激光毛化

王朝百科·作者佚名 2010-06-18

激光毛化技术是采用高能量、高重复频率的脉冲激光束在聚焦后的负离焦照射到轧辊表面实施预热和强化，在聚焦后的聚焦点入射到轧辊表面形成微小熔池，同时由侧吹装置对微小熔池施于设定压力和流量的辅助气体，使熔池中的熔融物按指定要求尽量堆积到融池边缘形成圆弧形凸台（峰值数）。激光毛化是一种用于轧钢生产的现代高新技术。激光毛化是世界上新近发展起来的冷轧钢辊毛化新技术。激光毛化轧辊具有比喷丸毛化螺丝更长的使用寿命，在轧板过程中能提高轧制速度，减少版面擦伤，改善版型，在板卷退火中防止粘连，能显著提高工厂的生产率和产品质量。

YAG激光毛化设备及加工方法已经成熟运用在钢铁、冶金的精密带钢、冷轧薄板、镀锌板、镀锡板、不锈钢板带上。应用激光毛化技术对轧辊能够提高轧辊使用寿命、减少辊耗，降低退火粘连缺陷，对板、带能够提高产品冲压性能、改善表面涂漆附着力，增加光亮度，减少黑带现象产生等。

激光毛化技术目前已经广泛应用于汽车、建筑、家电及电子、轻工及国防等领域，为国家和企业创造了数十亿元的经济效益，应用我所技术的企业不仅提高了其产品档次和竞争力，而且多家的毛化板带实现出口创汇。

激光毛化冷轧辊技术是八十年代在世界上才发展起来的生产优质冷轧薄钢板新技术。由于激光毛化技术在加工方法上、在提高成型性能和涂镀后光亮度以及综合生产成本方面都比其它毛化方法具有更大优越性，因此激光毛化技术一问世便受到钢铁企业和使用部门的高度重视，优质冷轧薄板和薄带不仅需要优良的材质，而且对薄板表面质量（如表面粗糙度和形貌）有严格的要求，才能确保薄板优良的成形性能和表面涂镀性能。激光毛化汽车板由于涂漆后反射映像光泽度高，在国外被称为“镜面钢板”，是生产高级轿车面板的优质板材。因此，激光毛化冷轧薄板（带）是汽车、家电、电子和轻工业生产需求的重要原材料。

激光毛化技术基本原理其特点是利用经过特殊调制的高能量密度（104~106W/cm2）、高重复频率（每秒数千至上万）的脉冲激光束在聚焦后入射到轧辊表面实施预热和强化，在聚焦点处轧辊表面形成微小溶池，同时由侧吹装置对微小溶池施以设定压力、流量、方向的辅助气体，使溶池中的溶融物按指定要求尽量堆积到溶池边缘形成圆弧形凸台。这些预热区、微坑、凸台在轧辊自导热的作用下迅速冷却形成硬度强化区。然后在薄板轧制或平整过程中，轧辊表面上的凸台在板面上再形成若干变形硬化质点（微坑），以形成激光毛化板。这种新型表面结构是在不降低原材质表面韧性的情况下，由无数微小均布的强化点对表面实行针轧，从而在辊、板表面实现刚柔并济的表面结构。这种表面结构的优点主要表现在以下方面：

1)激光毛化在轧辊表面形成均匀分布的圆弧形凸台，其硬度、强度都明显高于其它毛化方式。并能有效的避免轧辊残余应力集中、韧性降低等现象，延长轧辊使用寿命。

2)在轧制过程中，改善辊与板间摩擦（增加摩擦力）和接触条件以有利于轧制工艺顺利进行（可增大轧机压下量和轧制速度），减少擦伤和粘连，改善板型，提高板面质量。

3)在板材成型过程中，板面微坑有储油和冷却作用，改善板与磨具间的摩擦和接触条件（减小摩擦、增加润滑），以利于材料流动，使成型工艺易于进行。同时，板面微坑可容纳成型过程中产生的金属屑，减少成型表明划伤，提高工件质量。可增强板面对涂层的附着力和提高成形件表面涂漆光亮度，增加产品的附加值。

激光毛化的特点激光毛化钢板表面的小凹坑不连通，有利于在后期冲压成型时储油和捕捉金属碎屑，储油性好，防止冲压划伤，保证了钢板的深冲性。并使冲压零件表面光整，同时减少冲压用油。

辊面的激光毛化形貌均匀、可控，平滑面占整个毛化面的60% ，使轧制出的钢板的板面平坦度高，提高了带钢表面的光洁度和涂漆后的鲜映度。为用户增加了产品的竞争能力，可生产激光镜面钢板 (Laser Mirror Steel) 。

激光毛化钢板表面粗糙度均匀、排列规则、形貌可以预控、重复性好、粗糙度调节范围大。可以根据用户需要做特殊设计，开发新品种，如印花板面等。

激光束在对轧辊毛化的同时还具有对其表面进行强化的作用，可提高轧辊使用寿命，减少换辊量和轧辊消耗，提高轧机生产效率。

CO2激光毛化形貌的辊板转换状态一般是凹坑的复印率为20% ，凸台的复印率为80% ，由于CO2激光毛化起作用的主要是凸台部分，所以激光毛化转换率高，不易堵塞，毛化效果好，过钢量高。

毛化粗糙度调节灵活，可适应多品种开发和生产。

占地面积小，地基简单。

加工效率快。一根轧辊（φ500×1780mm）的加工时间在30－40分钟内。

自动化程度高，功能丰富。数控点加工，加工异形轧辊可先仿形后毛化。