冷軋輥激光毛化工藝簡(jiǎn)介

1、冷軋輥激光毛化工藝簡(jiǎn)介1 前言2 表面粗糙度的研究2.1 表面粗糙度的分類2.2 對(duì)表面粗糙度的控制 3 各種毛化工藝的比較3.1 噴丸毛化技術(shù)3.2 電火花毛化技術(shù)3.3 激光毛化技術(shù)4 激光毛化工藝的應(yīng)用4.1 激光毛化工藝可顯著提高軋輥使用壽命· 表面改性與細(xì)晶強(qiáng)化作用· 毛化形貌的耐磨作用· 表面應(yīng)力松馳的韌化作用4.2 對(duì)冷軋生產(chǎn)的作用· 避免軋制時(shí)“粘鋼”· 提高軋制速度和壓下率· 減輕軋制“橫紋” · 消除退火產(chǎn)生的“粘連”· 改善軋件表面質(zhì)量· 在普通冷帶軋機(jī)上實(shí)現(xiàn)異步軋制4.3 提高產(chǎn)品

2、使用性能· 改善深沖性能· 提高涂裝性能和鮮映度· 改善抗摩擦性能· 新板型的開(kāi)發(fā)1 前言具有特殊表面形貌的冷軋薄鋼板在制造業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用，特別是在汽車和家電產(chǎn)業(yè)中。在冷軋薄鋼板的生產(chǎn)和應(yīng)用研究中，人們發(fā)現(xiàn)冷軋板的一系列表面形貌參數(shù)對(duì)鋼板的沖壓性、涂層后光亮度等工藝性能有重要影響，而冷軋板的表面形貌在很大程度上又取決于冷軋生產(chǎn)過(guò)程中工作輥及平整輥的表面形貌。實(shí)質(zhì)上，軋制鋼板的表面形貌是軋輥表面形貌的衰減性“拷貝”。因此，研究、控制冷軋軋輥及冷軋鋼板表面形貌的軋輥毛化技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。軋輥毛化技術(shù)包括毛化鋼板表面形貌與其工藝性能之間關(guān)系的研究、軋輥毛化工藝

3、過(guò)程的研究及毛化設(shè)備的研制。80年代以來(lái)，先進(jìn)工業(yè)國(guó)家對(duì)軋輥毛化技術(shù)進(jìn)行了許多研究并付諸工業(yè)應(yīng)用，隨著汽車、家電等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對(duì)冷軋薄板提出了更高的品質(zhì)要求。冷軋鋼板的表面形貌和工藝性能研究發(fā)現(xiàn)，為了改善冷軋鋼板的沖壓性能和涂層光亮度等工藝性能，描述冷軋板的表面形貌，要引入包括傳統(tǒng)的表面粗糙度在內(nèi)的一系列參數(shù)作為判據(jù)。表面粗糙度Ra：毛化軋輥的Ra一般在l10m 之間。Ra較大，有利于改善短材的沖壓性能和涂層牢固度，而Ra較小時(shí)，有利于提高板材涂層后的光亮度。峰值密度PPI：定義為每英寸長(zhǎng)度內(nèi)高度大于1.27 m 的表面峰值數(shù)。PPI值越大，涂層粘著力越好。波度wca：鋼板表面的凹凸不平呈不同

4、波長(zhǎng)的周期。以上幾個(gè)參數(shù)中，既獨(dú)立描述冷軋板的表面形貌，又彼此相互影響。其中研究最多的是表面粗糙度Ra。2 表面粗糙度的研究2.1表面粗糙度的分類冷軋帶鋼按其表面精加工方法可分為毛面的和光亮的兩種。光亮加工可保持金屬光澤象鏡面那樣光亮，可作為鍍鉻部件(汽車、自行車、家庭用具)的原板。由于加工后的表面粗糙度還受晶粒度的影響，需要使用細(xì)晶粒(810級(jí))的鋼板。毛面加工的具有微細(xì)凸凹的表面，也稱梨皮狀加工，大部分冷軋帶鋼都屬這一類，細(xì)小的壓痕有如下的特點(diǎn)：在沖壓加工時(shí)，由于可儲(chǔ)潤(rùn)滑油，故加工容易；可提高涂料的粘著性；在帶鋼處理中不容易產(chǎn)生小的傷痕，即使產(chǎn)生了也不明顯。在毛面加工時(shí)，作為一般加工用，R

