ステンレス鋼を扱ったことがある人なら、すべての熱間圧延コイルが同じように作られているわけではないことをご存知でしょう。 10 年以上にわたって熱間圧延ステンレス鋼コイルを供給してきた者として、私は、表面の粗さという 1 つの小さな細部がプロジェクトの成否を左右することをこの目で見てきました。このゲームに不慣れな人の中には、それを些細な表面的なものとして片付けてしまう人もいるかもしれませんが、信じてください、それはそれだけではありません。それは、材料の扱いやすさから数年後のパフォーマンスに至るまで、あらゆることに影響します。私たちに注文を始めたばかりの新しい製造業者と同じように、これを詳しく説明してみましょう。
まず、ここで表面粗さが実際に何を意味するのかを理解しましょう。ステンレス鋼を熱間圧延する際、再結晶温度（ほとんどのグレードでは約 1,000°C または 1,832°F）よりもはるかに高い温度まで加熱し、ローラーに通して必要な厚さにします。冷却すると、表面に小さな山、谷、凹凸ができます。Ra 値で測定すると、マイクロインチまたはマイクロメートルの凹凸が生じます。 Ra が低いということは、表面がより滑らかであることを意味します。 Ra が高いほど、より粗く、より質感が高いことを意味します。
次に、これが製造にどのような影響を与えるかについて話しましょう。コイルを曲げたり、成形したり、深絞りしたりする場合、表面粗さは非常に重要です。熱間圧延されたステンレス鋼のストリップコイルを自動車のトリムに成形しているときにひび割れが続いたため、パニックになったお客様から私に電話があったことがあります。結局のところ、彼らは、粗いピークが応力点として機能することを認識せず、安価であるという理由でより高い Ra コイルを注文したことが判明しました。材料を曲げると、これらの小さな高いスポットにより、滑らかな表面よりもはるかに大きな圧力が集中します。これは時間の経過とともに拡大する微小亀裂につながり、耐える必要がある部品にとっては悪夢です。 Ra が低くなるように順序を調整しました
そして問題は解決しました。表面が滑らかになったことにより、応力が上昇することなく材料を均一に変形させることができます。
溶接も粗さが重要な分野です。表面が非常に粗い場合は、汚れ、酸化、さらには小さな金属粒子が谷間に閉じ込められている可能性が高くなります。溶接すると、これらの不純物が溶接部に多孔性を引き起こし、小さな穴ができて接合部が弱くなることがあります。汚れた粗い表面に隠れた気孔が原因で、外側では完璧に見えた溶接が数か月後に崩れるのを見たことがあります。また、溶接ビードの配置にも影響します。表面が滑らかであれば、よりきれいで一貫性のある溶接が得られ、後の研削や仕上げ作業が少なくなります。製造業者にとって、それは時間の節約と人件費の削減につながります。これは、今日誰もが関心を持っていることです。
次に耐食性です。ステンレス鋼の最大の力は、表面に形成されるクロムを豊富に含む不動態層であり、錆から保護します。しかし、表面が荒れていると、その層を維持するのがはるかに困難になります。小さな谷や隙間には、湿気、塩分、その他の汚染物質が閉じ込められます。マリン部品やアウトドア用品に使用されるコイルを思い浮かべてください。この凹凸がスポンジのように水を保持します。時間が経つと、隙間腐食が発生します。これは、ステンレス鋼で最も一般的な問題の 1 つです。数年前、当社の製品に切り替えた海洋業界の顧客がいました。
管理された低 Ra 表面を備えたこの材料は、以前のサプライヤーの粗い材料と比較して、腐食関連の修理が 70% 減少したと報告しています。表面が滑らかであるということは、汚染物質が隠れる場所が少なくなるため、不動態層がより長く無傷のままであることを意味します。
塗装、パウダーコート、または装飾仕上げの適用を計画している場合は、表面粗さもコーティングと仕上げに影響します。粗い表面は塗料を保持しにくく、接触面積が少ないため、コーティングが欠けたり剥がれたりしやすくなります。逆に、テクスチャによってはグリップ力が向上することもありますが、それはコントロールされている場合に限られます。踏み面や手すりなどを作成する場合は、意図的に少し粗くした方がよい場合があります。重要なのは、処理が不十分なコイルから生じるランダムで一貫性のないピークではなく、均一な粗さであるということです。当社はお客様と協力して、お客様の最終用途に基づいて必要な Ra 値を正確に把握します。ここで万能なものはありません。私はいつも彼らに「何を作っているのか教えてください。適切な表面粗さを教えて差し上げます」と言います。
