激光毛化技術(shù),是20世紀(jì)80年代比利時冶金研究中心研制出來的技術(shù)。并于1984年開發(fā)出第一臺CO2激光毛化設(shè)備,1985年成功應(yīng)用于汽車生產(chǎn)領(lǐng)域。隨后,日本、德國相繼從比利時引進(jìn)開發(fā)CO2激光毛化技術(shù)。20世紀(jì)90年代,日、韓一些企業(yè)開始研制YAG激光毛化設(shè)備,同時,我國的激光毛化技術(shù)開始發(fā)展,以CO2和YAG兩種激光毛化設(shè)備為主,用于生產(chǎn)冷軋鋼板。
激光毛化技術(shù)原理是利用經(jīng)過特殊調(diào)制的高能量密度高重復(fù)頻率的脈沖激光束在聚集后入射到軋輥表面實(shí)施預(yù)熱和強(qiáng)化,在聚集點(diǎn)處形成微小的熔池,同時由側(cè)吹裝置對微小熔池施以設(shè)定壓力、流量、方向的輔助氣體,使熔池中的熔融物按指定要求盡量堆積到熔池邊緣形成圓弧形凸臺,這些預(yù)熱區(qū)、微坑、凸臺在軋輥?zhàn)詫?dǎo)熱的作用下迅速冷卻形成硬度強(qiáng)化區(qū),然后在薄板軋制或平整過程中,軋輥表面上的凸臺在板面上再形成若干變形硬化質(zhì)點(diǎn),以形成激光毛化板。
激光毛化技術(shù)不僅能提高鋼板的表面質(zhì)量和成型性能,還能強(qiáng)化軋輥,提高軋輥的耐磨性。激光毛化鋼板表面有大量以凹坑、凸包為特征的硬化點(diǎn),在拉伸變形過程中,離散分布的硬化點(diǎn)發(fā)揮了均化、穩(wěn)定變形和延緩變形集中的作用,使鋼板的伸長率明顯高于同材質(zhì)光滑板。同時,激光毛化鋼板表面的粗糙形貌可增強(qiáng)鍍鋅、鍍錫等涂層的附著能力,提高成型件表面涂漆光亮度。
目前激光毛化技術(shù)的研究主要集中于毛化坑形貌及分布控制、多頭加工技術(shù)、激光能量的合理利用等幾個方面,其中毛化坑分布控制是激光毛化技術(shù)的難點(diǎn),對激光毛化技術(shù)的發(fā)展至關(guān)重要。作為第三代軋輥毛化技術(shù),激光毛化技術(shù)正得到更廣泛的研究。
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