5、a值(平均粗糙度)以1.0微米左右較合適，如電冰箱、煤氣表外板、鋼制家具等，其基本都不經(jīng)受沖壓加工，以電沉積鍍薄膜的較多。與這些相比，鍍鋅鋼板和有色鍍鋅鋼板毛面程度應(yīng)較細(xì)。另外，沖裁后的電動(dòng)機(jī)鐵芯，在以疊片形式進(jìn)行熱處理而無(wú)涂層時(shí)，為防止熱處理時(shí)的粘結(jié)不合格，常常使用較粗的毛面。板材的表面粗糙度對(duì)沖壓加工性能也有影響。在用高粘度潤(rùn)滑油的深沖加工中，從潤(rùn)滑油的穩(wěn)定性，缺陷不明顯性等來(lái)看，可使用毛面加工的鋼板。象浴缸那樣，使用固態(tài)潤(rùn)滑劑時(shí)，從潤(rùn)滑劑穩(wěn)定性考慮，特粗的毛面較合適。從鍍層性能、涂層性能和加工性能來(lái)看，按照用途可詳細(xì)地劃分。(參見(jiàn)下表)表 面 粗 糙 度 范 圍 用 途表面加工 粗糙度(

6、Ra值)范圍(微米)光亮加工 Ra0.1 0.1Ra0.20.2Ra0.3鍍錫原板(光亮加工)鍍鉻用 汽車部件類：擋板，反射鏡、燈 摩托車、自行車部件類：擋泥板、消音器、輪圈、齒輪 家庭園藝用具：移苗器、耙子 建材、家具：柵欄、窗戶框、管毛面加工 Ra0.50.5Ra1.01.0Ra1.52.0Ra2.52.5Ra3.03.0Ra鍍錫原板(毛面加工)涂層用 鍍鋅：熱鍍鋅、電鍍鋅 彩色、其他：彩色、乙烯基涂層輕加工用 家庭電氣用品外板：電冰箱，煤氣表刻度盤，洗衣機(jī) 鋼制家具：書架、桌子，金柜 汽車外板部件：車蓋、車頂、門外板一般加工用沖壓加工用 汽車內(nèi)板部件；地板、門里板車輪罩鐵芯片用 電氣用品

7、：變壓器鐵芯、電動(dòng)機(jī)鐵芯深沖加工用 浴缸：西式、日本式浴缸 一般用品：滅火器、搪瓷沖洗臺(tái)、電話機(jī)壓印花紋加工小花紋 40Ra80中花紋 60Ra100大花紋 80Ra130小花紋種類：麻紋、皮紋中花紋種類：小皮紋、中皮紋、布紋，箭翎形大花紋種類：大皮紋，塔形花紋、泡紗形2.2對(duì)表面粗糙度的控制 冷軋帶鋼表面粗糙度一般通過(guò)平整軋制的軋輥進(jìn)行控制。平整軋制時(shí)，毛面輥或者平滑輥的表面特征會(huì)壓印到帶鋼上，一般來(lái)說(shuō)，粗糙度壓印率為20-40%。下面這些條件決定著帶鋼的表面粗糙度。 (a)軋輥的粗糙度毛面輥的粗糙度由加工方法決定的。毛面輥在使用時(shí)會(huì)發(fā)生磨損，磨損程度隨軋輥表面硬度、表面粗糙程度、軋制條件(

