專利名稱：金屬軋輥表面的高重頻脈沖激光誘導(dǎo)放電毛化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種軋輥表面毛化方法。
背景技術(shù)：
在對軋輥表面進(jìn)行毛化時，高重頻脈沖激光誘導(dǎo)放電是在大氣環(huán)境下進(jìn)行的，并且需要放電極與輥面之間在大氣環(huán)境下多次放電，在放電過程中，隨著放電電流脈沖寬度的延長，放電通道直徑由于熱效應(yīng)將發(fā)生膨脹，致使軋輥表面的熔凝斑直徑變大、輪廓變得不規(guī)則，影響軋制鋼板的質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種使熔凝斑直徑減小、熔凝斑邊緣清晰、提高放電電流密度的金屬軋輥表面的高重頻脈沖激光誘導(dǎo)放電毛化方法。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案為一種金屬軋輥表面的高重頻脈沖激光誘導(dǎo)放電毛化方法，需毛化的軋輥表面涂一層介電質(zhì)薄膜。
進(jìn)一步，所述介電質(zhì)為礦物油或其它電絕緣性好的液態(tài)薄膜或固態(tài)薄膜。
進(jìn)一步，所述需毛化的軋輥接電源正極，放電電極接電源負(fù)極。
采用上述方法在需毛化的軋輥表面涂一層介電質(zhì)薄膜后，由于介電質(zhì)薄膜的作用使放電流柱的發(fā)展受到限制，只有那些被激光照射處的薄膜被汽化后，才能在兩極間形成放電通道，使放電電極放電，軋輥被毛化，從而使放電坑直徑比直接在大氣中放電時小得多，而且熔凝坑深、輪廓邊緣清晰。特別在高重頻脈沖激光誘導(dǎo)放電時，由于在大氣環(huán)境下進(jìn)行，并且需要放電極與輥面之間在大氣環(huán)境下多次放電，在多次放電過程中，隨著放電電流脈沖寬度的延長，放電通道直徑由于熱效應(yīng)將發(fā)生膨脹，采用上述方法后，可有效避免軋輥表面的熔凝斑直徑變大、輪廓不規(guī)則的情況，使軋輥表面毛化均勻、規(guī)則。


圖1A為采用負(fù)極性放電得到的熔凝斑的效果圖；圖1B為采用正極性放電得到的熔凝斑的效果圖；圖2A為本發(fā)明方法得到的熔凝斑的效果圖；圖2B為在大氣環(huán)境中直接毛化得到的熔凝斑的效果圖。
具體實施例方式首先，在需毛化的軋輥表面涂一層介電質(zhì)薄膜，然后使激光照射到軋輥表面的介電質(zhì)薄膜上，先使被激光照射處的介電質(zhì)薄膜被汽化，然后軋輥表面的被照射部位瞬時加熱汽化，產(chǎn)生明亮的等離子體羽；所述介電質(zhì)薄膜為電絕緣性良好的的液態(tài)和固態(tài)薄膜，如礦物油、膠、蜂蜜及塑料薄膜。
在激光照射位置附近設(shè)置有放電電極，該放電電極與待毛化軋輥分別與充放電電源系統(tǒng)的兩極連接，形成回路，為使熔凝斑直徑減小、熔凝斑邊緣清晰，使放電電極連接電源系統(tǒng)的負(fù)極，待毛化軋輥連接電源正極；上述帶有大量帶電粒子的等離子體羽在放電電極與需毛化的軋輥之間形成放電通道，誘導(dǎo)放電電極自動完成放電，電壓降低到一定值后，放電過程停止，這時在需毛化的軋輥表面產(chǎn)生一熔凝微坑。
在放電電極與需毛化的軋輥的第一次放電完成后，充放電電源系統(tǒng)快速充電恢復(fù)到額定電壓，待第二個激光脈沖到來，再次在需毛化的軋輥表面產(chǎn)生出等離子體羽后，放電通道再次接通，放電電極與需毛化的軋輥之間完成第二次激光誘導(dǎo)放電。
由于在需毛化的軋輥表面涂有一層介電質(zhì)薄膜，使放電流柱的發(fā)展受到薄膜的限制，只有那些被激光照射處的薄膜被汽化，才能在兩極間形成放電通道，其放電坑直徑可比在大氣中放電時小得多，而且熔坑深而邊緣清晰，另外，由于采用負(fù)極放電，即電極接放電電源負(fù)極，軋輥接放電電源正極，進(jìn)一步使熔坑深而邊緣清晰直徑小。
圖1A、圖1B分別表明放電采用負(fù)極性放電、正極性放電得到的熔凝斑的效果，由圖中可看出負(fù)極性放電輥面熔凝斑直徑明顯小于正極性放電，并且熔凝斑輪廓也更加清晰。
圖2A、圖2B分別顯示在軋輥表面涂一層很薄的介電質(zhì)膜和在大氣環(huán)境中直接毛化得到的熔凝斑的效果，在軋輥表面涂一層介電質(zhì)膜如機(jī)油時，其放電坑直徑可比在大氣中放電時小得多，而且熔坑深而邊緣清晰。
權(quán)利要求
1.一種金屬軋輥表面的高重頻脈沖激光誘導(dǎo)放電毛化方法，其特征在于需毛化的軋輥表面涂一層介電質(zhì)薄膜。
2.如權(quán)利要求1所述的金屬軋輥表面的高重頻脈沖激光誘導(dǎo)放電毛化方法，其特征在于所述介電質(zhì)為礦物油或其它電絕緣性好的液態(tài)薄膜或固態(tài)薄膜。
3.如權(quán)利要求1所述的金屬軋輥表面的高重頻脈沖激光誘導(dǎo)放電毛化方法，其特征在于所述需毛化的軋輥接電源正極，放電電極接電源負(fù)極。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種金屬軋輥表面的高重頻脈沖激光誘導(dǎo)放電毛化方法，需毛化的軋輥表面涂一層介電質(zhì)薄膜。采用上述方法在需毛化的軋輥表面涂一層介電質(zhì)薄膜后，由于介電質(zhì)薄膜的作用使放電流柱的發(fā)展受到限制，只有那些被激光照射處的薄膜被汽化后，才能在兩極間形成放電通道，使放電電極放電，軋輥被毛化，從而使放電坑直徑比直接在大氣中放電時小得多，而且熔凝坑深、輪廓邊緣清晰。
文檔編號C21D1/09GK1789438SQ20051013276
公開日2006年6月21日 申請日期2005年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月26日
發(fā)明者楊明江, 王之桐, 彭林華, 占劍, 邢旭輝 申請人:中國科學(xué)院力學(xué)研究所