对冷轧轧辊进行毛化的必要性和优点
TOPOCROM毛化工艺技术与优势
TOPOCROM毛化工艺：技术与优势Karl Müll1) 与 Thomas Routschek2)1) TOPOCROM SYSTEM AG, Weinfelden 8570, 瑞士2) Salzgitter Flachstahl GmbH, Salzgitter 38239, 德国摘要：TOPOCROM毛化工艺是一项对薄板金属表面进行毛化的先进技术。
该项工艺为毛化薄板产品的冷作工及终端用户设定了新的标准。
(1)相比电火花毛化工艺，TOPOCROM镀层的特殊半球型结构与硬度使得辊筒的使用寿命大幅提高。
(2)板材表面质量稳定，且性能得到改善。
表面冷轧机进行加工时，TOPOCROM 表面形貌的粗糙度只出现略微下降。
TOPOCROM镀层的半球型结构将有利于提高材料表面的稳定性。
(3) 成本降低，产量提高。
(4) TOPOCROM毛化工艺可以为金属薄板表面形态定制设计提供最佳配套。
该工艺将充分满足新型钢板材料在成型性与涂装性上日益增长的需求。
1) 形成封闭的润滑油穴2) 大量均匀分布的封闭润滑油穴提高了材料的成型性3) 高峰值数 (Pc) 、较高的粗糙度值以及较低的长、短波纹轮廓将改善涂装效果。
通过特殊的TOPOCROM硬铬电镀工艺，辊筒体上将形成毛化结构。
TOPOCROM 轧辊电镀车间的反应炉技术得到专利保护和批准。
TOPOCROM反应炉技术采用封闭式循环单元设计，可以满足环保与劳动保护上的最高要求。
关键词: TOPOCROM 毛化；辊筒；辊筒寿命；自由规程轧制；薄板；表面；表面粗糙度；成型；成型性；涂装；涂装性；涂装效果；PRETEX；POSTTEX；硬铬引言板材的表面特性是产品质量的一项重要特征，对材料的成型性和涂装性有显著影响。
汽车工业的实际需求和未来预期使板材表面结构的重要性得到不断提升：-要求苛刻的涂装外观-不采用腻子填料的经济涂装成本-更佳的成型效果-降低的模具损耗为了满足这些要求，钢板表面需要以下特性：-辊筒体在长度和宽度上的粗糙度相同-静压润滑的油穴分布细密、独立-油穴分布均匀-完全随机的粗糙度结构和高峰值-长、短波率低由于采用传统的毛化方法无法成功满足对于金属薄板粗糙度质量的实际和预期需求，因此Salzgitter AG（沙士基达股份公司）和TOPOCROM Systems AG (TOPOCROM系统股份公司)合作开发了PRETEX技术，根据TOPOCROM原理对轧辊进行毛化。
轧辊喷丸毛化的工作原理
轧辊喷丸毛化的工作原理轧辊喷丸毛化是一种常用的表面处理工艺，广泛应用于金属加工行业。
它通过在轧辊表面高速喷射粒子来清除表面的氧化皮、焊渣和污垢，以改善轧辊的表面质量和延长使用寿命。
下面将详细介绍轧辊喷丸毛化的工作原理。
轧辊喷丸毛化的工作原理主要包括三个步骤：准备工作、喷丸处理和喷丸清理。
首先是准备工作。
在进行轧辊喷丸毛化前，需要先对轧辊进行检查，了解其表面的缺陷和污染情况，以便确定喷丸处理的参数和设备。
同时，还需要清洗和除尘轧辊表面，确保表面干净无污染。
接下来是喷丸处理。
喷丸设备通常由喷丸机、喷砂机和输送装置组成。
进程开始时，轧辊被固定在输送装置上，以保持稳定。
然后，喷砂机将高速旋转的喷砂刃转轮中的砂粒喷射到轧辊表面上，以清除表面的杂质。
喷丸机通过压缩空气或机械力将砂粒从喷砂机推送到喷砂刃转轮上。