8、干軋、濕軋、壓下率、延伸率)等不同而變化，因此，除了要檢查帶鋼的表面外，還必須確定軋輥的替換時(shí)間。 (b)壓下率或者軋制力毛面輥、平滑輥都需要一定的軋制力才能把軋輥表面特征壓印在帶鋼(或鋼板)上，一般來(lái)說(shuō)，壓下率最低要保持在0.60.8范圍內(nèi)。 (c)干軋和濕軋由于軋制力不同，干軋和濕軋的軋輥表面特征的壓印程度也不一樣。就是說(shuō)，干軋的軋制力大，壓印率大。而濕軋的軋制力小，壓印率亦小。一般，干軋比濕軋摩擦系數(shù)大，軋輥的粗糙度磨耗慢。 (d)平整軋制前的原板表面粗糙度原板表面的粗糙度與平整軋制時(shí)所附加的粗糙度相加和才構(gòu)成成品表面粗糙度，因此，對(duì)原板表面粗糙度的控制是必要的。冷軋時(shí)使用平滑軋輥或毛面

9、軋輥，通常是按下表所示，根據(jù)所需要的制品表面粗糙度進(jìn)行選擇的。冷軋用輥的粗糙度不僅要考慮制品的粗糙度，還要兼顧控制冷軋形狀的調(diào)整以及防止退火粘結(jié)等。冷軋和平整軋制使用的軋輥制品表面粗糙度 冷 軋平 整 軋 制 毛 面 平滑輥或毛面輥 毛 面 輥 光 亮 面 平滑輥或毛面輥 平 滑 輥3 各種毛化工藝的比較毛化工藝目前主要有噴丸毛化、電火花毛化、激光毛化，另外還有正在研究開(kāi)發(fā)的電子束毛化、電解毛化、噴墨毛化等技術(shù)。3.1 噴丸毛化技術(shù)噴丸毛化(Shot Blast Texturing，簡(jiǎn)稱SBT)是最傳統(tǒng)的毛化方法，如下圖所示，其利用高速旋轉(zhuǎn)的離心輪將具有尖銳邊緣、高硬度的沖擊材料(一般為鋼丸)

10、加速噴向欲毛化的軋輥(速度約80m/s)。當(dāng)沖擊粒子撞擊到軋輥表面時(shí)，其產(chǎn)生塑性變形，并在軋輥表面“切割”下細(xì)小的金屬微粒。軋輥表面的毛化形貌主要取決于離心輪的速度、噴丸材料的性質(zhì)和尺寸、軋輥表面區(qū)域的硬度、單位時(shí)間內(nèi)的噴丸數(shù)量、軋輥的旋轉(zhuǎn)速度等。其優(yōu)點(diǎn)為工藝簡(jiǎn)單、效率高、設(shè)備成本低，但按照現(xiàn)在冷軋板技術(shù)水平的要求，其缺陷十分明顯。(1)由于噴丸砂是用鋼丸破碎成形且通過(guò)一定規(guī)格篩網(wǎng)為所需規(guī)格，因此，每一個(gè)毛化點(diǎn)所產(chǎn)生的坑點(diǎn)或凸起都因噴丸砂重量的不同和著落點(diǎn)的不同而不同，使粗糙度不能保持均勻(2)目前冷軋輥噴丸砂的金相組織為回火馬氏體，其硬度高(800990HV)、韌性差，在噴打與其硬度接近的冷

