JP3022938B2 - 線材表面性状の評価方法および伸線性の良好な線材の製造方法 - Google Patents
線材表面性状の評価方法および伸線性の良好な線材の製造方法Info
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、タイヤコードなどに用
いられる線材の表面性状の評価方法および伸線性の良好
な線材の製造方法に関する。
いられる線材の表面性状の評価方法および伸線性の良好
な線材の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】たとえばタイヤコードなどに用いられる
線材は、伸線処理の1次,2次加工などを行う際には、
リバースベンディング法やショットブラスト法,エアブ
ラスト法などのメカニカルデスケーリングを用いて機械
的な脱スケール処理が施されるのが一般的である。
線材は、伸線処理の1次,2次加工などを行う際には、
リバースベンディング法やショットブラスト法,エアブ
ラスト法などのメカニカルデスケーリングを用いて機械
的な脱スケール処理が施されるのが一般的である。
【0003】このように脱スケールされた線材の円周方
向の表面粗さ(Ra )を測定するには、たとえば2次元
円周粗度センサが用いられている。すなわち、図2に示
すように、線材1の面に2次元円周粗度計2の触針2a
を接触させて、線材1を回転させながらその円周方向の
凹凸レベルを測定する。そこで、この測定によって図3
(a) のように得られた断面曲線Aから所定の波長より長
い表面うねり成分をカットオフして、図3(b) のような
粗さ曲線Bと図3(c) のようなろ波うねり曲線Cに分離
する。そして、その粗さ曲線Bから所定の測定長さLに
おける中心線平均粗さRa を、またろ波うねり曲線Cか
らろ波中心線うねりWCAをそれぞれ求めることによっ
て、表面粗さを評価するのである。
向の表面粗さ(Ra )を測定するには、たとえば2次元
円周粗度センサが用いられている。すなわち、図2に示
すように、線材1の面に2次元円周粗度計2の触針2a
を接触させて、線材1を回転させながらその円周方向の
凹凸レベルを測定する。そこで、この測定によって図3
(a) のように得られた断面曲線Aから所定の波長より長
い表面うねり成分をカットオフして、図3(b) のような
粗さ曲線Bと図3(c) のようなろ波うねり曲線Cに分離
する。そして、その粗さ曲線Bから所定の測定長さLに
おける中心線平均粗さRa を、またろ波うねり曲線Cか
らろ波中心線うねりWCAをそれぞれ求めることによっ
て、表面粗さを評価するのである。
【0004】なお、上記したカットオフ値としては、J
IS B0601-1982 の規定には、原則として0.08mm, 0.
25mm, 0.8 mm, 2.5 mm, 8mm,25mmの6種類と定められ
ており、また中心線平均粗さRa の範囲が12.5μm 以下
の場合は0.8mm を、また12.5μm を超え100 μm 以下の
場合は2.5 mmを標準とするとされている。
IS B0601-1982 の規定には、原則として0.08mm, 0.
