激光强化轧辊实验：提升性能与温度模拟分析

"这篇论文是关于激光强化半钢轧辊的实验研究，主要探讨了激光相变硬化技术如何提升轧辊的表面性能，并通过数值模拟分析了激光加热过程中的热循环，以及激光淬火可能产生的裂纹原因。文章中提到了在实际生产中的应用背景，选择了180CrNiMo半钢材质的轧辊作为实验对象，通过激光对比实验来研究其表面改性效果。激光相变硬化的基本原理是利用高能密度的激光快速加热和冷却，增加马氏体含量以实现表面硬化。实验中针对H型钢轧制过程中的磨损问题，对轧辊侧壁进行了重点强化，采用10mm×1mm矩形光斑进行大面积处理，并通过正交实验设计来优化激光功率和扫描速度，以找到最佳工艺参数。" 在本文中，作者张建宇详细介绍了激光强化半钢轧辊的过程及其对提升轧辊耐磨性的作用。首先，论文指出激光表面改性技术常用于提高机械零件的耐磨性，尤其在热轧型钢的生产中，半钢材质的轧辊越来越受到重视。为了研究这一技术在实际生产中的效果，作者选取了180CrNiMo半钢材质的轧辊进行实验，该材料的化学成分包括碳、硅、锰、磷、硫、镍、铬和钼，具有良好的综合性能。 激光相变硬化是通过高能量密度的激光束快速加热和冷却工件表面，促使材料表面快速发生相变，形成马氏体，从而提高表面硬度。在实验中，作者使用了10mm×1mm的矩形光斑，以提高处理效率。通过正交实验设计，他们调整了激光功率和扫描速度，以探索最佳的工艺参数组合。激光功率的大小直接影响工件表面的能量密度，从而影响最高温度和最终的硬化效果。扫描速度则影响单位时间内能量的输入和作用时间，这两者都会影响激光淬火的效果。 在H型钢的生产中，由于轧件与轧辊间的剧烈磨损，尤其是侧壁，因此侧壁的工作面成为强化的重点。实验结果显示，通过激光强化可以显著改善侧壁的耐磨性，减轻磨损程度。同时，论文还讨论了激光淬火可能导致裂纹的原因，这涉及到激光作用时的温度梯度和快速冷却过程中产生的应力。 这篇论文提供了深入的实验数据和分析，揭示了激光强化技术在改善半钢轧辊耐磨性方面的潜力，为实际生产提供了有价值的参考。通过优化激光工艺参数，可以有效提升轧辊的使用寿命，降低生产成本。