目前我国钢铁行业处于主导地位得典型冷轧工艺路线是:转炉冶炼-炉外精炼-初轧开坯-热连轧-酸洗-冷轧-退火-平整-镀锌(锡)-成产品。在此典型的冷轧工艺中,带材焊接设备必不可少。在运行过程中,先行钢带与后行钢带必需进行焊接,才能保证生产线的连续作业。硅钢板带在线运行时,需经多次“S”型弯曲变形和承受一定的运行张力,从而对焊缝的性能和质量有很高要求。 /+Z*)q+SbT
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激光毛化冷轧辊技术 6gV*G
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激光毛化冷轧辊技术是八十年代在世界上才发展起来的生产优质冷轧薄钢板新技术。由于激光毛化技术在加工方法上、在提高成型性能和涂镀后光亮度以及综合生产成 本方面都比其它毛化方法具有更大优越性,因此激光毛化技术一问世便受到钢铁企业和使用部门的高度重视,优质冷轧薄板和薄带不仅需要优良的材质,而且对薄板表面质量(如表面粗糙度和形貌)有严格的要求,才能确保薄板优良的成形性能和表面涂镀性能。激光毛化汽车板由于涂漆后反射映像光泽度高,在国外被称为“镜面钢板”,是生产高级轿车面板的优质板材。因此,激光毛化冷轧薄板(带)是汽车、家电、电子和轻工业生产需求的重要原材料。 *dw.=a9
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激光毛化技术基本原理 (7Z+ De?
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其特点是利用经过特殊调制的高能量密度(104~106W/cm2)、高重复频率(每秒数千至上万)的脉冲激光束在聚焦后入射到轧辊表面实施预热和强化,在聚焦点处轧辊表面形成微小溶池,同时由侧吹装置对微小溶池施以设定压力、流量、方向的辅助气体,使溶池中的溶融物按指定要求尽量堆积到溶池边缘形成圆弧形凸台。这些预热区、微坑、凸台在轧辊自导热的作用下迅速冷却形成硬度强化区。然后在薄板轧制或平整过程中,轧辊表面上的凸台在板面上再形成若干变形硬化质点(微坑),以形成激光毛化板。这种新型表面结构是在不降低原材质表面韧性的情况下,由无数微小均布的强化点对表面实行针轧,从而在辊、板表面实现刚柔并济的表面结构。这种表面结构的优点主要表现在以下方面: EF`}*7)
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1) 激光毛化在轧辊表面形成均匀分布的圆弧形凸台,其硬度、强度都明显高于其它毛化方式。并能有效的避免轧辊残余应力集中、韧性降低等现象,延长轧辊使用寿命。 cb}zCl
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2) 在轧制过程中,改善辊与板间摩擦(增加摩擦力)和接触条件以有利于轧制工艺顺利进行(可增大轧机压下量和轧制速度),减少擦伤和粘连,改善板型,提高板面质量。 9;@p2t*v
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3) 在板材成型过程中,板面微坑有储油和冷却作用,改善板与磨具间的摩擦和接触条件(减小摩擦、增加润滑),以利于材料流动,使成型工艺易于进行。同时,板面微坑可容纳成型过程中产生的金属屑,减少成型表明划伤,提高工件质量。可增强板面对涂层的附着力和提高成形件表面涂漆光亮度,增加产品的附加值。 o2!738
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激光表面热处理技术简介 G2`z?);1b
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激光热处理是快速表面局部淬火工艺的一种高新技术。这种方法主要用于强化零件的表面,可以提高金属材料及零件的表面硬度、耐磨性、耐蚀性以及强度和高温性能;同时可使零件心部仍保持较好的韧性,使零件的机械性能具有耐磨性好、冲击韧性高、疲劳强度高的特点。运用激光热处理技术可以大幅度提高产品质量,成倍延长产品的使用寿命,具有显著的经济效益,已广泛应用于汽车、冶金、军工、船舶、石化、模具、轻工等行业。 E%mEfj7
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激光与材料相互作用的物理过程中会发生的几个效应: T\l`Y-vu
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能量转换效应 @]Cg5QW>T
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物态变化效应 2k.VTGak
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表面效应 %Ig$: I(o
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内部效应 <[dcIw<7
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激光热处理技术的分类: 9?l a5
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激光淬火(相变)技术 @A,8>0+
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激光熔凝技术 a/J<(sak~X
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激光合金化技术 -@> {q/
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激光熔覆技术 *Soi
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它们共同的理论基础是激光与材料相互作用的规律。四种工艺各自的特点主要是作用于材料上的激光能量密度不同,时间不同及不同成份的合金粉末。 Cut~k"lv
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激光(相变)淬火和激光熔凝淬火 X$kLBG[o_
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激光(相变)淬火技术是利用聚焦后的激光束入射到钢铁材料表面,使其温度迅速升高到相变点以上,当激光移开后,由于仍处于低温的内层材料的快速导热作用,使受热表层快速冷却到马氏体相变点以下,进而实现工件的表面相变硬化。激光淬火原理与感应淬火、火焰淬火技术相同。但是其技术特点是,所使用的能量密度更高,加热速度更快,不需要淬火介质,工件变形小,加热层深度和加热轨迹易于控制,易于实现自动化,因此可以在很多工业领域中逐步取代感应淬火和化学热处理等传统工艺。激光淬火可以使工件表层0.1~2.0mm范围内的组织结构和性能发生明显变化。 x{R440"
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激光熔凝淬火则是采用激光熔融金属表面,激光束移开后,熔融的金属直接从液态淬硬为固态,形成表面硬化层的工艺。由于激光熔凝淬火允许金属表面熔化,实际操作时可以使用比激光淬火更加高的功率密度和更加慢的扫描速度,因此激光熔凝淬硬层深度比前者更深。 !#0)`4O
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在激光输出功率为3.5kw时,大型轧辊表面激光熔凝淬火的最大淬硬层深度可以达到 2毫米以上。激光熔凝淬火的不足之处在于,激光加工后的表面粗糙度有所降低,其降低的幅度取决于激光加工的工艺参数,而激光表面淬火可以基本保持工件表面粗糙度不变。 Wb}-H-O
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激光淬火与熔凝处理的共同特点是,不需要改变材料的成分,主要利用轧辊材料自身的特性,发生马氏体相变来强化轧辊表面。进行激光淬火与熔凝淬火前,需要预先涂覆一层吸光涂料来增强轧辊表面对激光的吸收率。对于激光熔凝处理来说,所使用的涂料还应该起到使激光熔池流平与造渣的作用。因此,涂料的配方对于激光工艺的顺利实施以及硬面层组织与性能的影响至关重要。华工激光经过多年的探索,研究开发出激光淬火与熔凝淬火的系列吸光涂料,使各类材质激光淬火时淬硬层分布均匀。特别是激光熔凝淬火涂料中,添加有吸光及熔池流平的物质,熔凝淬火后淬硬层光滑、平整,只要少量加工,就可以获得平整的表面。因此,特别适合各种轧辊的激光表面强化处理。 K6v~!iiK$
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应用案例-华工激光生产的双悬臂多功能数控激光加工机床 H{}&|;0
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该激光加工机床可以满足冶金行业各种型号轧辊(包括带钢轧辊、型材轧辊、棒线材轧辊等)不同部位的表面强化与修复处理。还可以满足剪刃、圆盘锯、导位等易损件零件的表面强化与修复要求。 Clf$EX;~
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