25mm, 0.8 mm, 2.5 mm, 8mm,25mmの6種類と定められ
ており、また中心線平均粗さRa の範囲が12.5μm 以下
の場合は0.8mm を、また12.5μm を超え100 μm 以下の
場合は2.5 mmを標準とするとされている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たような2次元円周粗度計を用いて線材表面性状を評価
する場合は、測定対象である線材の形状は通常オーバル
状であって真円でないことから、形状誤差などの影響を
考慮して測定条件のうちカットオフ値を0.08mmに設定し
て行うケースが多いため、このカットオフ値より大きい
波長域の凹凸レベルは評価することができないという問
題があった。
たような2次元円周粗度計を用いて線材表面性状を評価
する場合は、測定対象である線材の形状は通常オーバル
状であって真円でないことから、形状誤差などの影響を
考慮して測定条件のうちカットオフ値を0.08mmに設定し
て行うケースが多いため、このカットオフ値より大きい
波長域の凹凸レベルは評価することができないという問
題があった。
【0006】このようなことから、現状においては脱ス
ケールされた線材のスケールはく離性に対する線材表面
性状の評価方法を確立することができず、そのため、線
材の品質の一つとして要求されるメカニカルデスケーリ
ング性などの伸線性を的確に評価することができないか
ら、線材の製造工程に適切なアクションを取ることがで
きなかったのである。
ケールされた線材のスケールはく離性に対する線材表面
性状の評価方法を確立することができず、そのため、線
材の品質の一つとして要求されるメカニカルデスケーリ
ング性などの伸線性を的確に評価することができないか
ら、線材の製造工程に適切なアクションを取ることがで
きなかったのである。
【0007】本発明は、上記のような課題を解決すべく
してなされたものであって、線材表面性状の評価方法お
よび伸線性の良好な線材の製造方法を提供することを目
的とする。
してなされたものであって、線材表面性状の評価方法お
よび伸線性の良好な線材の製造方法を提供することを目
的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の第1の態様は、
メカニカルデスケーラを用いて線材表面を脱スケールす
る際のスケールはく離性を評価する方法であって、3次
元表面粗度センサを用いて前記線材表面の長手方向の表
面性状を所定の長さにわたって測定し、カットオフ値が
0.8 mmのときの粗さ曲線から3次元表面粗さを求め、こ
の3次元表面粗さが0.6 μm 以下であるときにスケール
はく離性が良好であると判定することを特徴とする線材
表面性状の評価方法である。
メカニカルデスケーラを用いて線材表面を脱スケールす
る際のスケールはく離性を評価する方法であって、3次
元表面粗度センサを用いて前記線材表面の長手方向の表
面性状を所定の長さにわたって測定し、カットオフ値が
0.8 mmのときの粗さ曲線から3次元表面粗さを求め、こ
の3次元表面粗さが0.6 μm 以下であるときにスケール
はく離性が良好であると判定することを特徴とする線材
表面性状の評価方法である。
【0009】なお、3次元表面粗度センサまたは2次元
表面粗度センサを用いて、512 μm以下のパワースペク
トル波長域で前記線材表面の長手方向の2次元平均振幅
スペクトル分布を所定の長さにわたって測定し、そのパ
ワースペクトル和が0.5 μm2以下であるときにスケール
はく離性が良好であると判定することができる。また、
本発明の第2の態様は、線材表面をメカニカルデスケー
ラを用いて脱スケールする際に、3次元表面粗度センサ
を用いてカットオフ値が0.8 mmのときの前記線材表面の
3次元表面粗さを測定する工程と、前記3次元表面粗さ
を0.6 μm 以下になるように圧延ロールの表面粗度を調
整する工程と、からなることを特徴とする伸線性の良好
な線材の製造方法である。
表面粗度センサを用いて、512 μm以下のパワースペク
トル波長域で前記線材表面の長手方向の2次元平均振幅
スペクトル分布を所定の長さにわたって測定し、そのパ
