JPH0765226B2 - 圧延用のCrメッキロールの製造方法 - Google Patents

圧延用のCrメッキロールの製造方法

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JPH0765226B2
JPH0765226B2 JP4101085A JP4101085A JPH0765226B2 JP H0765226 B2 JPH0765226 B2 JP H0765226B2 JP 4101085 A JP4101085 A JP 4101085A JP 4101085 A JP4101085 A JP 4101085A JP H0765226 B2 JPH0765226 B2 JP H0765226B2
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秀一 岩藤
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は圧延用のCrメツキロールの製造方法の改良に
関する。
〔従来の技術及びその問題点〕
非メツキロールの圧延においては、被圧延材の板エツジ
部分でロールに疵がはいるため、一般にナローダウンと
呼ばれる幅広材から幅狭材の順での圧延が行なわれる。
一方、耐摩耗性の高いクロムメツキロールによる圧延に
おいても、使用初期のロール粗度摩耗の速い時点で同一
幅材の大量圧延を行なうと、通板部と非通板部でロール
に大きな粗度差が発生する。このためこの幅を越える鋼
板を圧延した場合、エツジマーク状の光沢差が発生し、
スケジユールフリー(幅フリー)圧延の障害となる。
本発明は以上のような問題を解決するためなされたもの
で、圧延用のCrメツキロールの製造工程において、ロー
ル表面処理加工を施すことにより、ロール初期摩耗速度
の低下を図り、スケジユールフリー圧延を容易にするこ
とを目的としている。
〔問題点を解決するための手段〕
以下本発明につき詳述する。
本発明者等は、Crメツキロール使用初期において起こる
上記ロール表面の粗度差の発生につき、該ロール表面に
多数存在する粗度ピークの剥離が原因ではないかとして
本発明を創案した。
即ち、Crメツキロール表面の粗度パターンは第2図に示
すようにロール表面側に多数の粗度ピークが存在してお
り、使用初期においてはこのピーク部分が剥離するた
め、ロール粗度摩耗が非常に速い。そのため上述のよう
に、同一幅材の大量圧延により通板部と非通板部でロー
ルに大きな粗度差が発生し、スケジユールフリー圧延で
はエツジマーク状の光沢差を発生することとなるのであ
る。
そこで本発明者等は最初からCrメツキロール表面の粗度
ピーク部分の平滑化を図つておけば、ロール使用中の初
期摩耗速度を低下せしめることができると考えた。
一般にメツキされる対象物の金属材料には、第3図に示
すように機械加工(切削、研摩、衝撃、鍛造、絞り)に
よつて表面が材料素材(1)の内部組織・構造と異なつ
た状態となつている加工層(3)があり、また加工層
(3)と素材(1)との間には、これらの組織が入り混
じつた状態の拡散層(2)がある。該加工層(3)の厚
みは加工履歴によつて異なり一様ではないが、通常の研
摩によつて生ずるもの(ベイルビー層)はÅ単位であ
る。また加工層(3)の上には材料を空気中にさらした
ときに表面にできる酸化物の層(4)があり、更にその
上にサビや、金属材料の表面に付着したきわめて微細な
すす状の粉末からなるスマツトの層(5)がある。その
最表層には空気中に飛散しているゴミ、油脂分、あるい
は加工に用いた機械油、サビの発生を防ぐために塗布し
た防錆油などの付着層である汚れの層(6)がある。
従つて、通常のCrメツキロールの製造工程においては、
脱脂工程により汚れの層(6)を効果的に除去した後、
水洗し、更にエツチング工程でサビ・スマツトの層
(5)及び酸化物の層(4)を除去している。このよう
なエツチング工程では無水クロム酸と硫酸の溶液(クロ
ムメツキ液)中で陽極的にロールを電解することで僅か
にロール表面を溶解し、その後に行なわれるCrメツキ処
理工程でのメツキ密着性を向上せしめることを目的とし
ているが、上記層(4)の下の加工層(3)拡散層
(2)については、これらが金属そのものであり、除去
する必要がないこと、及び平滑面の場合表面が粗化する
おそれがあるので積極的には除去していない(但し、結
果的には加工層(3)の部は除去されるため、エツチン
グと呼んでいる)。
本発明は、Crメツキ処理前に行なわれる上記工程中特に
エツチング工程を高電流密度及び/又は長時間で行な
い、電極となるロール表面の内、電解作用の最も強力と
なる粗度のピーク部で、酸化物の層(4)、加工物の層
(3)だけでなく、拡散層(2)及び素材(1)の一部