喷砂刃转轮中的刃片以高速旋转，将砂粒抛离并喷射到被处理的轧辊表面上。
通过刃片的高速旋转和砂粒的高速喷射，轧辊的表面瞬间受到高能量的冲击，从而将氧化皮、焊渣和污垢等不良物质去除。
在喷丸过程中，砂粒在喷射时会与轧辊碰撞并弹开，这样就能有效地去除轧辊表面的污垢。
同时，部分砂粒可能会穿透轧辊表面，进入轧辊内部，从而清除轧辊内部的氧化皮和污垢。
最后是喷丸清理。
在轧辊喷丸处理后，需要对轧辊进行清理，以去除残留的砂粒和污垢。
常用的清理方法包括刷洗、吹风和真空吸尘等。
通过清洁工作，可以避免因砂粒残留而影响轧辊的运行和使用寿命。
轧辊喷丸毛化技术的优势在于它具有高效、环保、全面和一致性等特点。
它能够快速清除轧辊表面的杂质和污垢，提高轧辊的表面质量和使用寿命，减少产品质量问题和设备故障。
另外，由于采用了物理喷射的方式进行处理，轧辊喷丸毛化过程中不会产生化学反应或使用化学清洗剂，从而降低了对环境的污染。
总之，轧辊喷丸毛化是一种有效的表面处理技术，它通过高速喷射砂粒清除轧辊表面的氧化皮、焊渣和污垢，以改善轧辊的表面质量和延长使用寿命。
激光毛化技术
精品文档激光毛化技术在冶金行业的应用一、技术介绍●基本描述1工艺概述为了改善冷轧薄钢板的板型、深冲性、延伸率和涂镀性能，在冷轧薄板生产工艺中，要求对冷轧工作辊的辊面进行毛化处理，然后轧制出满足用户特殊（加工）工艺要求的冷轧毛化钢板。
目前用以满足轧辊毛化处理的技术有：喷丸毛化（ＳＢ）技术、电火花毛化（ＥＤＴ）技术、激光毛化技术等。
这些技术按粗糙度形貌类型来分，可分为无规则分布和可设定式分布的两种类型。
喷丸毛化（ＳＢ）和电火花毛化（ＥＤＴ）属于无规则分布的粗糙度形貌类型，激光毛化则属于可设定式分布的粗糙度形貌类型。
本设备采用可设定式分布的CO2激光毛化轧辊技术，为轧辊毛化的最新技术。
CO2激光毛化冷轧辊的工艺是：轧辊在毛化加工之前，需经磨床磨削加工，去除肉眼可见的全部缺陷，使轧辊表面粗糙度值 R a＝ 0.2-0.7 μ m 范围内，且表面的粗糙度要均匀；然后将轧辊吊至本设备上安装后，由计算机控制的脉冲激光束经聚焦后打击到轧辊表面，形成许多小坑；每个小坑中间下凹，低于轧辊表面约 11μ m，环绕凹坑边缘的凸起部份高于轧辊表面约 6μm，最高凸起可达 0.2mm。
这些小坑的几何分布是沿着辊身周向一条升角恒定的螺旋线而密集分布的。
小坑周向间距可控，其范围是 0.2-0.3mm。
螺旋线的线距可控，其范围也是 0.2-0.3mm。
由此在轧辊表面形成可预控的粗糙度值（ Ra）和密度值（ S），其均匀性极好。
小坑的形貌亦可预控调整，从而形成各种不同的表面织构。
满足不同用户的各种工艺要求。
本设备可广泛用于以下工艺过程1.1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、密度值以及其他特殊表面构造和形貌的要求。
有利于钢板（带钢）在再成精品文档形过程中的延伸冲压效果，减少冲压件表面划伤，保证冲压件均匀变形，减少模具受力及损耗。
可根据用户的需要，生产出各种汽车用板、家电用板、轻工用板、防伪板、造币板、异面织构板、特制花纹板、激光乌泽板（ Laser Matte Steel ）等。
让冷轧薄板性能更优良
让冷轧薄板性能更优良冷轧薄板表面粗糙度形貌是影响板材质量(深冲性能、涂镀性能)的一个重要因素,而板面的形貌是要通过轧辊表面毛化来实现的。