ワースペクトル和が0.5 μm2以下であるときにスケール
はく離性が良好であると判定することができる。また、
本発明の第2の態様は、線材表面をメカニカルデスケー
ラを用いて脱スケールする際に、3次元表面粗度センサ
を用いてカットオフ値が0.8 mmのときの前記線材表面の
3次元表面粗さを測定する工程と、前記3次元表面粗さ
を0.6 μm 以下になるように圧延ロールの表面粗度を調
整する工程と、からなることを特徴とする伸線性の良好
な線材の製造方法である。
【0010】なお、3次元表面粗度センサまたは2次元
表面粗度センサを用いてパワースペクトル波長域が512
μm のときの2次元平均振幅スペクトル分布を測定する
工程と、前記2次元平均振幅スペクトル分布のパワース
ペクトル和が0.5 μm2以下になるように圧延ロールの表
面粗度を調整する工程とを組み合わせるようにしてもよ
い。
表面粗度センサを用いてパワースペクトル波長域が512
μm のときの2次元平均振幅スペクトル分布を測定する
工程と、前記2次元平均振幅スペクトル分布のパワース
ペクトル和が0.5 μm2以下になるように圧延ロールの表
面粗度を調整する工程とを組み合わせるようにしてもよ
い。
【0011】
【作 用】以下に、本発明の実験例について説明する。
被測定材として用いた線材は、規格がSWRH72A相当
材で外径5.5 mmφのもので、目視によるスケールはく離
性が良好と評価された9ロット(以下、良好材という)
と不良と評価された5ロット(以下、不良材という)の
計14ロットについて、表面粗さの測定実験を行った。 〔実験例1〕 まず、従来の2次元円周粗度センサを用
いて、線材の2次元円周表面粗さRa を測定した。この
ときの2次元円周粗度センサに設定したカットオフ値
は、0.08mm, 0.25mm, 0.8 mmの3レベルとした。その結
果を図4に示した。この図からわかるように、いずれの
カットオフ値においてもスケールはく離性の良好材のR
a 値と不良材のRa 値との間に差異が明確ではない。
被測定材として用いた線材は、規格がSWRH72A相当
材で外径5.5 mmφのもので、目視によるスケールはく離
性が良好と評価された9ロット(以下、良好材という)
と不良と評価された5ロット(以下、不良材という)の
計14ロットについて、表面粗さの測定実験を行った。 〔実験例1〕 まず、従来の2次元円周粗度センサを用
いて、線材の2次元円周表面粗さRa を測定した。この
ときの2次元円周粗度センサに設定したカットオフ値
は、0.08mm, 0.25mm, 0.8 mmの3レベルとした。その結
果を図4に示した。この図からわかるように、いずれの
カットオフ値においてもスケールはく離性の良好材のR
a 値と不良材のRa 値との間に差異が明確ではない。
【0012】したがって、2次元円周粗度センサを用い
ては、スケールはく離性の良否を判定することができな
いのである。なお、この図で、カットオフ値が0.8 mmの
場合のRa 値が0.08mmおよび0.25mmの場合の値に比して
異常に高い値を示しているが、これは線材が真円でなく
オーバル状であるという形状誤差の影響が大きく出たた
めである。 〔実験例2〕 3次元表面粗度センサを用いて、図5に
示すように、線材の天地部位,対角部位,オーバル部位
における長手方向の3次元表面粗さSRa を測定した。
このときの3次元表面粗度センサに設定したカットオフ
値は、実験例1と同様に0.08mm, 0.25mm, 0.8 mmの3レ
ベルとした。その結果を図6に示した。また、そのスケ
ールはく離性の不良材SRa 値と良好材SRa 値との差
を表1に示した。
ては、スケールはく離性の良否を判定することができな
いのである。なお、この図で、カットオフ値が0.8 mmの
場合のRa 値が0.08mmおよび0.25mmの場合の値に比して
異常に高い値を示しているが、これは線材が真円でなく
オーバル状であるという形状誤差の影響が大きく出たた
めである。 〔実験例2〕 3次元表面粗度センサを用いて、図5に
示すように、線材の天地部位,対角部位,オーバル部位
における長手方向の3次元表面粗さSRa を測定した。