まで除去し、第1図に示すように粗度ピークを平滑化
し、その後、Crメツキを行なうようにしたものである。
次に本発明者等は、通常の方法によつて製造されたCrメ
ツキロールと、ロール表面粗度をエツチング工程の際に
低下せしめメツキしたCrメツキロールの粗度摩耗を比較
する実験を行なつた。これらの各ロールは直径530mmの
鍛鋼ロールを用い、各メツキ厚を8μmとして通常方法
によるCrメツキロールの粗度Rzを17μmとした。他方メ
ツキ前のエツチング工程において、その表面粗度を上記
Crメツキロールの粗度Rzより5%,20%及び30%低下せ
しめる電解処理を行ない、その後にメツキ厚8μmのCr
メツキを行なつたものを、通常のCrメツキロールといつ
しよに実験に使用した。更に被圧延材としては焼鈍済の
軟鋼を用いており、伸長率0.5〜1.5%としてウエツト調
圧を行なつた。
以上の調圧を行なつた結果、第4図に示す結果を得た。
同図は調圧距離とロール表面粗度の関係を示しており、
エツチングによる表面粗度の低下率をRzで5%から20%
に変化させると、ロール使用初期でのロール表面粗度低
下がゆるやかになる。このように粗度低下速度がゆるや
かになることにより、ロール使用初期で同一幅材を大量
に圧延したとしても、通板部と被通板部でのロール粗度
差が通常クロムメツキロールよりも少なくなる。しか
し、エツチングによる表面粗度の低下率が20%以下であ
れば、ロール寿命への影響は認められない。熱間圧延で
あれ、冷間強圧下圧延であれ、或いは冷間軽圧下圧延
(調圧)であれ、圧延用ロールは、被圧延材の表面性状
(例えば肌アレ、粗さ)を所定の範囲内にするために、
圧延初期から後期にかけてその時期を問わず、所定の範
囲内の粗さに圧延(用)のロールの表面を保つ必要があ
る。特に冷延鋼板用の調質圧延の場合は、プレス性、塗
装性、塗装後の鮮映性、めっき性、プレス後の搬送性
(荷崩れ、スリ疵防止)などで適切な粗さとなるよう
に、所定の範囲を定めている。このため、メッキ処理前
のロール粗さ、Crメッキによるメッキ層としての粗さを
あらかじめ所定値になるように調整することになる(も
ちろん本発明のエッチングによる調整の場合は、それも
考慮することになる)。しかし前述のエッチングによる
表面粗度の低下率が30%に達すると、所定の範囲の粗さ
の公差範囲を狭めて使用を開始(使用初期)することに
なるので、本発明による通板部の粗度低下効果が得られ
ても、使用可能公差が狭いので、ロール寿命としては短
くなる。また、エツチングによる表面粗度の低下率が5
%未満ではロール使用初期での粗度低下が速く、本発明
の目的を達成できない。
従つて本発明法は、エツチング工程で無水クロム酸及び
硫酸からなるCrメツキ液を用い、前記ロールを陽極とし
てロール表面粗度をRzで初期粗度より5〜20%低下せし
める電解処理を行なつた後、Crメツキすることを基本的
特徴とするものである。
〔作用〕
以上説明してきたように、圧延用のCrメツキロール製造
方法において、本発明はロール粗度ピークのみの平滑化
を図り、ロール初期摩耗速度を低減せしめ、これにより
圧延時通板部と非通板部の粗度差の発生を軽減せしめて
いる。
〔実施例〕
以下本発明の具体的実施例について説明する。
●実施例1. まず本発明者等は、通常の方法により製造されたCrメツ
キロールと、エツチングによる表面粗度の低下率がRzで
15%となるようにして製造されたCrメツキロールを用い
て次のような実験を行なつた。両ロールは直径530mmで
メツキ前のロール粗度Rzが12μmの鍛鋼ロールを用いて
いる。このうち通常方法によるCrメツキロールはそのま
まCrメツキ(メツキ厚8μm)している。これに対し、
もう一方のロールは、メツキ前のエツチング工程におい
て、第5図に示すように無水クロム酸及び硫酸よりなる
Crメツキ溶液を満たした電解槽(10)内に、吊り具(1
1)により吊下したロール(12)を陽極として浸漬せし
めると共に、その周りに電極板(13)を陰極として配設
せしめ、電解処理を行なつた。その際、使用したメツキ
溶液中の無水クロム酸は250g/、また硫酸は10g/で
あり、液温は48℃であつた。更に電解処理条件としては
積算電流量(電流密度×時間)で(270A/dm2)・min程
度とした。そして該エツチング処理後Crメツキ(メツキ
厚8μm)を行なつた。尚、参考としてロール表面粗度
Rzを16μmとした場合、これを5〜20%低下させるため
には、50〜500g/好ましくは200〜300g/の無水クロ
ム酸と該無水クロム酸量の0.5〜10%好ましくは1〜8
%の硫酸を含み、温度35〜60℃のCrメツキ溶液中で積算
電流量で(40〜500A/dm2)・min程度となる電解処理を
行なえば良い。そしてこれらのロールを用い、伸長率0.
