激光毛化技術(shù) 激光毛化(Laser Beam Texturing，簡稱LBT或LT)是采用高能量密度（104~106W/cm2）、高重復(fù)頻率(103~104次/秒)的脈沖激光束，聚焦照射到作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的軋輥表面，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熔池溶融金屬擠壓造型。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，形成微坑和坑邊環(huán)形凸臺結(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向相對運(yùn)動，完成軋輥毛化。通過調(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。
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)簡單。激光毛化設(shè)備可采用軋輥旋轉(zhuǎn)，光路系統(tǒng)沿軋輥軸線平移的“車床型”模式，使設(shè)備簡單可靠，占地面積及空間較小，無粉塵、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。過去采用聲光盒或斬光盤產(chǎn)生激光脈沖信號，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，其對軋輥、冷軋生產(chǎn)、冷軋成品均產(chǎn)生其他毛化方法無法替代的積極的響。
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以下三個途徑實(shí)現(xiàn)的。
(1)表面改性與細(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)l06～109℃/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)甚至非晶組織，其硬度可超過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，通常要對冷軋工作輥進(jìn)行表面淬火處理。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)的熱脹冷縮作用會產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力。X光應(yīng)力測定結(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改變毛化工藝加以控制，因而在使用激光毛化輥時(shí)，不會因粗糙度值變化過大而使軋制條件發(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。青島泓旭聯(lián)合裝備生產(chǎn)的拋丸毛化設(shè)備與激光毛化設(shè)備對比有著強(qiáng)化作用，提高軋輥的表面硬度，加長軋輥的使用壽命。