このときの3次元表面粗度センサに設定したカットオフ
値は、実験例1と同様に0.08mm, 0.25mm, 0.8 mmの3レ
ベルとした。その結果を図6に示した。また、そのスケ
ールはく離性の不良材SRa 値と良好材SRa 値との差
を表1に示した。
【0013】
【表1】
【0014】この結果から、カットオフ値が0.08mmでは
良・不良の差異は見られなかったが、0.25mmおよび0.8
mmのカットオフ値の場合は不良材のSRa 値が良好材の
SRa 値に比べて大きく、とくにカットオフ値0.8 mmの
場合は顕著である。また、この表1から明らかなよう
に、SRa 値差はオーバル部位に比べて天地部位,対角
部位で著しいことがわかる。したがって、スケールはく
離性不良材は、良好材に比して表面粗さが粗いことが明
らかである。
良・不良の差異は見られなかったが、0.25mmおよび0.8
mmのカットオフ値の場合は不良材のSRa 値が良好材の
SRa 値に比べて大きく、とくにカットオフ値0.8 mmの
場合は顕著である。また、この表1から明らかなよう
に、SRa 値差はオーバル部位に比べて天地部位,対角
部位で著しいことがわかる。したがって、スケールはく
離性不良材は、良好材に比して表面粗さが粗いことが明
らかである。
【0015】これによって、3次元表面粗度センサを用
いてスケールはく離性の良否を判定しようとする場合
は、カットオフ値を0.8 mmに設定するのが望ましく、ま
たそのとき線材の天地部位で測定するときは長手方向の
SRa 値が0.6 μm 以下、対角部位の場合は長手方向の
SRa 値が0.5 μm 以下であればよいことがわかる。 〔実験例3〕 さらに、3次元表面粗度センサ用いて、
線材の長手方向の2次元平均振幅スペクトル分布の測定
を行った。そのときの各線材表面の特定波長域パワース
ペクトル和(以下、PS和という)について、波長が51
2 〜100 μm の範囲の場合を図7(a) に、100 〜4.9 μ
m の範囲の場合を図7(b) にそれぞれ示した。
いてスケールはく離性の良否を判定しようとする場合
は、カットオフ値を0.8 mmに設定するのが望ましく、ま
たそのとき線材の天地部位で測定するときは長手方向の
SRa 値が0.6 μm 以下、対角部位の場合は長手方向の
SRa 値が0.5 μm 以下であればよいことがわかる。 〔実験例3〕 さらに、3次元表面粗度センサ用いて、
線材の長手方向の2次元平均振幅スペクトル分布の測定
を行った。そのときの各線材表面の特定波長域パワース
ペクトル和(以下、PS和という)について、波長が51
2 〜100 μm の範囲の場合を図7(a) に、100 〜4.9 μ
m の範囲の場合を図7(b) にそれぞれ示した。
【0016】図7(a) から明らかなように、パワースペ
クトル波長域が512 〜100 μm の場合のPS和は、いず
れの位置でも不良材の方が高く、両者のPS和の差は天
地部位,対角部位で顕著である。また、図7(b) の波長
域が100 〜4.9 μm の場合は、やはり512 〜100 μm の
波長域の場合と同じ傾向であるが、両者のPS和の差は
やや小さい。この測定結果から、この実験例3は前記し
た実験例2におけるカットオフ値によるSRa 値差の妥
当性を裏付けていることがわかる。これによって、3次
元表面粗度センサを用いてスケールはく離性の良否を判
定しようとする場合は、パワースペクトル波長域を512
μm 以下とし、かつPS和を0.5 μm2以下とすればほぼ
確実に行うことができる。
クトル波長域が512 〜100 μm の場合のPS和は、いず
れの位置でも不良材の方が高く、両者のPS和の差は天
地部位,対角部位で顕著である。また、図7(b) の波長
域が100 〜4.9 μm の場合は、やはり512 〜100 μm の
波長域の場合と同じ傾向であるが、両者のPS和の差は
やや小さい。この測定結果から、この実験例3は前記し
た実験例2におけるカットオフ値によるSRa 値差の妥
当性を裏付けていることがわかる。これによって、3次
元表面粗度センサを用いてスケールはく離性の良否を判
定しようとする場合は、パワースペクトル波長域を512