5〜1.5%のウエツト調圧にて、広幅の焼鈍済軟鋼を約10
0Km圧延した。また上記エツチング処理を行なつたロー
ルについては、更に同一幅材につき約50Kmの圧延を継続
した。
第6図(a)(b)は、上記圧延を行なつた後の各ロー
ルの板エツジ付近のロール表面粗度変化を示したもので
ある。同図(a)に示す通常方法で製造したCrメツキロ
ールのロール表面粗度パターンは、板エツジの接触によ
り付いたエツジマークEを中心にロール端側の粗度Rzが
9μm、ロールセンタ側の粗度Rzが7.5μmとなつた。
これに対し同図(b)に示す表面粗度を15%低下せしめ
る処理を行なつたCrメツキロールの粗度パターンは、調
圧距離が長かつたにもかかわらず、ロール端側及びロー
ルセンタ側の粗度Rzが共に7μmとなつた。
このように本発明法によつて製造されたCrメツキロール
では、通板部と非通板部でのロール粗度差が少なくなつ
ている。
●実施例2. 更に本発明者等は、直径530mm、エツチング前ロール粗
度Rzが17μmの複数の鍛鋼ロールを用い、これらのうち
一部は、そのままCrメツキ処理(メツキ厚8μm)した
通常方法により製造されたCrメツキロールを、また他の
ものは、メツキ前のエツチング工程で高電流密度且つ長
時間の電解処理を行ない夫々表面粗度を3%,5%,10%,
15%,20%,25%及び30%低下せしめ、その後にCrメツキ
処理(メツキ厚8μm)を行なつたCrメツキロールを使
用して、伸長率0.5〜1.5%にてウエツト調圧を行なつ
た。その際、焼鈍済軟鋼を被圧延材とし、調圧距離を20
0Kmとした。
第7図は、この調圧後の各ロール表面(ロールセンタ部
分)粗度と、被圧延材のエツジマーク発生状況を示すグ
ラフ図である。同図によれば、通常方法により製造され
たCrメツキロール及び表面粗度を3%低下せしめたCrメ
ツキロールで調圧された被圧延材には、目視可能なエツ
ジマークが発生している。これに対し表面粗度を5%,1
0%,15%及び20%低下せしめたCrメツキロールでは、圧
延後のロール表面粗度が上記ロールと殆どかわりがなく
なるにもかかわらず、これらによつて圧延された被圧延
材にはエツジマークの発生がない。また、表面粗度を25
%及び30%低下せしめたCrメツキロールによれば、これ
によつて圧延された被圧延材には同様にエツジマークの
発生はないが、該ロールの表面粗度は小さくなつてお
り、このまま使用すれば上記ロールより早く寿命が来て
しまうことがわかる。
〔発明の効果〕
以上説明してきたように、表面粗度ピークの平滑化を図
る本発明の圧延用のCrメツキロールの製造方法によれ
ば、該方法で製造されたロールの初期摩耗速度の低下が
図られ、通板部と非通板部でのロール粗度差が小さくな
つて、スケジユールフリー圧延の実施を容易にすること
ができるという優れた効果を有している。そのためスケ
ジユールフリー圧延の実施により、圧延工程規制の緩和
のみならず、ロール組替数の減少による圧延機稼動率の
向上及びロール加工費の軽減が図られる等種々の利点を
有している。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方法により製造されるCrメツキロールの
ロール表面粗度パターンを示す表面拡大図、第2図は従
来法により製造されたCrメツキロールのロール表面粗度
パターンを示す表面拡大図、第3図は金属材料の表面付
近層構造を示す部分拡大図、第4図は本発明の創案の際
行なつた実験における調圧距離とロール表面粗度の関係
を示すグラフ図、第5図はエツチング工程中に行なう電
解処理の状態を示す説明図、第6図(a)(b)は本発
明方法により製造されたCrメツキロールと通常方法によ
り製造されたCrメツキロールの調圧後の板エツジ付近の
ロール表面粗度パターンを示す表面拡大図、第7図は本
発明方法により製造されたCrメツキワークロールと他の
方法により製造されたCrメツキワークロールの調圧後の
ロール表面粗度と、被圧延材のエツジマーク発生状況を
示すグラフ図である。 図中、(1)は素材、(2)は拡散層、(3)は加工
層、(4)は酸化物の層、(5)はサビ・スマツトの
層、(6)は汚れの層、(10)は電解槽、(11)は吊り
具、(12)はロール、(13)は電極板を各示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 重光 大阪府豊中市上新田1―24 (72)発明者 中野 隆俊 広島県三原市糸崎町4012

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】メッキ前に脱脂、水洗及びエッチングを行
    う圧延用のCrメッキロールの製造方法において、エッチ
    ング工程で無水クロム酸及び硫酸からなるCrメッキ液を
    用い、前記ロールを陽極としてロール表面粗度をRzで初
    期粗度より5〜20%低下せしめる電解処理を行った後、
    Crメッキすることを特徴とする圧延用のCrメッキロール
    の製造方法。
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