目前冷轧辊毛化技术从表面粗糙度形貌来划分可分为两类：无规则分布毛化和可设定式分布毛化。
近来,汽车和家电工业对外覆件用板要求正朝低粗糙度和高峰值密度方向发展,建筑装饰板也将大量采用新型亚光铝板和不锈钢板以替代玻璃外墙来减少光污染。
以定向高能束流(激光束、电子束)聚焦的可设定式毛化技术就越来越显示出优势。
因此国外专家认为,钢厂必须具备可设定式毛化手段,才能满足用户对冷轧板性能越来越高的需求。
目前激光毛化技术是比较成熟的轧辊可设定式毛化技术,主要有CO2激光毛化和YAG激光毛化两种。
其中CO2激光毛化技术是20世纪80年代由比利时冶金研究中心(CRM)发展起来并申请专利保护。
YAG激光毛化是由中科院力学所20世纪90年代发展起来并获得国家多项专利的技术。
其中发明专利1997年荣获中国专利局和世界知识产权组织联合颁发的“中国专利发明创造金奖”,拥有自主知识产权,在我国进入WTO后,可避开国外专利的限制。
YAG激光毛化具有独创的高重频光波形调控技术和二维设定可控分布毛化技术(二维设定毛化只有电子束才能实现),成倍地提高了光能的利用率,明显提高了整辊毛化的均匀性。
加上YAG激光波长比CO2激光波长短10倍,辊面对其吸收率高,所需激光器功率小。
由于YAG 激光波长短,聚焦光斑小,更利于高密度毛化。
比如在铝箔辊毛化中,其毛化密度超过10×10点/mm2。
YAG激光毛化过程是首先用经过特殊声光调制的高能量密度、高重复频率的脉冲激光束,聚焦照射到作旋转运动的轧辊表面,以形成若干微小熔池,同时吹以一定角度的辅助气体对熔池熔融物挤压造型。
光脉冲作用停止后,微坑熔池金属靠轧辊自身热传导作用迅速冷却（有淬火作用）,形成微坑和坑边环形凸台结构的相变强化点。
与此同时,激光束沿辊轴方向匀速运动,完成轧辑毛化。
毛化处理及镀铬毛化辊
毛化处理及镀铬毛化辊铬具有很高的硬度和良好的耐磨性，这是大量冷轧工艺线辊子采用镀硬铬表面层的主要原因。
铬的硬度接近金刚石，莫氏硬度达9。
一般标准镀铬液中，在最佳条件下镀铬层硬度HV可达1000~1200。
在所有镀层中硬铬层的耐磨性能最佳（是镀镍层的近10 倍）。
铬几乎是已知金属材料中摩擦系数最低的。
由于硬铬层具有的低摩擦系数、高润滑性能给钢板通过创造有利条件。
能够有效的减少磨损，大大延长辊子的使用寿命。
特别是轧辊镀铬后与被轧钢板之间在压力下连续摩擦时不会咬死，使得轧制量可以几倍甚至十几倍的增加。
但也是因为其低摩擦系数低，为了防止带钢打滑，才发展出毛化处理工艺，并通过毛化粗糙度来控制其表面摩擦系数。
毛化是在光滑的基体表面上，采用喷砂、喷丸、电火花、激光等方法（简称毛化处理）加工成人为有序的凹坑，通过电镀、电铸、喷涂、沉积等方法形成表面耐磨复合层，最后再进行表面削峰处理（磨削、研磨、抛光、化学处理等方法）。
其最大优势是一方面显著提高表面摩擦系数，另一方面有效的避免了划伤、擦伤带钢。
辊面还要进行毛化处理，为什么对其研磨的要求这么高（一般研磨后必须达到Ra0.8 以下）？这是因为无论车削或磨削加工所形成的刀痕均是沿圆周方向，这对提高辊面摩擦系数以及减少带钢擦伤无任何帮助，严重的话即使经过毛化处理仍然清晰可见，且很难在后面加工过程中消除这里所指的磨削过程所产生的主要缺陷有:·辊印·短划伤·振纹等。
一般毛化镀铬辊在电镀后不能在进行任何机加工，而只是采取研磨、抛光、削峰等处理，因此整辊的精度必须通过磨削来保证。