11、軋輥(700810HV)時(shí)，破碎劇烈，造成拋丸效果一致性較差。(3)由于從拋頭噴向軋輥的角度不同，造成不同角度產(chǎn)生的沖擊效果不同，使粗糙度不能保持均勻。(4)由于噴丸過(guò)程產(chǎn)生的凸起在軋制過(guò)程中很快磨掉，使粗糙度在軋制初期下降迅速。(5)噴丸輥表面所殘留的細(xì)砂和輥頸處未擦凈的噴丸砂對(duì)工作輥軸承、帶鋼表面以及磨床導(dǎo)軌均帶來(lái)踢顯損傷。(6)噴丸過(guò)程中產(chǎn)生的大量金屬粉塵，對(duì)電器元件產(chǎn)生不良影響，噪音也較大。3.2 電火花毛化技術(shù)電火花毛化技術(shù)(Electrical Discharge Texturing，簡(jiǎn)稱EDT)是電火花加工技術(shù)在軋輥毛化加工中的實(shí)際應(yīng)用，其工作原理及毛化方法如下圖所示，將軋輥和電

12、極浸沒(méi)在絕緣的工作液中，并在軋輥和電極上施加一定幅值和頻率的脈沖電壓。當(dāng)兩者之間的間隙小到一定值時(shí)，脈沖電壓使極間介質(zhì)電離、擊穿，形成放電通道，這時(shí)通道間的電子高速奔向正極，正離子奔向負(fù)極。電能變成動(dòng)能，動(dòng)能通過(guò)碰撞又轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮堋Ｓ谑窃谕ǖ纼?nèi)、正極和負(fù)極表面分別成為瞬時(shí)熱源，瞬時(shí)高溫(約20000)使工作液汽化和金屬材料熔化、汽化。汽化的氣體體積不斷向外膨脹，使大部分熔融金屬液體和蒸氣被排擠、拋出而進(jìn)入工作液中，這樣在軋輥表面就形成了一系列電蝕坑。隨著放電的持續(xù)進(jìn)行，軋輥沿一系列電極旋轉(zhuǎn)，同時(shí)沿軸向運(yùn)動(dòng)，在軋輥上就可加工出有特定表面粗糙度Ra和峰值數(shù)Pc(Peak Count)的毛化表面。電火

13、花毛化具有較多的優(yōu)點(diǎn)：(1) 毛化質(zhì)量穩(wěn)定。a、因?yàn)殡姌O頭與軋輥均浸泡在電解液中，產(chǎn)生火花的過(guò)程是在電解液包圍下的氣泡中完成的，因此，毛化后的軋輥役有被氧化的可能。b、電極頭由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，電極頭和軋輥之間縫隙間電壓反饋信號(hào)確定的伺服進(jìn)給和計(jì)算機(jī)控制的點(diǎn)火延時(shí)保證了火花發(fā)生時(shí)縫隙大小的一致，使得毛化熔穴的幾何尺寸非常一致。同時(shí)，由于伺服系統(tǒng)的良好作用，使電極頭完全以輥形的軌跡行走工作，保證了毛化的一致性。c、重復(fù)毛化可以有地消除磨輥時(shí)出現(xiàn)的偏大和前道毛化的缺陷，使毛化表面呈現(xiàn)宏現(xiàn)可控的粗糙度。(2)利用脈沖波形和正負(fù)極的調(diào)整，可有效控制表面粗糙度的峰形。(3)傳導(dǎo)率高。(4)毛化效率高。由于采

14、用了多電極、多伺服同時(shí)工作，使其效率大大提高。(5)無(wú)粉塵、噪音污染。其不足為：(1)占地面積及空間較大，耗電大。 (2) 由于使用電解液，過(guò)濾精度較高，易堵塞，需定期更換清洗濾芯，和需定期更換電極及電解液。(3)設(shè)備購(gòu)置費(fèi)用高。3.3 激光毛化技術(shù)激光毛化(Laser Beam Texturing，簡(jiǎn)稱LBT或LT)是采用高能量密度（104106W/cm2）、高重復(fù)頻率(103104次/秒)的脈沖激光束，聚焦照射到作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的軋輥表面，以形成若干微小的小熔池，同時(shí)吹以一定角度的輔助氣體對(duì)熔池溶融金屬擠壓造型。其工作原理如圖所示。當(dāng)光脈沖作用停止后，微坑熔池金屬在軋輥?zhàn)陨頍醾鲗?dǎo)作用下迅速冷卻，

