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YAG激光毛化技术及装备

YAG激光毛化技术及装备


  • 应用领域: 光机电一体化,装备制造
  • 技术领域: 先进制造技术
  • 技术成熟度: 通过小试
  • 交易类型: 完全转让,许可转让,合作开发
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  • 成果详情
项目概况:
为了生产优质冷轧薄板、优质涂镀板,企业需要对工作轧辊表面进行毛化处理。以往轧辊毛化的方法是喷丸处理,但难以精确控制轧辊表面的形貌和粗糙度,为了解决这一问题,中科院力学所研究所于1994年成功开发出YAG激光毛化轧辊技术及装备,目前该技术已在我国十余家企业得到应用,为企业创造了数十亿元的经济效益,为我国冷轧板带产品水平的提升做出积极的贡献。2007年该技术被评为国家科技发明二等奖。
    YAG激光毛化技术可以精确控制所加工轧辊表面的形貌和粗糙度,使轧制生产的激光毛面钢板具有优良的冲压成形性能和涂漆光亮度,其塑性变形能力有所改善,明显优于同材质的光面板和喷丸毛面板。激光毛化技术可以在毛化的同时,使激光作用区的材料获得超常硬度,给轧面带来超常的强韧化效果,延长轧辊使用寿命,一般激光毛化辊寿命是普通辊的2~3倍。此外激光毛化加工也可改善轧辊使用性能;由于优化摩擦条件,轧制时不易打滑和粘连,轧制速度可提高一倍以上;消除板卷退火粘结现象;甚至可用激光辊实现异步轧制。
YAG激光毛化技术采用特殊声光调制的高重频激光脉冲经光学系统聚焦,对辊面进行均匀扫描,在辊面形成间距稳定的熔凝微坑和凸台,从而完成辊面的均匀毛化。设备具有独特的二维可控无规则毛化分布技术,可实现毛化点菱形、矩形和无规则分布毛化,大大改善了毛化的均匀性。激光毛化工作辊可用于厚0.02~2.0mm钢板的轧制和平整。在热镀锌线生产中,可用于基板轧制和镀锌后光整。
技术创新点:
1、YAG激光毛化技术及装备具有高重频激光波形调制技术、二维可控分布毛化技术(及图形刻蚀技术)、全随机分布毛化技术。
2、获奖情况
中科院科技进步一等奖(1994)、“八五” 国家科技攻关重大成果奖(1996)、“八五”、“九五”国家技术创新优秀奖(1997,2001)、中国专利发明创
造金奖(1997)
3、装备主要配置:
(1)毛化机床:主轴变频调速,X、Z向为伺服电机调速,有辊型自动跟踪系统,实现等光程毛化,可自动、手动操作。
(2)总控系统:可控毛化分布软件对轧辊可进行可控分布(如菱形、矩形、随机分布),总控工控机对机床、激光器系统、水路、气路、毛化过程统一控制,有多种监测保护功能。
(3)实时监测系统:对光、电、水温、气压有连续监测功能。
(4)安全系统:装备采用全封闭光路,激光不会散射外漏,保证人身安全。
主要应用范围:
钢铁、有色冶金的精密带钢、特种带钢、冷轧薄板、铝板箔、镀锌板、不锈钢带。还有新型亚光铝板箔生产(厚:0.01-1.0mm)、亚光不锈钢板带;光亮铝板、不锈钢板、隐形花纹板;热轧辊毛化-强化开发;军工重要部件镀铬层强化;内燃机及重载摩擦部件表面减摩擦;印刷包装业大型陶瓷网纹辊精密刻蚀;面粉生产线磨辊毛化。
应用案例:
YAG激光毛化技术在1992年首次应用于龙腾精密带钢公司,提高产品成材率30%以上,使该公司四个月扭亏为盈。1994年10月,我国首台YAG激光毛化冷轧辊装备在天津市冷轧薄板厂投入生产应用,1995年实现全厂人均创汇2.7万美元。该台装备稳定运行13年,生产优质毛化板175万吨,实现销售收入67亿元,世界上首次实现YAG激光毛化技术成功用于规模生产。至2006年底,已有10台生产装备和2台试验装备在工厂生产运行,2004~2006年,根据已有的工厂证明,生产激光毛化的板和精密带钢93.03万吨,新增产值40.97亿元,新增利税1.444亿元。
该技术经历了十几年的研究、提高和完善,目前已在我国10余家大中型钢铁企业中得到应用,如上海宝山钢铁集团、本溪钢铁有限公司、天津里碑有限公司鞍山天力精密带钢有限公司、福建凯西不锈钢有限公司、中冶赛迪工程技术公司(唐山贝氏体钢铁集团)、山东东海薄板有限公司等。共为企业创造了60多亿元的经济效益。
合作方式:
技术转让 技术许可 成立公司

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