磨削后尺寸精度、形位公差（圆度、圆柱度、跳动等）必须达到并高于图纸技术要求。
磨削的另一个主要目的是提高表面粗糙度，达到辊面毛化电镀要求。
一般要求磨削后最低应达到Ra0.8 以上。
对于磨削过程来讲，完全消除短划伤是不可能的。
造成的主要原因是磨床水平、砂轮质量、磨削工艺和乳化液的过滤等因素。
冷轧辊激光毛化技术应用研究
图 １ 轧辊表面条纹状色差缺陷
２．２ 轧辊表面亮线缺陷
联系人：陈战锋，工程师，河南．安阳（４５５００４） ，安阳钢铁股份有限公司冷轧公司； 收稿日期：２０１８—３—４
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· １０ · 河 南 冶 金 ２０１８ 年第 ３ 期
激光毛化是利用脉冲发生装置，将激光器产生 的连续高能量激光束，分割成高重复频率的脉冲激 光，脉冲激光束聚焦照射在匀速旋转的轧辊表面，形 成若干有序或无序排列的微小熔池，同时辅以一定 成分和压力的气体，沿某角度侧吹熔池中的熔融金 属，使其按要求堆积到熔池边缘。 激光脉冲作用停
止后，熔池熔融金属靠轧辊自身热传导作用迅速冷 却，形成表面硬化的坑边凸台和微坑结构。 与此同 时，激光脉束在滑台的带动下以一定速度匀速沿 轧辊轴向运动，在整个轧辊表面形成若干有序或无 序排列的相变质点（ 毛化坑和坑边凸台） ［２］ 。 ２ 激光毛化缺陷分析 ２．１ 轧辊表面条纹状色差缺陷
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陈战锋 琚艳军 李龙飞
（ 安钢钢铁股份有限公司）
摘要 针对冷轧生产中带钢毛化质量问题，开展轧辊激光毛化工艺研究，毛化后采取镀铬工艺，减少或消除了带钢 表面条纹状色差缺陷、亮线缺陷、粗糙度不均匀和过钢量偏低等问题，进而提高轧辊毛化质量、降低轧辊消耗、节约 生产成本，有利于开发冷轧高档次产品。 关键词 激光毛化 轧辊毛化 冷轧辊
０ 前言 为了改善冷轧薄带钢的深冲性能、涂镀性能和
表面质量，在冷轧薄带钢生产工艺中，要求对冷轧工 作辊的辊面进行毛化处理，然后轧制出满足用户特 殊工艺要求的冷轧毛化钢板。 一般地，汽车用钢和 高档次家电用钢要求 Ｒａ ０．８ μｍ ～ １．２ μｍ，ＲＰｃ 值大 于 ８０，冲压成形过程中，毛化钢板上的致密微小凹 坑可储存润滑剂，改善润滑条件。 毛化钢板表面粗 糙，可以有效增大与涂层之间的接触面积，增强油漆 吸附能力和锌层附着性。 Ｒａ 也是轧机换辊的重要 依据，当 Ｒａ 衰减超过 １５％ 时就需要考 虑 换 辊［１］ 。 平整轧制时，轧辊毛化的表面特征会压印到带钢表面 上，因此提高轧辊毛化质量也就相当于提高成品带钢 的表面质量。 轧辊毛化能够提高轧辊的使用寿命、改 善冷轧生产工艺、提高成品带钢的表面鲜映度和性能 等。 激光轧辊毛化粗糙度压印率一般为 ４０％ ～ ６０％， 结合冷轧薄带钢表面质量要求，研究轧辊毛化工艺参 数，消除轧辊毛化缺陷，提高毛化轧辊使用寿命。 １ 激光毛化工作原理
轧辊表面激光毛化织构熔凝成形机理与性能
有色金属行业
在铝、铜等有色金属的轧制过程中 ，采用激光毛化织构熔凝成形技术 ，增加轧制过程中的润滑效果，降 低能耗和轧制力。
机械制造行业
在机械制造领域，利用激光毛化织 构熔凝成形技术对模具表面进行优 化处理，提高模具的使用寿命和精 度。
轧辊表面激光毛化织构熔凝成形的前景展望
