激光表面改性技术——激光毛化技术讲解

2014项目申请表

主要性能、特点、应用范围及市场前景：

一、主要性能、特点

激光毛化技术（Laser Texturing或Laser Surface Texturing，LT、LST）是将经过特殊调制的高能量密度脉冲激光束聚焦后照射到材料表面，材料吸收激光能量后温度升高，并产生熔化、气化形成光致等离子体等阶段。使材料在表面一个微小区域内熔化，形成熔池。在表面张力或辅助气体的作用下，熔池会发生变形。当光束停止照射时，由于快速的热传导，熔池会很快凝固，这样就会形成一个边缘微凸的毛化坑，如果需要还可以将一定成分的辅助气体吹向熔池，以得到特定形貌的毛化坑。通过控制激光束和材料的相对运动，就可以在材料表面形成一系列均匀分布的毛化坑。

材料表面的激光毛化过程中的组织变化，相当于是一次快速激光淬火，即相变硬化过程，可以提高被加工材料（如轧辊等）的表面硬度及耐磨性，从而提高其使用寿命。

与传统的喷丸毛化处理及电火花毛化处理技术相比，激光毛化技术具有如下特点：

1.可控性高，通过控制激光毛化过程及辅助气体量的大小，在材料表面可以得到任意的毛化形貌及粗糙度；

2.环境友好，毛化过程中，不产生任何对环境有害的物质；

3.毛化表面的性能可控，可通过改变激光毛化的气体氛围或通过在需毛化的材料表面预铺设相应的材料，在毛化过程中，调控毛化层组织，实现毛化层所需的性能要求；

4.工艺流程简约，激光毛化对材料表面要求较低，无需预处理；

5.加工速度快，性价比高；

6.加工材料不受限制，激光毛化技术是利用激光热效应的原理，可在任意金属及非金属表面实现毛化处理；

7.克服毛化过程中出现的划痕、边浪。

二、应用范围及市场前景

在工业生产微细化、精密化、智能化、自动化的快速发展的今天，涉及了光学、摩擦学、生物医学、材料学、流体动力学等，具有高可控性、高效率、高性能、高性价比、高附加值和环境友好特性的激光毛化技术，适用于任意材料的表面毛化处理领域，如钢铁轧板及轧辊的表面毛化，具有极好的市场及发展前景。

主要技术指标：

1.经激光毛化后，材料表面的粗糙度范围可控，环比传统毛化工艺降低50%以上；

2.毛化点分布方式可控，均匀度≥95%；

3.毛化面硬度可提高40%以上。

备注：