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軋輥的發展歷程及激光毛化技術在軋輥中的應用

鑄造高速鋼軋輥早在1988年由日本人研制成功并在熱帶連軋機上運用，美國是20世紀90年代初開始引入高速鋼軋輥，歐洲起步相對較晚。高速鋼軋輥一般定義為高速切削時具有保持硬度能力的工具鋼。作為軋輥工作層材質在熱軋時具有高的紅硬性、高的，高速鋼軋輥中的碳元素以及其他形式碳化物合金元素的含量一般都大于15%，而在工具鋼軋輥中則小于15%。高速鋼軋輥與半高速鋼軋輥的區別主要表現在合金含量的差別，兩者碳元素以及其他形成碳化物合金元素的含量相差近一倍。
　　大量運用的鑄造高速鋼軋輥主要采用三種方法進行生產：一是立式離心澆筑方法，歐洲和北美采用這種方法生產HSS軋輥。二是CPC連續澆筑方法，在日本60%~70%的HSS軋輥用CPC方法生產，30%~40%HSS輥用離心鑄造方法生產。三是ESR電渣熔鑄法，這種方法是在CPC法的基礎上加上電渣凈化作用的一種生產HSS輥的方法，烏克蘭和比利時已用這種方法生產了少量軋輥。
　　激光毛化冷軋輥技術是八十年代在世界上才發展起來的生產優 質冷軋薄鋼板。由于激光毛化技術在加工方法上、在提高成型性能和涂鍍后光亮度以及綜合生產成本方面都比其它毛化方法具有大優 越性，因此激光毛化技術一問世便受到鋼鐵企業和使用部門的高度重視，優 質冷軋薄板和薄帶不僅需要優良的材質，而且對薄板表面質量(如表面粗糙度和形貌)有嚴格的要求，才能薄板優良的成形性能和表面涂鍍性能。激光毛化汽車板由于涂漆后反射映像光澤度高，在被稱為“鏡面鋼板”，是生產轎車面板的優 質板材。因此，激光毛化冷軋薄板(帶)是汽車、家電、電子和輕工業生產需求的重要原材料。
　　激光毛化技術基本原理：
　　其特點是利用經過調制的量密度(104~106W/cm2)、高重復頻率(每秒數千萬)的脈沖激光束在聚焦后入射到軋輥表面實施預熱和，在聚焦點處軋輥表面形成微小溶池，同時由側吹裝置對微小溶池施以設定壓力、流量、方向的輔助氣體，使溶池中的溶融物按指定要求盡量堆積到溶池邊緣形成圓弧形凸臺。這些預熱區、微坑、凸臺在軋輥自導熱的作用下冷卻形成硬度區。然后在薄板軋制或平整過程中，軋輥表面上的凸臺在板面上再形成若干變形硬化質點(微坑)，以形成激光毛化板。這種新型表面結構是在不降低原材質表面韌性的情況下，由無數微小均布的點對表面實行針軋，從而在輥、板表面實現剛柔并濟的表面結構。這種表面結構的優點主要表現在以下方面：
　　1)激光毛化在軋輥表面形成均勻分布的圓弧形凸臺，其硬度、強度都明顯高于其它毛化方式。并能有 效的避免軋輥殘余應力集中、韌性降低等現象，延長軋輥使用壽命。
　　2)在軋制過程中，改 善輥與板間摩擦(增加摩擦力)和接觸條件以有利于軋制工藝順利進行(可增大軋機壓下量和軋制速度)，減少擦傷和粘連，改 善板型，提高板面質量。
　　3)在板材成型過程中，板面微坑有儲油和冷卻作用，改 善板與磨具間的摩擦和接觸條件(減小摩擦、增加潤滑)，以利于材料流動，使成型工藝易于進行。同時，板面微坑可容納成型過程中產生的金屬屑，減少成型表明劃傷，提高工件質量?？稍鰪姲迕鎸ν繉拥母街吞岣叱尚渭砻嫱科峁饬炼?，增加產品的附加值。