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JPH0436476A - Production and device of steel sheet having amorphous surface layer - Google Patents

Production and device of steel sheet having amorphous surface layer

Info

Publication number
JPH0436476A
JPH0436476A JP14394590A JP14394590A JPH0436476A JP H0436476 A JPH0436476 A JP H0436476A JP 14394590 A JP14394590 A JP 14394590A JP 14394590 A JP14394590 A JP 14394590A JP H0436476 A JPH0436476 A JP H0436476A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
anodized
steel sheet
laser beam
laser light
irradiated
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP14394590A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshihiro Akai
芳弘 赤井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Industries Ltd filed Critical Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority to JP14394590A priority Critical patent/JPH0436476A/en
Publication of JPH0436476A publication Critical patent/JPH0436476A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

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。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method for manufacturing a steel plate in which the surface portion of an anodized Ni-Zn alloy plated steel plate is rendered amorphous by irradiation with laser light. Regarding the device.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

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。
Ni-Zn alloy plating is widely used because of its excellent corrosion resistance. However, since the plated surface is white or grayish-white, there are restrictions on its use for naked use. On the other hand, in recent years, there has been a strong demand for bare use in applications such as home appliances, and for this reason, blackened steel sheets that have a black appearance have come into widespread use.

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。
As this blackening treatment method, in addition to a method of coating with a black resin film and other methods, a method of blackening by anodizing treatment is also known.

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。
The present applicant has previously proposed a method for producing a blackened steel sheet with even better color tone in Japanese Patent Application Laid-Open No. 110798/1983.

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。
On the other hand, it is known that when the surface of a steel sheet is made amorphous, there is a significant improvement in corrosion resistance, weather resistance, design, etc. The alloy layer can be made amorphous by rapidly heating and melting the surface and then rapidly cooling it.

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。
In this regard, the present applicant has published Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-69938.
No. 1, it was disclosed that when making a Ni-based alloy amorphous, the surface portion is irradiated with laser light and then immediately cooled with gas.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

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
However, since the surface of the Ni-Zn plated steel sheet to which the present invention is applied is white or grayish-white as described above, even if the surface is irradiated with laser light according to the conventional technology, the absorption of laser light will not occur. The amount is small, requiring irradiation at high power, and even if irradiation is performed at high power, it is difficult to form a sufficient amorphous layer.

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。
Therefore, an object of the present invention is to reliably form a desired amorphous layer even when irradiated with a laser beam of low output.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

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。
In order to solve the above problem, the anodized surface of an anodized NiZn-based alloy plated steel sheet is irradiated with laser light to melt the surface, and then rapidly cooled to form an amorphous layer. This can be solved by letting

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。
Further, in terms of the device, there is a feeding means for feeding out the anodized Ni-Zn alloy plated steel sheet with the anodized surface facing downward, a winding means for the same, and a winding means between the feeding means and the winding means. A laser beam irradiation means for irradiating a laser beam onto the anodized surface facing downward of the steel plate, and a cooling means for bringing liquid nitrogen into contact with the surface opposite to the laser beam irradiation surface substantially downstream from the laser beam irradiation position. This can be solved by having the following.

〔作用〕[Effect]

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。
In the present invention, in particular, a Ni--Zn alloy plated steel sheet is anodized, and the anodized surface is irradiated with laser light.

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。
The anodized surface has a black color, which increases the energy absorption efficiency of the laser light. Moreover, since the anodized surface is extremely thin (less than 1 μm), it melts quickly when irradiated with laser light, and when the underlying plating layer is exposed, it increases the reflectance of the laser light, which absorbs the laser light. The efficiency decreases in a very short period of time, and when combined with the use of cooling means,
The cooling effect is excellent, which satisfies the conditions for sufficient amorphization, and the advantages of the laser beam irradiation method become apparent.

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。
Further advantageously, since the anodized surface is black and has large irregularities, it acts as a nearly perfect black body for the irradiated laser beam, and has extremely high energy absorption efficiency of the laser beam.

〔発明の具体的構成〕[Specific structure of the invention]

以下本発明を図面を参照しながらさらに詳説する。 The present invention will be explained in more detail below with reference to the drawings.

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。
FIG. 1 shows an example of the apparatus of the present invention, in which a Ni--Zn alloy plated steel plate is produced in advance by electroplating or the like, and this plated steel plate is subjected to an anodizing treatment.

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。
Such anodized Ni-Zn alloy plated steel sheet 1
is fed out from the feeding roll 2 with its anodized surface 1a facing downward. This steel plate is made amorphous by an amorphizing means described below, and then wound up by a take-up roll 3.

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。
The anodized surface 1a is located between the feed roll 2 and the take-up roll 3, and is irradiated with laser light by a laser light irradiation means 4 from below. The laser beam is scanned in the width direction of the plated steel plate l. On the surface opposite to the surface irradiated with this laser beam, in a specific example, on the top surface,
A cooling means 5 is provided that brings liquid nitrogen into contact substantially downstream from the laser beam irradiation position.

