。その結果、ロール表面のレーザ照射部位に平均直径25μm、平均高さ10μm、間隔80μmの半ドーム状の凸パターンを形成した。凸部はロール地金の再凝固層内部にサーメット粉末を拡散したものとなった。レーザ照射後、ロール表面に残る未溶融のサーメット粉末ペーストは、水洗ブラシにより除去した。
該ロールを用い、厚さ0.8mmの溶融亜鉛メッキ鋼板を圧下率1%でスキンパス圧延を実施したところ、鋼板表面にはロール上の凸パターンが転写された平均直径25μm、平均深さ8μmの凹テクスチャーが間隔80μmにて形成された。
図5に図示した本発明のロール加工装置にて、金属化合物粉末噴射ノズルから、粒径20μmのクロム粉末をレーザ照射部付近に噴射しながらロール全面の加工を実施した。パルスレーザは繰り返し周波数1kHz、パルスエネルギー100mJ/p、集光径30μmの条件とした。その結果、ロール表面のレーザ照射部位にクロム粉末とロール地金の混合した半ドーム状の再凝固突起が形成された。突起の形状は平均直径は25μm、平均高さ10μm、間隔80μmの半ドーム状であった。ロール表面に残存する未溶融のCr粉末はブラシ及びエアー噴射により除去した。該ロールを用い、厚さ0.8mmの溶融亜鉛メッキ鋼板を圧下率1%でスキンパス圧延を実施したところ、鋼板表面にはロール上の凸パターンが転写された平均直径25μm、平均深さ8μmの凹テクスチャーが間隔80μmにて形成された。
なお、実施例では加工用レーザとして、ファイバーレーザ及びYAGレーザを使用したが、本発明に必要とするレーザはYAGレーザに限るものではない。炭酸ガスレーザ、半導体レーザなど金属製品の加工に十分な出力を有するレーザであれば、本発明に使用する事は可能である。また本発明の図ではレーザ発振器から加工ヘッドまで、レーザ光をミラー伝送しているが、YAGレーザや半導体レーザを使用する場合、光ファイバーによりレーザ光を伝送しても良い。
以下、上記実施例で製作した鋼板のプレス加工性評価の結果について説明する。評価に用いた鋼板の仕様を表1に、加工評価に用いた金型形状を図10に示す。なお、凹部の面積と深さはレーザー式3次元顕微鏡画像より画像処理にて算出し、鋼板の凹部以外の部位前述のレーザー式3次元顕微鏡にて凹部を通過しない計測線を選択してJIS B 0601に準じて算出した。凹部以外の部位はRa、Wcaとも小さく鮮映性を劣化させない値が得られている。成形性の評価方法としては円錐台絞り成形試験を実施した。
Figure 0004371369
円錐台絞り成形試験は図5に示すプレス成形を行い、ブランク押さえ圧を変化させてプレス材を観察することで、シワ発生しない最低BHFと、ワレ発生しない最高BHFを求めた。なお、プレス前のブランク径は200mmφ、ダイス径140mmφ、ダイス肩R10mm、ポンチ径80mmφ、ポンチ肩R10mm、潤滑油として出光Z3を塗布し、成形高さは45mmとした。
円錐台絞り成型試験による成形性の評価結果は表2のとおりである。実施例1〜2は、比較例1〜2に対して成型可能範囲が拡大しており、本発明のロールを使用する事により鋼板の加工特性が向上する事を示している。
Figure 0004371369
本発明の加工装置の構成図である。 本発明の加工装置の加工点付近の拡大図である。 本発明により形成されたロール表面の凸テクスチャの外観写真である。 本発明により形成されたロール表面の凸テクスチャの断面マクロ写真である。 本発明の加工装置の加工点付近の拡大図である。 本発明の加工装置の加工点付近の拡大図である。 本発明のファイバーレーザ結像パターンの例である。 本発明のファイバーレーザ結像パターンの例である。 本発明の加工装置の集光光学系付近の拡大図である。 実施例2に記載の円錐台絞り成型試験の説明図である。
符号の説明
1:レーザ発振器
2:加工ヘッド
3:塗布装置
4:噴射ノズル
5:加工テーブル
6:ロール回転装置
7:ロール
8:走査用ミラー
9:fθレンズ
10:レーザ伝送ミラー
20:ファイバーレーザバンドル
21:結像光学系
22:ファイバーレーザ出力制御装置
LB:レーザ光
MPP:金属粉末あるいは金属化合物粉末ペースト
MP:金属粉末あるいは金属化合物粉末

Claims (5)