15、形成微坑和坑邊環(huán)形凸臺(tái)結(jié)構(gòu)的相邊強(qiáng)化點(diǎn)。與此同時(shí)，激光器與軋輥?zhàn)鬏S向相對(duì)運(yùn)動(dòng)，完成軋輥毛化。通過(guò)調(diào)節(jié)激光毛化工藝參數(shù)，如激光功率、脈沖頻率、脈沖波形、輔助氣體種類、方向和流量以及軋輥旋轉(zhuǎn)速度等，可精確控制軋輥表面的毛化坑型及分布。目前已經(jīng)開(kāi)發(fā)的激光毛化的輥面有4種坑形，見(jiàn)下圖。1、2型坑可使薄扳有較大平面度和較高鏡象清晰度，3型坑可提高薄板粗糙度，使其具有更優(yōu)良的沖壓流動(dòng)性，而4型坑介于兩者之間。激光毛化的特點(diǎn)：(1)毛化參數(shù)可控制。由于采取逐點(diǎn)毛化，使其坑點(diǎn)大小及坑距能夠?qū)崿F(xiàn)可控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)表面粗糙度Ra和峰值數(shù)Pc值等參數(shù)的控制。(2)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。激光毛化設(shè)備可采用軋輥旋轉(zhuǎn)，光路系統(tǒng)沿軋輥

16、軸線平移的“車床型”模式，使設(shè)備簡(jiǎn)單可靠，占地面積及空間較小，無(wú)粉塵、噪音污染，從而降低設(shè)備投入成本。并可根據(jù)用戶情況，在磨床后車床上增加激光系統(tǒng)，進(jìn)一步降低設(shè)備投入成本。(3)毛化效率高。過(guò)去采用聲光盒或斬光盤產(chǎn)生激光脈沖信號(hào)，使激光器輸出功率受到限制，隨著技術(shù)更新，多頭光路控制系統(tǒng)的誕生，使毛化效率得到成倍提高，毛化時(shí)間可短于噴丸設(shè)備。4 激光毛化工藝的應(yīng)用由于激光毛化技術(shù)的特殊性，其對(duì)軋輥、冷軋生產(chǎn)、冷軋成品均產(chǎn)生其他毛化方法無(wú)法替代的積極的響。4.1 激光毛化工藝可顯著提高軋輥使用壽命分析毛化加工原理和軋制工藝，可容易理解激光毛化軋輥使用壽命的提高主要是通過(guò)以下三個(gè)途徑實(shí)現(xiàn)的。(1)表

17、面改性與細(xì)晶強(qiáng)化作用激光毛化時(shí)，輥面作用區(qū)材料由于熔凝速度非?？欤訜崴俣瓤蛇_(dá)l06109/s，冷卻速度105/s，遠(yuǎn)高于水淬），可以形成超細(xì)晶(深亞微米至納米級(jí))甚至非晶組織，其硬度可超過(guò)HV900（HRC67)，遠(yuǎn)高于常規(guī)淬火所能達(dá)到的程度，高硬度的表面組織有利于提高輥面的耐磨損能力。(2)毛化形貌的耐磨作用激光毛化后，輥面形貌發(fā)生變化，毛化加工形成的微坑和凸包均布于輥面。這種輥面形貌既有利于改善軋制時(shí)輥與板間的摩擦狀態(tài)，又有利于保持良好的潤(rùn)滑條件。均勻分布的微坑還可以起到收集磨粒、防止它們磨損軋輥和擦傷板面的作用。(3)表面應(yīng)力松馳的韌化作用為了提高其使用壽命，通常要對(duì)冷軋工作輥進(jìn)行表面

