本發(fā)明公開一種基于激光能場(chǎng)輔助軋制極薄帶的方法，屬于極薄帶軋制技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明通過(guò)在多輥軋機(jī)軋制極薄帶過(guò)程中通過(guò)激光能場(chǎng)輔助加熱極薄帶，將極薄帶加熱至材料再結(jié)晶溫度以上，減輕了往復(fù)軋制過(guò)程中產(chǎn)生的加工硬化現(xiàn)象，抑制了極薄帶的邊裂與其他缺陷的形成，提高了成材率并改善了極薄帶的質(zhì)量，獲得厚度更薄的極薄帶；后續(xù)通過(guò)超聲輔助打磨裝置去除極薄帶表面的氧化膜，通過(guò)超聲波產(chǎn)生的高頻激振作用去除表面由于高溫產(chǎn)生的氧化膜。通過(guò)本發(fā)明方法獲得厚度更薄、表面質(zhì)量更好的極薄帶，可用于工業(yè)上極薄帶的批量生產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于極薄帶軋制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于激光能場(chǎng)輔助軋制極薄帶的方法。

背景技術(shù)

近年來(lái)隨著微制造、微機(jī)電系統(tǒng)等行業(yè)的興起，市場(chǎng)對(duì)極薄帶產(chǎn)品的需求迅速增長(zhǎng)，尤其是機(jī)器人、智能制造等高新技術(shù)領(lǐng)域?qū)?yōu)質(zhì)極薄帶有了更高要求，如用于血管微創(chuàng)傷診斷和手術(shù)的血管機(jī)器人，以直徑為1mm的微馬達(dá)為驅(qū)動(dòng)器，機(jī)身總長(zhǎng)度在6mm左右，即將投入試驗(yàn)。重量不到100g、整體結(jié)構(gòu)尺寸小于15.24cm的微型飛行器等。這些尖端領(lǐng)域所需要的微材料、微器件尺寸更小、精度要求更高。

極薄帶產(chǎn)品生產(chǎn)水平是推動(dòng)產(chǎn)品微型化、加速產(chǎn)品智能化的關(guān)鍵，但在極薄帶冷軋生產(chǎn)過(guò)程中，當(dāng)箔材的厚度減小到一定程度，即使繼續(xù)增大軋制力軋件厚度不再繼續(xù)減小，即極薄帶存在一個(gè)最小可軋厚度。并且冷軋極薄帶容易導(dǎo)致軋制輥系發(fā)生較大的彈性變形，相關(guān)研究表明，當(dāng)極薄帶達(dá)到最小可軋厚度時(shí)，通常需要軋制數(shù)十道次甚至上百道次，這將會(huì)導(dǎo)致十分嚴(yán)重的加工硬化現(xiàn)象，從而導(dǎo)致極薄帶邊裂、邊浪等缺陷的出現(xiàn)，降低成材率以及造成原材料與能源的浪費(fèi)。因此，如何獲得厚度極薄、尺寸精度較高、性能穩(wěn)定的極薄帶已成為塑性加工領(lǐng)域的難點(diǎn)問(wèn)題。

熱軋可以顯著提高金屬的塑性，降低金屬變形抗力，從而大大減少了金屬變形的能量消耗，降低能耗，節(jié)約成本。而傳統(tǒng)板帶加熱方式由于升溫慢，氧化程度嚴(yán)重等問(wèn)題不適用于極薄帶的生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)冷軋加工硬化嚴(yán)重和熱軋加工加熱方式升溫慢，氧化程度嚴(yán)重等問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于激光能場(chǎng)輔助軋制極薄帶的方法。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了下列技術(shù)方案：

一種基于激光能場(chǎng)輔助軋制極薄帶的方法，包括以下步驟：

步驟1，準(zhǔn)備極薄帶，在極薄帶軋制生產(chǎn)線上進(jìn)行穿帶，穿帶完成后對(duì)極薄帶的出口和入口施加張力；施加張力的目的是軋制過(guò)程中減少泡泡浪、邊浪、中浪等板形缺陷的出現(xiàn)；

步驟2，在接近多輥軋機(jī)入口處設(shè)置激光發(fā)射器對(duì)極薄帶施加激光能場(chǎng)，并通過(guò)聚焦模組調(diào)整激光入射的角度同時(shí)提高激光能量，矩形光斑位置調(diào)整完畢后固定，打開激光發(fā)射器對(duì)極薄帶進(jìn)行加熱，在收卷器的作用下勻速進(jìn)入輥縫，實(shí)現(xiàn)均勻加熱和穩(wěn)定軋制；

步驟3，在多輥軋機(jī)入口處設(shè)置超聲輔助打磨裝置，去除由于激光能場(chǎng)的瞬時(shí)高溫而產(chǎn)生的表面氧化層；

步驟4，在多輥軋機(jī)出口處設(shè)置極薄帶清潔裝置，沖洗掉極薄帶表面的不溶性污染物；

步驟5，然后在極薄帶清潔裝置后設(shè)置氮?dú)獯祾哐b置，對(duì)沖洗過(guò)的極薄帶進(jìn)行二次清理，以提高軋后極薄帶的表面質(zhì)量；

步驟6，然后在極薄帶清潔裝置后設(shè)置烘干裝置對(duì)極薄帶進(jìn)行烘干；

步驟7，通過(guò)收卷器對(duì)極薄帶進(jìn)行卷取。

進(jìn)一步，所述張力為極薄帶材料屈服強(qiáng)度的0.4倍。

進(jìn)一步，所述極薄帶的寬度為10-50mm，厚度小于1mm。

進(jìn)一步，所述激光發(fā)射器功率為60-6000w連續(xù)可調(diào)；激光中心波長(zhǎng)為1064nm；激光系統(tǒng)的頻率范圍為0.05-50kHz；所述激光系統(tǒng)的焦距為300mm；所產(chǎn)生的激光光斑為1.5mm×50mm矩形光斑。