  1. レーザ光を金属圧延ロールの表面の集光・照射して、該金属圧延ロールの表面の一部または略全面に多数の微小な凸部を形成するロール加工方法において、
    前記金属圧延ロールをロール軸を中心に回転させて保持するロール回転装置と、パルス発振レーザ発振器と、該パルス発振レーザ発振器から出射されるレーザ光を前記金属圧延ロールの表面に直径10〜200μmの略円形に集光・照射する集光光学系を備えた加工ヘッドと、さらに該加工ヘッドを前記ロール軸方向に移動させて前記レーザ光を前記金属圧延ロールの表面を走査する加工テーブルを備えるロール加工装置を用いて、
    前記金属圧延ロールの表面に金属粉末、金属化合物粉末、これら粉末を含むペーストを供給する塗布ノズルと、供給されたペーストを前記金属圧延ロールの表面に略一定厚みになるように展延するスクレーパー板とを用いて塗布するか、またはこれら粉末を分散させた液体を前記表面に噴射する噴射ノズルを用いて塗布し、前記金属粉末あるいは金属化合物粉末のサイズは200μm以下の粒径とし、塗布厚みを5μm〜20μmとして、前記レーザ光をパルス照射することにより金属圧延ロールの表面に塗布した前記金属粉末または金属化合物粉末を溶融して融着させ、または前記金属圧延ロールのロール地金を溶融して該ロール地金の溶融痕に前記金属化合物粉末を固着させて、前記金属圧延ロールの表面にレーザ光の集光スポット程度の略均一な大きさで、形状が半ドーム状であり、半径が200μm以下、高さが3μm以上の微小な凸部を該凸部以外の部位にロール地金を表面に露出するように離散的に形成することを特徴とするロール加工方法。
  2. 請求項に記載のロール加工方法において、前記金属圧延ロールのロール径とロール回転速度、前記パルス発振レーザ発振器のパルスレーザ発振周波数、及び前記加工ヘッドの前記ロール軸方向の送り速度を基にして、金属圧延ロールの表面の前記凸部が2次元的の略整列するように、前記ロール回転速度、前記パルスレーザ発振周波数、または前記送り速度を同期制御することを特徴とするロール加工方法。
  3. 前記パルス発振レーザ発振器が単一または複数本のファイバーレーザであることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のロール加工方法。
  4. 前記パルス発振レーザ発振器が複数本のファイバーレーザであり、該複数本のファイバーレーザのそれぞれが金属圧延ロールの表面に別個の集光スポットを結び、かつ該集光スポットが1次元的または2次元的の略等間隔に整列していることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のロール加工方法。
  5. 前記加工ヘッドは、前記レーザ光を金属圧延ロールの表面に集光する光学系が、ビーム走査ミラーとfθレンズにより構成されるものであることを特徴とする請求項のいずれか1項に記載のロール加工方法。
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JP2008032524A (ja) * 2006-07-28 2008-02-14 National Institute Of Advanced Industrial & Technology レーザ加工装置および計測用レーザ光の焦点検出方法
KR100937864B1 (ko) * 2008-03-14 2010-01-21 삼성모바일디스플레이주식회사 프릿 실링 시스템
ITMI20112330A1 (it) * 2011-12-21 2013-06-22 Tenova Spa Macchina operatrice e relativo metodo per il trattamento superficiale di cilindri
US9872592B2 (en) * 2014-01-28 2018-01-23 Koninklijke Philips N.V. Cyclonic separation device
JP6541305B2 (ja) * 2014-05-08 2019-07-10 株式会社ブリヂストン タイヤ加硫モールドの製造方法
CN109420680B (zh) * 2017-08-29 2020-11-17 宝山钢铁股份有限公司 用于钢板表面形貌轧制的轧辊及其制造方法
JP2019155474A (ja) * 2018-03-12 2019-09-19 Jfeスチール株式会社 圧延用ロール、表面処理鋼板、冷延鋼板およびそれらの製造方法
CN109500395A (zh) * 2018-12-28 2019-03-22 江苏永年激光成形技术有限公司 3d打印金属激光熔化设备侧壁外置送粉机构
KR20230113539A (ko) * 2020-10-13 2023-07-31 센트레 데 르체르체스 메탈루르지퀘스, 에이에스비엘-센트륨 부어 리서치 인 데 메탈루르지 브이제트더블유 레이저 클래딩에 의한 열간 압연 밀 롤을 제조하는 방법
CN113862661B (zh) * 2021-09-22 2023-07-25 安徽昱工激光技术有限公司 一种用于轧辊外部改性的激光熔覆方法及激光熔覆装置
CN115138976B (zh) * 2022-07-21 2025-05-30 武汉天缘精工机械有限公司 一种合金结构钢扩散段壳体待胶接表面的毛化方法

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