耐久性と摩耗も大きな問題です。熱間圧延ステンレス鋼コイルがコンベヤ部品、産業機械、調理器具などの摩耗の激しい用途に使用される場合、表面の粗さが摩耗の速さに影響します。表面が粗いと、2 つの部品がこすれるときに摩擦が大きくなり、摩耗が早くなります。頂点がはぎ取られ、より深い谷が残り、部品の取り付けが不十分になったり、破損したりする可能性があります。表面がより滑らかで均一になると摩擦が軽減されるため、部品の寿命が長くなります。食品加工工場用のコンベヤー ベルトを製造している顧客は、6 か月ごとに部品を交換する必要がありました。当社の低 Ra 熱間圧延ステンレス鋼ストリップ コイルに切り替えてから、2 年間問題なく使用できています。滑らかな表面により摩擦が軽減され、掃除も簡単になりました。これは彼らにとって二重の利点でした。
待って、外見も忘れないでください。たとえ機能的な部品であっても、目に見えるものであれば、表面の粗さが重要になります。粗い表面は鈍くて不均一に見えますが、滑らかな表面は一貫したきれいな仕上がりになります。建物のファサードやトリムなどの建築部品の場合、それは交渉の余地がありません。私は建築家に、ステンレス鋼が重要なデザイン特徴であるプロジェクトに対して非常に低い Ra を指定してもらいました。粗い表面によるランダムな質感や色むらは望ましくない。とはいえ、一部の産業用途では、実際には少し粗い表面の方が有利です。たとえば、加工中に材料を掴む必要がある場合、制御された粗さは工具の保持に役立ちます。要は仕事の粗さに合わせることです。
さて、サプライヤーはどのようにして表面粗さを管理しているのでしょうか?それは単なるランダムではなく、多くのプロセスが用意されています。最初のステップは圧延機です。ローラー自体の質感、圧延中に加えられる圧力、冷却速度のすべてが最終表面に影響を与えます。均一な表面を得るために精密研削ローラーを使用し、倉庫から出荷される前にすべてのコイルを表面粗さ計で監視します。また、熱間圧延、焼き鈍し、酸洗、さらには少し滑らかにするための軽いスキンパスなど、さまざまな仕上げも提供しています。スキンパッシングは軽いロールであり、粗さをわずかに軽減し、寸法精度も向上させるため、製造上の利点となります。
人々が犯す最大の間違いは、表面粗さについて事前に質問しないことだと思います。多くの顧客は、Ra を指定せずに「熱間圧延ステンレス鋼コイル」だけを注文し、プロジェクトに適さない材料を使用することになります。サプライヤーとして、たとえそれが最初の要求に含まれていなかったとしても、私は常にそれを取り上げます。たとえば、誰かが深絞りのキッチンシンクを製造している場合、あまり成形を必要としない構造部品を製造している場合よりも低い Ra をお勧めします。当社の素材を理解し、お客様がコストのかかる間違いを回避できるよう支援することも私たちの仕事の一部です。
昨年の実例でこれを締めくくりたいと思います。以前のステンレススチールコイルのエッジが粗く、高級テーブルを滑らかに仕上げるにはあまりにも多くのサンディングが必要だったため、不満を抱いていたカスタム家具メーカーに連絡を取りました。彼らは私たちに注文しました
表面は 1.6 Ra です (これは装飾用途では一般的な値です)。これを使用すると、サンディング時間が 50% 短縮され、最終的な仕上がりがより安定したとのことでした。ステンレス鋼のあらゆるニーズに当社を独占的に使用するようになり、細部の表面の粗さなどに注意を払いながら、そのような関係を築いています。
結局のところ、表面粗さは単なる技術仕様ではありません。これは、製造速度、部品の性能、耐久性、コスト、さらには外観にさえ影響を与える重要な要素です。あなたが製造業者、建築家、製造業者であっても、時間をかけて熱間圧延ステンレス鋼コイルの適切な表面粗さを得ることで、時間、コスト、そして頭痛の種を節約できます。
プロジェクトに取り組んでいて、必要な表面粗さがわからない場合でも、推測しないでください。ご連絡ください。お客様の特定の用途に最適な材料を見つけるお手伝いをいたします。当社は、適切なグレードのステンレス鋼の選択から完璧な表面粗さの実現に至るまで、あらゆる段階をガイドする専門知識を持っています。あなたのプロジェクトについてお話しましょう。あなたに合った熱間圧延ステンレス鋼コイルを確実に入手できるようにいたします。
参考文献
- ステンレス鋼ハンドブック、米国鉄鋼協会、2020 年。
- 熱間圧延ステンレス鋼の成形性に及ぼす表面粗さの影響、材料加工技術ジャーナル、Vol. 267、2019、123-131ページ。
- 表面粗さを制御したステンレス鋼の腐食挙動、腐食科学、Vol. 156、2019、108472ページ。
- ステンレススチールコイルの熱間圧延と表面仕上げ、ステンレススチールワールドマガジン、2021 年 10 月。
- 熱間圧延ステンレス鋼の製造ベスト プラクティス、製造者向けガイド、2022 年。
