激光毛化原理及特点123讲解

目录

1 前言 (1)

1.1 概述 (1)

1.2 冷轧薄板用途一般冷轧薄板和毛化板的区别 (2)

2 激光毛化原理 (4)

2.1 激光产生原理 (4)

2.2 激光毛化原理 (7)

2.2.1 激光毛化轧辊 (7)

2.2.2 钢板的毛化 (9)

2.3激光毛化的分类 (10)

2.3.1 CO2激光毛化系统 (10)

2.3.2 YAG激光毛化系统 (11)

2.4 激光毛化的主要特点 (12)

2.5 不同毛化方法的比较 (13)

3 瑞通千里激光设备有限公司生产的YAG激光毛化设备 (15)

3.1 LT S-YAG型激光毛化系统主要组成部分 (15)

3.2 主要技术参数 (15)

3.3 装备主要型号 (16)

3.4 生产工艺 (16)

3.5 应用范围 (16)

3.6 LTS-YAG激光毛化装备的主要特点 (16)

3.7 市场前景 (17)

激光毛化原理与特点

一前言

1.1 概述

随着国民经济的快速发展，各行各业对金属板带箔的质量要求越来越高，用户希望毛化板能够达到国外新产品的品质。据权威部门统计：2006年，我国共产钢材44685万吨，与上年同期相比，净增9172万吨，增幅达24.45%。其中2006年，我国共产冷轧薄板3706万吨。跟上年同期相比，净增1024万吨，增幅达39.11％。即冷轧薄板的增幅比钢材增幅高14.66%。2006年，我国冷轧薄板进口70.24万吨，跟上年同期相比，锐减56.92万吨，减幅为48 .79%。同样，2006年，我国出口冷轧薄板46.35万吨，跟上年同期相比，猛增29.38万吨，增幅为173.2%。表明我国冷轧薄板产品饱和的端倪开始出现，下一轮冷轧薄板的市场竞争将白热化。

图1.1 轧辊与冷轧板

毛化冷轧薄钢板是由表面经毛化处理的轧辊轧制而成的，钢铁工业轧辊毛化技术发展经了了三个阶段：①六七十年代的喷丸毛化技术（ Shot blasting）,（图

1.2）所示,使用硬质砂丸高速喷向辊面实现轧辊表面毛化，从而在轧辊表面砸出密密麻麻的小坑。但这种毛化工艺高噪音、大粉尘和高功耗。而且具有轧辊表面区域硬度、喷丸尺寸和冲击速率以及冲击角的随机性、不均匀性、难以控制和重复性不好等缺陷，加之处理成本较高，目前已经在发达国家中被激光毛化技术和电火花毛化技术所取代。②七八十年代电火花毛化技术（Electron-discharge texturing）,（图1.3）所示，基本原理是将轧辊和石墨电极浸放在绝缘油中，轧辊旋转过程中，石墨电极与轧辊之间施加脉冲电压，在一定条件下，电极与轧辊间发生击穿放电现象，放电产生的正负离子在电场的加速作用下分别轰击轧辊表面和电极表面，脉冲轰击能量使轧辊局部温度超过其熔点，造成轧辊表面局部熔化或气化。脉冲间隙，无放电现象发生，原先脉冲放电期间产生的金属液滴会在从熔坑溅出到绝缘油过程中冷凝，造成轧辊表面形成一系列凹坑。大多数钢企只是认为其形貌的均匀性、保持性比喷丸毛化好。但此种工艺存在着轧辊使用寿命短、设备维修率高、耗电量大、维修不方便和油污染严重等问题③近期才诞生的激光毛化技术（laser texturing）,采用高能量密度、高重复频率的脉冲激光在冷轧辊表面按预定形貌和几何分布进行熔凝造形，再使用毛化轧辊轧制出高品质的冷轧薄板。激光毛化与喷丸毛化和电火花毛化相比，优点有：轧辊硬度高，延长使用寿命，可提高1

2.5%以上，如昆钢冷轧厂的试用表明：以往未经过毛化处理的平整机工作辊平均换辊周期为200顿/对，经激光毛化处理后，使用周期可达600顿/对；轧辊表面粗糙度均

匀、可控，能明显改善毛化板深冲性能和涂镀性能；激光毛化过程中无噪声、无污染。

图1.3 电火花毛化原理图

1.轧辊

2.电解液

3.电极

4.毛化头

5.高压电火

6.低压电火

7.选择电流8.机械脉冲

图1.2机械喷丸

激光毛化在国际毛化领域具有前瞻性和市场前景，国家对这项技术高度重视，早就纳入了“八五”时期重点攻关课题。90年代，我国工业、科研及高校分别采用带有机械调制器的大功率Co2激光设备及带有调Q开关的大功率YAG激光设备，对轧辊进行表面毛化处理，取得了良好效果。但激光毛化设备还远没有达到市场化，部分原因是宣传的力度不够，厂商没有深入和足够的了解激光毛化相比于传统毛化工艺的优劣。目前激光毛化已成功应用于我国各类冷轧薄板、精密带钢和特殊带钢的生产，国内使用激光毛化设备的有宝钢、武钢、昆钢、济钢等大型钢厂，随着激光毛化市场的成熟，越来越多的中、小型钢厂将采用激光毛化这一新的工艺。

在冷轧板竞争如此激烈的今天，激光毛化也为很多冷轧薄板厂商指明了活路。主要有两条依据，一是目前世界上激光毛化板的质量最好。美国一批冷轧钢板公司的资深专家，对下个世纪的冷轧薄板的质量档次提出了划分的标准。他们认为：一类产品是激光毛化板，二类产品是电火花毛化板；三类产品是其他类别的板。这个标准的正确性，已经得到武钢、昆钢、济钢和唐山建龙的证实。广大客户也纷纷认为，激光毛化板在包括涂镀性能、深冲性能在内的质量明显优于电火花毛化板的质量。依据之二是目前世界上激光毛化板的成本最低, 激光毛化工艺与电火花毛化工艺相比，设备价格以及运行费用都要低得多，每对轧辊的过钢量增加一倍，降低了轧辊消耗量。因此，采用激光毛化冷轧薄板可为企业降低成本，提升利润空间。

1.2 冷轧薄板用途？一般冷轧薄板和毛化板的区别？

冷轧板与热轧板是相对应的，它们之间的区别不在冶炼过程，而是在于轧钢温度，或者说轧钢终止温度。终轧温度低于钢材再结晶温度就成为冷轧钢板。热轧容易轧制，轧钢效率高，但热轧条件下钢材易氧化，产品表面是黑灰暗淡的。冷轧过程为了消除加工硬化要进行中间退火，所以成本高，但冷轧钢板表面光亮，质量好，尺寸精度高，可以直接用来加工成品。冷轧板带用途很广，如汽车制造、电气产品、机车车辆、航空、精密仪表、食品罐头等。

具有特殊毛化表面形貌的冷轧薄钢板在制造业中有着广泛的应用。在冲压成形过程中，毛化钢板上的致密微小凹坑可储存润滑剂，改善润滑条件；同时毛化表面使涂料和钢板表面的接触面积增大，增强了对油漆的吸附能力。毛化冷轧钢板附加价值

极高。

二激光毛化原理

2.1 激光产生原理