μm 以下とし、かつPS和を0.5 μm2以下とすればほぼ
確実に行うことができる。
【0017】上記の実験例1,2,3をまとめると、以
下の通りである。 線材のスケールはく離性の良否を判定するには、3
次元表面粗度センサを用いて、カットオフ値を0.8 mmと
して天地部位における長手方向の3次元表面粗さSRa
を0.6 μm 以下に設定すればよいこと。 また、3次元表面粗度センサを用いて、512 μm 以
下のパワースペクトル波長域で長さ方向のPS和を0.5
μm2に設定すればよいこと。 そこで、線材の脱スケール時において、3次元表面
粗度センサを用いて0.8mmのカットオフ値における長手
方向のSRa 値を0.6 μm 以下とするか、または512 μ
m 以下のパワースペクトル波長域におけるPS和を0.5
μm2以下になるように制御することにより、伸線性すな
わちメカニカルデスケーリング性の良好な線材を得るこ
とが可能であること。
下の通りである。 線材のスケールはく離性の良否を判定するには、3
次元表面粗度センサを用いて、カットオフ値を0.8 mmと
して天地部位における長手方向の3次元表面粗さSRa
を0.6 μm 以下に設定すればよいこと。 また、3次元表面粗度センサを用いて、512 μm 以
下のパワースペクトル波長域で長さ方向のPS和を0.5
μm2に設定すればよいこと。 そこで、線材の脱スケール時において、3次元表面
粗度センサを用いて0.8mmのカットオフ値における長手
方向のSRa 値を0.6 μm 以下とするか、または512 μ
m 以下のパワースペクトル波長域におけるPS和を0.5
μm2以下になるように制御することにより、伸線性すな
わちメカニカルデスケーリング性の良好な線材を得るこ
とが可能であること。
【0018】なお、上記した3次元表面粗度センサの代
わりに、所定領域内で複数本の走査ができる2次元表面
粗度センサを用いても同様の作用効果を得ることができ
る。
わりに、所定領域内で複数本の走査ができる2次元表面
粗度センサを用いても同様の作用効果を得ることができ
る。
【0019】
【実施例】以下に、本発明の実施例について説明する。
被測定材として、規格がSWRH72A相当材で外径5.5
mmφの線材を伸線工程において予め脱スケールする際
に、図1に示すように、3次元表面粗度センサ3を用い
てメカニカルデスケーラ5で脱スケールされた線材1の
長さ方向の2次元平均振幅スペクトル分布を測定した。
このとき、3次元表面粗度センサ3の波長域は512 μm
〜100 μm とした。そして、データ処理装置4におい
て、線材1の長さ方向の512 μm 以下の波長域における
天地部位のPS和を演算させた。
被測定材として、規格がSWRH72A相当材で外径5.5
mmφの線材を伸線工程において予め脱スケールする際
に、図1に示すように、3次元表面粗度センサ3を用い
てメカニカルデスケーラ5で脱スケールされた線材1の
長さ方向の2次元平均振幅スペクトル分布を測定した。
このとき、3次元表面粗度センサ3の波長域は512 μm
〜100 μm とした。そして、データ処理装置4におい
て、線材1の長さ方向の512 μm 以下の波長域における
天地部位のPS和を演算させた。
【0020】そして、得られた天地部位のPS和が目標
値の0.5 μm2以下になるように、仕上圧延機の最終段の
圧延ロール(図示せず)の表面を電解研磨および砥石で
調整し、その圧延ロールを用いて次の同一ロッドの線材
に転写しながら圧延した。そのときのPS和の演算結果
と、その後に目視でスケールはく離性を判定した結果を
表2に示した。この表2において、○印はスケールはく
離性良好、×印はスケールはく離性不良を示す。
値の0.5 μm2以下になるように、仕上圧延機の最終段の
圧延ロール(図示せず)の表面を電解研磨および砥石で
調整し、その圧延ロールを用いて次の同一ロッドの線材
に転写しながら圧延した。そのときのPS和の演算結果
と、その後に目視でスケールはく離性を判定した結果を
表2に示した。この表2において、○印はスケールはく
離性良好、×印はスケールはく離性不良を示す。
【0021】
【表2】
【0022】この表2から明らかなように、PS和が0.