拓展应用领域
绿色制造
注重环保和节能，研究低能耗、低污染的激光毛化织构熔 凝成形技术，推动绿色制造的发展。
06
参考文献
参考文献
参考文献1 文献名称：探究轧辊表面激光毛化织构熔凝成形的机理与性能
作者：张三，李四，王五
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轧辊表面激光毛化织构熔凝成形机 理与性能
2023-11-11
目录
• 轧辊表面激光毛化织构熔凝成形 技术概述
• 轧辊表面激光毛化织构熔凝成形 机理
• 轧辊表面激光毛化织构熔凝成形 的性能研究
目录
• 轧辊表面激光毛化织构熔凝成形 的实验研究
• 轧辊表面激光毛化织构熔凝成形 的工业应用与前景
• 参考文献
激光是一种高亮度、单色性好的光束，具有方向性强、能量密度高、频率单一 等优点。
激光与物质的相互作用
激光与物质相互作用时，会产生光热效应、光化学效应、光压效应等，这些效 应会影响物质的物理和化学性质。
轧辊表面激光毛化织构熔凝成形的热力学过程
01
02
03
轧辊表面的热传导
激光照射到轧辊表面时， 产生瞬间高温，使轧辊表 面材料熔化。
01
轧辊表面激光毛化织构熔凝成形 技术概述
激光毛化技术背景与意义
激光毛化技术是一种先进的表面处理技术，能够改善轧辊表面的性能，提高轧制 产品的质量。
冷轧辊激光毛化技术对板材性能的影响分析
理论 ， 研发 ， 设计 ， 制造
冷轧 辊激光毛化技术对板材性能的 分析 影响
陈 文 涛
（ 疆 轻 工 职 业 技 术 学 院 机 电 系 ， 鲁 木 齐 ８ ０ ２ 新 乌 ３０ １
摘
要： 为改善冷轧板使用性能 ， 出了使 用激光毛化技术对冷轧辊 表面进行 造型强化 ， 提 通过 对毛化板 材力学性 能及 表 。 ｊ 一 。
抗拉 断后 杯突值 ］ ＿ 作辊 Ｒ ｕ 强度／Ｐ ｍ Ｍａ仲长率Ａ￣ ／ｍ ／ ｍ ／ ｃ
／ｍ ／ｍ ｍ ｍ
如图 １ 所示 。 序 宽度 厚度 粗糙度
化 具 有 结 构 简单 、 毛化 效 率 高 、 化 参 毛 数 可 控 制 等 特点 。 根据 冷轧 板轧 制工 艺要 求及 后续 加 ｒ 要求 ： 艺 如
的 表 而形 貌 。而 冷 轧辊 的 表 而形 貌 丰要 取 决 于其 毛化 工
艺。具 有特 殊 形 貌 的冷 轧板 材 在 汽 车和 家 电产 业 中有 着
广 泛俺 用 。 Ｈ前 ， 常用 的 毛化 艺 主要 有 喷 丸 毛化 、 电火
花 毛化 和激 光 毛化 等 。
环 形 凸 台结 构 。 同时 ， 光器 与 轧 辊作 轴 向 相对 运 动 ， 激 完
１ 引 言
或 Ｌ ） 采用 高 能 量 密 度 、 重 复 频 率 的 脉 冲激 光 束 ， Ｔ是 高 聚 熔 化 成熔 池 ， 时 由侧 吹 装置 对 微 小熔 池 施 与 定 压 力 、 同 设
流 量 和方 向 的辅 助气 体 对熔 池 熔 融 金属 挤 压造 型 。按 一 定 的 方 向堆 积 到熔 池 边 沿并 通 过 极速 冷 凝形 成 有 序 的硬 度 极 高 的 凹坑 与 凸 台 。形成 具 有 一 定形 貌 的微 坑 和坑 边
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矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。