18、淬火處理。要求的硬度愈高，由馬氏體相變導(dǎo)致的體積膨脹效果愈嚴(yán)重，產(chǎn)生的殘余壓應(yīng)力也愈大。壓應(yīng)力過(guò)大，容易導(dǎo)致輥面爆裂，反而危害軋輥的使用，因而是有害的。用激光方法毛化這種軋輥，其表層激光輻照區(qū)域的材料由于熔凝時(shí)的熱脹冷縮作用會(huì)產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力。X光應(yīng)力測(cè)定結(jié)果表明，當(dāng)激光輻照區(qū)域(微坑)的密度達(dá)到一定程度時(shí)，這種均勻分布的拉應(yīng)力確實(shí)可以有效地松弛軋輥表層中原有的強(qiáng)殘余壓應(yīng)力，從而使軋輥表面得到韌化 。激光毛化輥所軋制鋼帶表面粗糙度Ra的變化情況為，軋制初期（約為軋制量的15%），表面粗糙度下降較快，以后趨緩，這主要與激光毛化輥表面形貌有關(guān)。在激光毛化輥初用階段，凸起部分的尖峰鈍化得較快，在使用一

19、段時(shí)間以后，凸起部分比較鈍，相應(yīng)激光毛化輥的磨損量減小。而凸起部分尖峰高度以及凸坑形狀等都可以通過(guò)改變毛化工藝加以控制，因而在使用激光毛化輥時(shí)，不會(huì)因粗糙度值變化過(guò)大而使軋制條件發(fā)生較大改變。激光毛化軋輥的使用壽命隨冷軋壓下率、冷帶材質(zhì)及其硬度的不同而有所不同。工業(yè)應(yīng)用表明，冷軋工作輥經(jīng)激光毛化加工后，其使用效果和使用壽命有明顯的提高。在2O輥森吉米爾軋機(jī)上用其冷軋低碳鋼板，激光毛化軋輥的壽命比普通軋輥高3倍以上；在普通二輥軋機(jī)上用激光毛化軋輥冷軋高強(qiáng)度(b800 MPa)65Mn彈簧鋼，其壽命是普通軋輥的23倍；用其平整退火低碳軟鋼板，其使用壽命可較普通軋輥提高2倍以上，有的甚至達(dá)到10倍，

20、這取決于對(duì)產(chǎn)品表面粗糙度的控制范圍。4.2 對(duì)冷軋生產(chǎn)的作用毛化輥的應(yīng)用最初是在平整機(jī)上。由于毛化輥增加了軋輥與軋件間的摩擦，有利于防止“打滑”，從而使軋件能均勻變形，獲得力學(xué)性能一致的產(chǎn)品，并使軋件表面獲得所要求的光潔度（粗糙度）。隨著激光毛化技術(shù)的提高，軋輥的耐磨性及軋輥的毛化工效都得到了提高，使軋機(jī)工作輥毛化成為了可能，對(duì)冷軋生產(chǎn)帶來(lái)了積極作用。(1)避免軋制時(shí)“粘鋼”“粘鋼”現(xiàn)象常出現(xiàn)在大壓下、高軋速的情況下，特別是生產(chǎn)薄帶時(shí)，軋件與軋輥的相對(duì)滑動(dòng)，產(chǎn)生局部高溫，在軋件表面形成不規(guī)則的剝落，影響產(chǎn)品質(zhì)量。根據(jù)軋輥與軋件接觸表面摩擦的特征，可分為干摩擦、半干摩擦、吸附潤(rùn)滑摩擦、液體摩擦四

