激光毛化冷轧辊技术及应用
三、 YAG激光毛化技术的原理与特点
YAG激光毛化技术包括轧辊的毛化和钢板（带）的毛化
1、激光毛化轧辊: 用高能量密度（104－106w/cm2）、高重复频率（每秒数千次至上万次）的脉冲激光束聚焦照射到轧辊表面，轧辊表面作旋转运动，形成若干微小熔池，辅以一定成分和压力的气体沿一定角度侧吹熔池中的熔融物，使其按一定要求堆积到熔池边缘，当光脉冲移开工作点后，微坑熔融物靠轧辊自身热传导作用迅速冷却，形成具有一定形貌的表面硬化的微坑和坑边凸台结构。同时，激光脉冲束以一定速度沿轧辊轴向作匀速运动，速度的快慢可调，在整个辊面形成相变刚性质点（毛化坑和坑边凸台）。 目前，激光毛化轧辊表面主要为“火山口”形貌，（如图2.9所示）
2、 钢板的毛化: 是靠毛化了的轧辊的滚轧而成, 轧辊表面上的微坑的硬坑边凸台压在钢板上,使之产生塑变,挤出四周为凹坑、中间为凸台的微粗糙体（图2.10），钢板上的微粗糙体形状并不是轧辊表面上的微粗糙体翻版，而是受着轧制压力、速度等因素而变化的。由众多的四周凹坑、中间凸台的微粗糙体形成了毛化的钢板。辊板转化率一般为凹坑20%，凸台80%，也就是说轧辊表面的粗糙度值反应到薄板上的粗糙度值，在很大程度上取决于轧辊凸台的高度、强度。
3、 YAG 激光毛化的优点主要表现在以下四个方面：
i. 激光毛化钢板表面的小凹坑互不连通，有利于在后期冲压成型时储油和捕捉金属碎屑，防止冲压划伤，保证了钢板的冲压性；并使冲压零件表面光整，同时减少冲压用油量。
ii. 辊面的激光毛化形貌均匀、可控，平滑面占整个毛化辊的60％，使轧制粗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。
iii. 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、粗糙度调节性范围大。可以根据用户需要作特殊设计，开发新品种，如印花板面等。
iv. 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。
四、LTS-200激光毛化装备的主要特点
LTS-200激光毛化装备为瑞通千里激光设备有限公司自主设计生产，利用了特殊调制的高重频可控脉冲激光作用于轧辊表面进行造形强化处理，再由轧辊轧制钢板。激光毛化时噪音低，无污染。通过试验和已有的厂商实践证明，在提高轧辊寿命、提高轧板速度、提高产品质量、克服轧制过程中的打滑粘连现象、改善板形、提高板（带）质量，如薄板带钢的延展性、深冲性、高的涂漆质量、涂层的牢固性和抗腐蚀能力等主要技术方面达到了国内领先的技术水平。
激光毛化工艺：
轧辊经磨床磨光后，在YAG 激光毛化机床上进行毛化，毛化轧辊可直接装轧机使用，无需对工厂原有轧机及工艺流程作其它改变。具体操作步骤可以参看公司LTS-200激光毛化设备的技术参考手册。
激光毛化技术应用范围：
LTS-200激光毛化设备可应用于 钢铁、有色冶金的精密带钢、特种带钢、冷轧薄板、铝板箔，镀锌版、不锈钢带、印刷包装行业、大型陶瓷网纹辊精密刻蚀，热轧辊、线材辊激光毛化、强化、发动机钢体激光刻蚀减阻，军工炮管内壁镀铬层强化特别是在生产0.005-1mm各种优质金属薄板（带）时，效果特别显著。
激光毛化装备主要配置：
LMS-200型，适用于中型冷轧薄钢板厂和铝板箔冷轧厂等，该技术可应用
于钢铁和冶金行业各种冷轧薄板（带）厂，特别是在生产0.005--1.0mm各种优质金属薄板（带）时，效果特别显著。
1、激光器系统：
A、选用Nd:YAG--200W连续激光器，陶瓷聚光腔体和优质Nd:YAG晶体，双灯泵浦，半导体基准光源，保证较好的光束质量。
B、选用双路稳定输出电源，该电源主要由主电源、触发电路、控制电路、保护电路等组成，具有过流、过载、温度等电路保护，维护简单方便，能保证24小时连续运转。
C、进口Q开关调制器和驱动。
D、光路选用多倍扩束系统，保证高密度点毛化。
2、毛化机床系统：
主轴变频调速，X、Z向为伺服电机调速，微电脑控制，可自动、手动操作。
3、控制系统：
DSP嵌入式控制系统，操作简单，稳定可靠，可实现数据库管理。
4、水冷系统：
选用5P变频水冷机，温控精度达到+/-0.1度，保证系统稳定运行。
5、安全系统：
装备采用全封闭光路，更保证激光不会散射外漏，保证人身安全。
6、监控系统：
配备CCD同轴摄像放大系统，便于操作人员对焦距的控制和观察毛化后表面的效果。
五、激光可解决冷轧带钢生产的实际问题
1、轧辊表面硬度经激光毛化后得到提高，增加了轧辊的耐磨性能，提高了轧辊使用寿命；
2、改善轧辊与轧件之间的摩擦与润滑条件，减少宽展，改善轧件板形；
3、解决退火粘带问题；
4、改善产品加工性能：
A、冲压性能；
B、涂镀粘附能力；
C、电磁性能，如应用于电机铁芯制作，可降低铁芯铁损1.5～2.5W/kg。
