光信0803激光毛化技术的应用.doc

激光毛化技术的应用 光信0803 刘洋 学号20081182083 1. 激光毛化的基本原理与特点? (1)激光毛化基本原理? 采用高能量密度、高重复频率的脉冲激光束聚焦照射到工件表面，形成微小熔池，同时用辅助气体吹除熔融金属，工件靠自身热传导作用迅速冷却，形成具有一定形貌的表面硬化微坑和坑边凸台结构。其基本原理图如下：? 激光毛化机理图激光毛微结构示意图?(2)激光毛化特点? 1）表面的凹坑互不连通，有利于用冲压成形时储油和捕捉金属碎屑，防止冲压划伤，保证冲压零件表面光整，同时减少冲压用油量。 2）激光毛化的轧辊表面保留有较大的平坦光亮部份（最大可达60％），使轧制出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。 3）激光毛化钢板表面粗糙度均匀、排列方式（规则有序排列或无序排列）和形貌可控、重复性好、粗糙度调节范围大。可以根据用户需要做特殊设计，开发新品种，如印花板面等。 4）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。比如：武汉钢铁公司采用激光毛化设备后轧辊使用寿命提高12.5％。 5）加工速度快。每根轧辊（φ600×1750mm）的加工时间在30－45分钟之内。作业消耗的费用低，作业介质安全。 6）保证轧辊磨削辊型不变，有利于轧机板形控制。 7）作业时无粉尘，废油等工业废料和噪声的排出。有利于环境保护，节省三废处理投资。 ? 高功率CO2激光毛化形貌电火花毛化形貌?2. 激光珩磨的基本原理与特点 ?(1)激光珩磨的基本原理 ?激光珩磨是采用高能脉冲激光束在零件表面刻蚀出宽度为10 ～ 50微米、深度为5～100 微米的微细小槽，以改善材料表面润滑特性的技术。激光刻蚀可以精确控制刻槽的深度和样式。在缸套内壁激光刻蚀微细槽，所刻蚀的细槽在摩擦副运动过程中起到储油和收集磨屑的作用，降低了的摩擦系数，从而大幅度提高摩擦副的使用寿命。激光刻蚀可用于高压环境下工作的各类重载零件，如高速、高压空气压缩机缸体内壁等。 ? (2)激光珩磨的特点?? 质量优势 技术特质实际应用1）精确控制刻槽的深宽度宽度和深度可选择调整高速、高压空压机汽缸2）可选择最佳的刻蚀样式提供更有效的减磨方法发动机汽缸3）刻蚀槽可储油和收集磨屑 刻蚀槽有双重作用适宜高压重载零件减磨4）不接触式激光珩磨 不需要砂条珩磨和油适合现代工业的要求?3. 激光毛化加工设备 ?激光毛化加工设备采用了减振、吸振及安全保护系统，降低了运行的振动，提高了稳定性、可靠性和安全性，设备结构简单、实用；该激光毛化工艺先进，毛化点阵排列可调，并提高了轧辊表面硬度，毛化效果明显，轧辊使用寿命大幅提高。 ?(1) 配套设备 ?高功率激光器，配双温水冷机组 外光路导光、传输、聚焦系统 专用激光毛化成形加工装置 六轴五联动激光毛化主机床 SINAMICS 840D数控系统 ?(2) 产品特点 ?机床采用卧式车床的总体布局形式。配备西门子840D系统，可进行X轴（横向）和Z轴（纵向）两轴联动。主轴设有编码器，可实现与X轴（横向）和Z轴（纵向）的关联传动，具备自动精密定位和监视系统，整机设计合理，性能先进，运行可靠。 优良的激光光源、先进可靠的光学系统、高精度伺服驱动三者有机结合并优化匹配参数，保证加工的高质量、高速度、高稳定； 精心设计的传动装置及机床结构，具减震、减摩能力，保证设备运行效率、全自动化，并且安全环保； 具有先进的位置传感器，可自动定位，整机操作简便，故障率低； 主要技术指标达到国际先进水平。 ? (3) 主要技术参数 需要电功率 105KW设备总重量 27000KG轧辊最大长度 4500mm轧辊最大直径 600mm 轧辊最小直径 300mm毛化最大长度 2200mm轧辊最大重量 7000KG 毛化粗糙度Rm0.6～8μm可调 粗糙度均匀性 ±4%毛化点密度?? （2×2）～（5×5）点/mm2（可调） 毛化点直径?? 120-350μm可调 毛化时间????? 20～50分钟/支 凸台高度： 2～10μm可调 最大顶尖距离 4800mm机床的外型尺寸（长×宽×高）单位：mm??? 9670×3080×2610?4. 激光毛化加工设备的典型应用? 由于激光毛化能有序排列毛化表面形貌，大范围调整粗糙度值及密度值，重复性好、涂镀性好、储油性好，所以日本、法国、德国和美国一些大型企业开始广泛应用激光毛化技术。其主要应用于轧辊的毛化，主要分为以下几类： 1) 用于平整机的工作辊。 使钢板（带钢）表面最终形成满足用户对粗糙度值、密度值以及其它特殊表面构造和形