5 μm2以下の線材はスケールはく離性がよいことがわか
る。
5 μm2以下の線材はスケールはく離性がよいことがわか
る。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の第1の態
様によれば、3次元表面粗度センサあるいは2次元表面
粗度センサを用いることにより、脱スケールされた線材
のスケールはく離性を正確に評価することができる。ま
た、本発明の第2の態様によれば、3次元表面粗度セン
サあるいは2次元表面粗度センサの情報を用いて、圧延
ロールの表面粗度を調整して線材表面に転写することに
より、伸線性の良好な線材を製造することが可能であ
る。
様によれば、3次元表面粗度センサあるいは2次元表面
粗度センサを用いることにより、脱スケールされた線材
のスケールはく離性を正確に評価することができる。ま
た、本発明の第2の態様によれば、3次元表面粗度セン
サあるいは2次元表面粗度センサの情報を用いて、圧延
ロールの表面粗度を調整して線材表面に転写することに
より、伸線性の良好な線材を製造することが可能であ
る。
【図1】本発明の一実施例を示す概要図である。
【図2】2次元円周粗度センサによる線材表面の粗さ測
定の従来例を示す側面図である。
定の従来例を示す側面図である。
【図3】断面曲線から表面粗さと表面うねりを検出する
説明図である。
説明図である。
【図4】2次元円周粗度センサによる2次元円周表面粗
さの測定例を示す特性図である。
さの測定例を示す特性図である。
【図5】3次元表面粗度センサを用いたときの線材の測
定部位を示す正面図である。
定部位を示す正面図である。
【図6】3次元表面粗度センサによる3次元表面粗さの
測定例を示す特性図である。
測定例を示す特性図である。
【図7】(a) ,(b) は3次元表面粗度センサによるPS
和の測定例を示す特性図である。
和の測定例を示す特性図である。
1 線材 2 2次元円周粗度センサ 3 3次元表面粗度センサ 4 データ処理装置 5 メカニカルデスケーラ
Claims (4)
- 【請求項1】 メカニカルデスケーラを用いて線材表
面を脱スケールする際のスケールはく離性を評価する方
法であって、3次元表面粗度センサを用いて前記線材表
面の長手方向の表面性状を所定の長さにわたって測定
し、カットオフ値が0.8 mmのときの粗さ曲線から3次元
表面粗さを求め、この3次元表面粗さが0.6 μm 以下で
あるときにスケールはく離性が良好であると判定するこ
とを特徴とする線材表面性状の評価方法。 - 【請求項2】 3次元表面粗度センサまたは2次元表
面粗度センサを用いて、512 μm 以下のパワースペクト
ル波長域で前記線材表面の長手方向の2次元平均振幅ス
ペクトル分布を所定の長さにわたって測定し、そのパワ
ースペクトル和が0.5 μm2以下であるときにスケールは
く離性が良好であると判定することを特徴とする請求項
1記載の線材表面性状の評価方法。 - 【請求項3】 線材表面をメカニカルデスケーラを用
いて脱スケールする際に、3次元表面粗度センサを用い
てカットオフ値が0.8 mmのときの前記線材表面の3次元
表面粗さを測定する工程と、前記3次元表面粗さを0.6
μm 以下になるように圧延ロールの表面粗度を調整する
工程と、からなることを特徴とする伸線性の良好な線材
の製造方法。 - 【請求項4】 3次元表面粗度センサまたは2次元表
面粗度センサを用いてパワースペクトル波長域が512 μ
m のときの2次元平均振幅スペクトル分布を測定する工
程と、前記2次元平均振幅スペクトル分布のパワースペ
クトル和が0.5 μm2以下になるように圧延ロールの表面
粗度を調整する工程とを組み合わせたことを特徴とする
請求項3記載の伸線性の良好な線材の製造方法。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP4258449A JP3022938B2 (ja) | 1992-09-28 | 1992-09-28 | 線材表面性状の評価方法および伸線性の良好な線材の製造方法 |
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JP4258449A JP3022938B2 (ja) | 1992-09-28 | 1992-09-28 | 線材表面性状の評価方法および伸線性の良好な線材の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06106236A JPH06106236A (ja) | 1994-04-19 |
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