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激光毛化技术原理及其应用领域分析

2019-07-18 00:06
棒棒书香
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  毛化冷轧薄板是汽车、家电、电子和轻工业生产需求的重要原材料。轧辊表面进行毛化加工有多种方法,由于激光毛化技术在加工方法、提高成型性能、涂镀后光亮度以及生产成本方面比其他毛化方法具有更大的优越性,因此激光毛化技术一直受到钢铁企业的高度重视。

  激光毛化技术,是20世纪80年代比利时冶金研究中心研制出来的技术。并于1984年开发出第一台CO2激光毛化设备,1985年成功应用于汽车生产领域。随后,日本、德国相继从比利时引进开发CO2激光毛化技术。20世纪90年代,日、韩一些企业开始研制YAG激光毛化设备,同时,我国的激光毛化技术开始发展,以CO2和YAG两种激光毛化设备为主,用于生产冷轧钢板。

  激光毛化技术原理是利用经过特殊调制的高能量密度高重复频率的脉冲激光束在聚集后入射到轧辊表面实施预热和强化,在聚集点处形成微小的熔池,同时由侧吹装置对微小熔池施以设定压力、流量、方向的辅助气体,使熔池中的熔融物按指定要求尽量堆积到熔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,以形成激光毛化板。

  激光毛化技术不仅能提高钢板的表面质量和成型性能,还能强化轧辊,提高轧辊的耐磨性。激光毛化钢板表面有大量以凹坑、凸包为特征的硬化点,在拉伸变形过程中,离散分布的硬化点发挥了均化、稳定变形和延缓变形集中的作用,使钢板的伸长率明显高于同材质光滑板。同时,激光毛化钢板表面的粗糙形貌可增强镀锌、镀锡等涂层的附着能力,提高成型件表面涂漆光亮度。

  目前激光毛化技术的研究主要集中于毛化坑形貌及分布控制、多头加工技术、激光能量的合理利用等几个方面,其中毛化坑分布控制是激光毛化技术的难点,对激光毛化技术的发展至关重要。作为第三代轧辊毛化技术,激光毛化技术正得到更广泛的研究。

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