21、種狀態(tài)，產(chǎn)生粘鋼的原因是因?yàn)樵趬毫庸み^(guò)程中，在輥與鋼帶接觸表面內(nèi)沒(méi)有任何潤(rùn)滑介質(zhì)薄膜存在，而處于直接接觸狀態(tài)產(chǎn)生干摩擦。因此消除粘鋼就是要使軋輥與鋼帶接觸表面上在高速、高壓狀態(tài)下能夠有均勻而良好的潤(rùn)滑層，也就是在帶鋼表面上形成均勻致密的一層油膜。在較高速軋制過(guò)程中，高壓下的金屬質(zhì)點(diǎn)要得到強(qiáng)迫延伸，光輥軋制使其將油膜拉開(kāi)，很難在軋輥與鋼帶接觸面上形成一層油膜，激光毛化輥由于在表面上存在均勻致密的凹坑，這些凹坑起了“儲(chǔ)油器”的作用，它們將軋制油連續(xù)帶入變形區(qū)，而不會(huì)象光輥軋制那樣把軋制油擠走。激光毛輥輥面密封式的凹坑在軋制中能有效地將潤(rùn)滑油帶入軋制變形區(qū)，起著儲(chǔ)油和冷卻的作用，能明顯改善冷軋的潤(rùn)

22、滑及冷卻條件，有利于材料的流動(dòng)。軋輥與鋼帶之間始終保持著良好的潤(rùn)滑環(huán)境和冷卻條件，軋輥與鋼帶之間形成一層油膜，油膜中的反作用力還能促使它們?cè)陔x開(kāi)變形區(qū)后迅速分離，避免了粘輥，使得鋼帶表面質(zhì)量得到明顯改善。(2)提高軋制速度和壓下率由于激光毛化輥改善了潤(rùn)滑條件，避免了“粘鋼”現(xiàn)象，因而可實(shí)現(xiàn)高速和大壓下軋制。在精密帶生產(chǎn)實(shí)踐中，使用激光毛化輥可提高軋制速度45%左右。同時(shí)，道次壓下量也得到提高，加上軋輥使用壽命的提高，使生產(chǎn)效率得以提高。(3)減輕軋制“橫紋”“橫紋”是軋制不穩(wěn)定時(shí)，軋輥和軋件產(chǎn)生滑動(dòng)，在軋件表面產(chǎn)生的振動(dòng)紋痕，當(dāng)軋速較高、壓下量較大、張力較大時(shí)更易出現(xiàn)。而使用激光毛化輥能顯著減

23、輕軋制“橫紋”，改善表面質(zhì)量。分析認(rèn)為：激光毛化軋輥凸包可以增加軋輥與鋼帶之間的摩擦，使鋼帶與工作輥之間接觸面發(fā)生了變化，從而改善了鋼帶與工作輥之間的接觸條件，減少了軋輥與所軋鋼帶之間的相對(duì)滑動(dòng)。由于激光毛化輥使軋制平穩(wěn)，減少了因軋制振動(dòng)引起的鋼帶表面的橫紋缺陷。(4)消除退火產(chǎn)生的“粘連”在生產(chǎn)薄帶（0.5mm ）時(shí),由于卷取張力過(guò)大或板型較差，極易在退火時(shí)因局部溫度過(guò)高而使鋼帶產(chǎn)生“粘連”，輕則影響產(chǎn)品質(zhì)量，嚴(yán)重的會(huì)造成報(bào)廢。為消除這一缺陷，許多廠家在退火前增加了一道重卷工序，給生產(chǎn)帶來(lái)不便。而在退火前最后道次利用激光毛化輥軋制，改善鋼帶層與層之間的接觸狀態(tài)，可有效地消除退火產(chǎn)生的“粘連”

24、，這在連軋機(jī)組上使用尤為方便。(5)改善軋件表面質(zhì)量冷軋帶鋼的表面質(zhì)量要求是：冷加工材表面應(yīng)光潔，不允許有裂紋、分層、折疊、疤痕、銹蝕、劃痕、氧化皮、麻點(diǎn)、起皮、毛刺等影響使用的缺陷存在。當(dāng)用激光毛化輥軋制帶有表面缺陷的鋼帶時(shí)，毛輥與鋼帶表面相接觸，使得輥面上的凸包在鋼帶表面上形成微坑，即形成毛面，這些微坑將鋼帶表面缺陷分割、細(xì)化、切斷、攤開(kāi)。隨著軋制的不斷進(jìn)行，此過(guò)程不斷演變，鋼帶表面缺陷則不斷地變小、變淺、變少，直到最后被部分或完全消除。另外，激光毛輥表面的凹坑還能收集軋制過(guò)程中形成的金屬顆粒，減少鋼帶表面劃傷，改善表面質(zhì)量。實(shí)踐表明，激光毛化軋輥能有效減少軋制過(guò)程中鋼帶表面的劃傷，提高產(chǎn)