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。
The cooling means 5 specifically includes a storage tank 5 containing liquid nitrogen N.
A, a sealing means 5B for sealing between the bottom wall and the steel plate 1, a pump 5C for constantly updating the surface of the steel plate 1 and liquid nitrogen N to enhance the cooling effect, and irradiation of the liquid nitrogen N with laser light. It is equipped with a circulation path 5D that projects the image to the position. The liquid level of liquid nitrogen N is always aligned with the irradiation position of the laser beam.

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。
On the other hand, in order to prevent the laser beam from scattering due to haze and dust generated when the laser beam is irradiated onto the steel plate l, a fan 6 is used to blow air at the laser beam irradiation position in order to eliminate the haze and dust. It is like projecting.

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。
Under the apparatus configured in this way, a laser beam such as a CO2 laser, YAG laser, or glass laser is scanned in the width direction of the steel plate by the laser beam irradiation means 4 on the anodized surface 1a with an output of about 1 to 5 W. It is irradiated while being irradiated.

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。
This irradiation quickly reduces the diameter to 1 μm or less, usually 0.1 μm.
The anodized surface of about m is melted, and at the same time, liquid nitrogen N is used to cool the opposite surface. The melting thickness due to laser beam irradiation is in a shallow range of about IO μm because the plated surface is exposed by melting. In this way, an amorphous layer is formed in an extremely thin portion of the surface of the steel plate 1.

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。
In the present invention, a small amount of laser light is sufficient for laser light irradiation. Therefore, continuous pulse oscillation without using a Q switch is possible. Further, in the above example, cooling was performed using liquid nitrogen, but it is also possible to perform cooling using other cooling media. Furthermore, as a cooling device, a cooling medium may be projected onto the surface of the steel plate. On the other hand, although it is desirable to perform cooling from the surface opposite to the surface irradiated with the laser beam, it is possible to cool the anodized surface directly or while cooling from the opposite surface.

〔実施例〕〔Example〕

次に実施例により本発明の効果を明らかにする。 Next, the effects of the present invention will be clarified through examples.

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。
In the process of manufacturing a Ni-Zn alloy electroplated steel sheet with a thickness of 0.5 to 1.5 mm and a width of 914mm, the final plating was anodized to obtain a blackened steel sheet. The plating bath composition and anodizing conditions are the same as in Example 1 in JP-A-61-110798.

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
The blackened steel plate is treated with the apparatus shown in FIG.
It was made amorphous. The conditions at this time are as follows.

(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。
(1) A continuous pulse oscillation method is used for the C02 laser without using a Q switch.

(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。
(2) Power density: I G5W/at (3) Irradiation spot area: 1O-5cnr (4) Irradiation time: 10-7 seconds per spot (5) Scanning speed: 3X10'an/second (6) Steel plate speed: 1.5-2.0ao 7 seconds (7) Cooling rate: 107-10'' for 7 seconds As a result, clear formation of an amorphous layer was observed on the surface portion.

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。
On the other hand, the level of laser light output that can form a similar amorphous layer on a steel sheet that has not been blackened by anodizing treatment was investigated.

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。
As a result, it was found that a power of about 5W was sufficient according to the present invention, whereas it was 40W for a steel plate that was not black-treated. In addition, the laser beam diameter is 0.20 x 10-”an for steel sheets that are not black-treated.
However, according to the present invention,
It has been found that it can be increased to 0.56xlO''Cm.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

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。
As described above, according to the present invention, a desired amorphous layer can be reliably formed even by irradiation with a low-power laser beam.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

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。
FIG. 1 is a schematic diagram of an example of the apparatus of the present invention. ■... Steel plate, 2... Feeding roll, 3... Winding roll, 4... Laser light irradiation means, 5... Cooling means.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (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。
(1) The anodized surface of an anodized Ni-Zn alloy plated steel sheet is irradiated with laser light to melt the surface and rapidly cooled to form an amorphous layer. A method for manufacturing a steel sheet having an amorphous surface layer.
(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。
(2) a feeding means for feeding out an anodized Ni-Zn alloy plated steel plate with the anodized surface facing downward;
a winding means; a laser light irradiation means for irradiating a laser beam onto an anodized surface facing downward of the steel sheet between the feeding means and the winding means; and a surface opposite to the surface irradiated with the laser beam. A manufacturing apparatus for a steel sheet having an amorphous surface layer, comprising a cooling means for bringing liquid nitrogen into contact substantially downstream from a laser beam irradiation position.
JP14394590A 1990-06-01 1990-06-01 Production and device of steel sheet having amorphous surface layer Pending JPH0436476A (en)

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JP (1) JPH0436476A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996041898A1 (en) * 1995-06-12 1996-12-27 The Secretary Of State For Defence Coatings for corrosion protection
CN104988436A (en) * 2015-06-23 2015-10-21 太原理工大学 Preparation method for zirconium-based amorphous alloy

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