25、品質(zhì)量，并可以消除半成品鋼帶表面一般性劃傷、壓入等表面缺陷，為挽救廢品，提高成材率提供了一個(gè)新方法。(6)在普通冷帶軋機(jī)上實(shí)現(xiàn)異步軋制異步軋制的特點(diǎn)是中性點(diǎn)處于上、下輥的不同位置，在大小不等的中性角之間造成摩擦力的反向，其所對(duì)應(yīng)的變形區(qū)就是軋輥對(duì)金屬的“搓軋區(qū) 。在搓軋區(qū)中，兩軋輥對(duì)帶鋼的剪切應(yīng)力使摩擦力由變形阻力轉(zhuǎn)化為促進(jìn)帶鋼變形的動(dòng)力。這種剪切變形條件是常規(guī)同步軋制所沒(méi)有的，它可使軋制力較大幅度降低，也就是說(shuō)，對(duì)同樣的軋機(jī)和軋材而言，異步軋制可獲得更大的壓下量和更好的產(chǎn)品精度。實(shí)驗(yàn)表明，在表面比較粗糙的軋輥上進(jìn)行軋制時(shí)，潤(rùn)滑劑的種類對(duì)摩擦因數(shù)沒(méi)有太大影響，而起決定作用的是軋輥表面的粗糙度和

26、壓縮量。在壓縮量一定的情況下，摩擦因數(shù)的改變則取決于彈性和塑性接觸時(shí)的表面粗糙度。利用激光毛化方法實(shí)現(xiàn)并精確控制輥面粗糙度是能夠利用激光輥實(shí)現(xiàn)異步軋制的基本條件。由于激光毛化輥微坑具有的連續(xù)潤(rùn)滑和對(duì)碎屑的搜集作用，使板帶表面劃傷減少。同時(shí)利用的激光毛化輥輥徑和轉(zhuǎn)速相同，只是表面粗糙度不同，避免了由于不同輥徑或轉(zhuǎn)速所造成的軋機(jī)振動(dòng)，消除了鋼帶表面橫紋。實(shí)驗(yàn)中，道次壓下率達(dá)到50%，可提高軋程中總變形量，減少道次數(shù)，有效提高生產(chǎn)效率，同時(shí)板型也得到改善。4.3 提高產(chǎn)品使用性能(1)改善深沖性能激光毛化板由于有較低的摩擦系數(shù)和既有良好的潤(rùn)滑能力又易于收集磨粒的理想微坑，因而具有優(yōu)良的沖壓性能。在相同成型條件下，具有相同表面粗糙度的薄板中，激光毛化板有最好的沖壓流動(dòng)性。分析認(rèn)為：激光毛化板面微坑溝槽中晶粒的位錯(cuò)密度很高，原滑移線不能開(kāi)動(dòng)，促使其他晶粒開(kāi)始滑移，正是板面微坑(塑性變形區(qū))對(duì)滑移的這種阻塞和彌散作用，延緩了微裂紋的萌生和發(fā)展，從而使板材的延伸率提高。對(duì)同種材料的噴丸毛化板和激光毛化板的力學(xué)性能測(cè)試表明，激光毛化板的屈服強(qiáng)度降低了67% ，拉伸強(qiáng)度提高了47% ，總延伸率提高了610% ，激光毛化板更有利于沖壓成形。