專家信息：
 楊明江，現(xiàn)任中國科學院"產學研激光毛化技術開發(fā)推廣中心"主任，中國科學院力學研究所研究員，博士生導師。1968年畢業(yè)于清華大學工程物理系，1981年在中科院力學所獲碩士學位，1986年獲博士學位。1990年以來，他主持了“YAG激光毛化冷軋輥技術與裝備攻關”，是國家“八五”、“九五”科技攻關，中國科學院“九五”重大項目負責人。十年來，他對我國YAG激光毛化技術與裝備獲得國家專利8項，其發(fā)明專利1997年獲中國專利局與世界知識產權組織聯(lián)合頒發(fā)的“中國專利發(fā)明創(chuàng)造金獎”，形成了我國自主知識產權。
 科學研究：
多年來，楊明江研究員及其科技團隊堅持技術創(chuàng)新，應用激光毛化對材料表面改性的機理，將激光毛化技術開拓到陶瓷印刷輥的刻蝕，并開發(fā)出我國第一臺大型陶瓷印刷輥刻蝕裝備，打破了國外的技術壟斷；與北京奔馳合作，開發(fā)出汽車發(fā)動機激光珩磨節(jié)油減排技術；在國家高速鐵路支撐計劃中，提出了輪、軌表面高重頻、離散分布改性技術，改善輪軌粘著系數(shù)，減小疲勞磨損的技術方法，受到鐵道部有關部門重視，獲立項支持，并提出加快該技術在我國重載鐵路上的應用。自1991年至今，在楊明江研究員的帶領下，中國科學院力學研究所激光毛化中心以國家需求為創(chuàng)新動力，立足于嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和細致的科學分析，堅持開展實驗研究，持之以恒，堅韌不拔，使激光化技術從鋼鐵冷軋板專用技術發(fā)展到國民經濟多行業(yè)的應用，走出了中國特色的YAG激光毛化技術創(chuàng)新之路。
激光毛化冷軋輥技術是20世紀80年代后期在世界上出現(xiàn)的生產優(yōu)質冷軋薄綱板的新技術。楊明江根據我國激光發(fā)展水平和企業(yè)的經濟狀況，沒有簡單走國外昂貴復雜的CO2激光毛化技術路線，經過嚴格的理論計算和實驗，敢于創(chuàng)新，主選了YAG激光毛化方案。他們研究出特殊的高重頻聲—光波形調制技術，減小了初始激光等離子體羽對后續(xù)激光的屏蔽損耗，成倍地提高了激光毛化效果，在世界上首次實現(xiàn)了YAG激光在工廠大規(guī)模生產應用，使我國成為在世界上繼比利時、德國、日本之后，第四個掌握激光毛化技術并用于生產的國家。十年來，我國大中小型綱廠應用YAG激光毛化技術已生產出近百萬噸優(yōu)質冷軋薄板和精密帶綱，實現(xiàn)產值近40億元。激光毛化板帶深沖性能好，涂鍍性能優(yōu)良，已廣泛用于汽車、家電、電子、輕工產品。
1997年，他們在激光毛化技術中首次實現(xiàn)了微坑可設定式二維分布毛化，用于減小板材由于軋制引起的延伸率各向導性，開發(fā)出新型的亞光鋁板箔，使毛化鋁板箔沿00和00軋制方向的延伸率偏差減小20%。以上，這項技術應用還未見國外報道。1999年，他們應用可控分布毛化技術為廣州研制出我國第一臺印刷包裝業(yè)大型陶瓷網紋輥激光粗密刻蝕裝備，為改變我國陶瓷網紋輥主要依靠出口加工的局面做出了貢獻。
2000年以來，他們牢記“科教興國”的宗旨，關注各行業(yè)技改的需要，堅持一斷技術創(chuàng)新，使YAG激光毛化從鋼鐵工業(yè)的應用開拓到國民經濟、軍工多個行業(yè)，主要有：700—1000℃熱軋輥激光毛化—強化技術開發(fā)和中試；軍工重要部件提高鍍鉻層結合力和鉻層強度處理技術；內燃機缸體和其它重載摩擦部件表面激光刻蝕形貌減小摩擦，改善潤滑的技術等等。YAG激光毛化技術進入了二次創(chuàng)新的發(fā)展階段，一種以高重頻脈沖激光為特點的材料表面造形強化改性新技術逐步形成。
YAG激光毛化技術介紹：
前 言
YAG激光毛化技術是中國科學院力學研究所自主研發(fā)的、是國家“八五”、“九五”科技攻關和中國科學院“九五”重大項目成果，擁有自主知識產權，1997年獲中國專利局和世界知識產權組織聯(lián)合頒發(fā)的“中國專利發(fā)明創(chuàng)造金獎”，2007年獲得國家科技發(fā)明二等獎�！�
我國的YAG激光毛化技術研究開始于1990年。中國科學院力學研究所楊明江研究員帶領的科研隊伍，針對YAG激光毛化冷軋輥技術及裝備進行攻關，1994年10月，研制成功第一臺YAG激光毛化冷軋輥裝備用于天津冷軋薄板廠規(guī)模生產。多年以來力學所已售出20多套YAG激光毛化冷軋輥成套裝備在工廠運行，標志著我國在激光毛化技術研究和應用方面已進入世界先進行列。
力學所YAG激光毛化設備及加工方法已經成熟運用在鋼鐵冶金的精密帶鋼、冷軋薄板、鍍鋅板、鍍錫板、不銹鋼板帶的生產上。激光毛化能夠提高軋輥使用壽命、減少輥耗、克服退火粘連，對板、帶能夠提高產品沖壓性能、改善表面涂鍍附著力，增加光亮度，改善板型等。
技術簡介
優(yōu)質冷軋薄板帶表面都需要有均勻的表面粗糙度，這是要通過軋輥毛化來實現(xiàn)的。
YAG激光毛化是通過特殊的聲光調制將連續(xù)的YAG激光轉化為高重頻脈沖激光束，然后聚焦到旋轉軋輥表面，以形成分布均勻的帶熔凝凸臺微坑來實現(xiàn)輥面毛化。
技術特點：
■ 高重頻脈沖激光波形調制技術
■ 二維可控分布毛化技術（及圖形刻蝕技術）
■ 全隨機分布毛化技術
■ 輥面自動對焦系統(tǒng)
 
可控分布板 半隨機分布
 
全隨機分布板面
陶瓷網紋輥
軋輥毛化技術指標：
■ 毛化粗糙度：Ra= 0.5-6.0µm
■ 毛化密度：(3×3)-(9×9)/mm2
■ 毛化頻率：5-25 kHz
■ 設備可三班連續(xù)工作
YAG激光毛化冷軋輥扎裝備
大型激光毛化設備主要用于年產50萬噸以上冷軋板材的鋼鐵企業(yè)，中型激光毛化設備主要用于年產20～50萬噸冷軋板、帶的中型鋼鐵企業(yè)，小型激光毛化設備主要用于年產20萬噸以下冷軋板材的中小型鋼鐵企業(yè)。
以大型激光毛化設備為例，其具體參數(shù)為：
1、可毛化軋輥最大尺寸： 輥徑：650mm，輥面寬：2500mm，全輥長度：5000mm，輥重：6t；
2、輥面可毛化粗糙度范圍：Ra=0.5～6.0μm（可調）；
3、輥面毛化點密度：線密度：3～9點/mm或面密度：9～81點/ mm2（可調）；
4、毛化點凸臺硬度：Hv≥850；
5、激光器基本性能參數(shù)：
波長：1.06μm；
輸出連續(xù)功率：400W，功率不穩(wěn)定度＜3%；
調制頻率范圍：5～25kHz可調
6、毛化點可控分布 ，有序及隨機分布，輥面跟蹤控制功能。
7、設備總重：12t
設備占地面積：60m2
工作環(huán)境溫度：0℃～45℃；
毛化能力：可每天三班連續(xù)工作。
中型激光毛化設備 ：
可毛化軋輥最大尺寸：
輥徑：450mm，輥面寬：1600mm，全輥長度：5000mm，輥重：5t；
小型激光毛化設備 ：
可毛化軋輥最大尺寸：
輥徑：<300mm，輥面寬：1500mm，全輥長度：3000mm，輥重：3t；
針對不同的設備需求，具體技術參數(shù)可以根據實際需要調節(jié)。
毛化產品及效果
1、應用產品：
鋼鐵工業(yè)：冷軋毛化薄鋼板（帶）（厚0.4-1.2㎜）
毛化精密帶鋼（厚0.04-0.35㎜）
有色冶金：亞光鋁、銅板、不銹鋼帶（厚0.1-1.0㎜）
亞光鋁、銅箔（厚0.007-0.040㎜）
特種合金板帶毛化。
2、應用效果
●鋼鐵冷軋薄板（帶）：（厚0.04—1.2mm）
| 激光毛化軋輥優(yōu)點： 激光毛化板（帶）優(yōu)點： |
| 毛化粗糙度均勻可控 提高板帶延伸率， |
| 克服板帶退火粘連 深沖性能好 |
| 減少輥面殘余應力，集中減少表面剝落 涂鍍層附著力強， |
| 可加大軋輥制壓下量， 涂漆光亮度高 |
| 增加軋板速度 改善板（帶）焊接性能 |
| 使用壽命比噴丸輥長 有效改善板形，減少表面劃傷 |
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| 有色冶金（鋁、銅、板帶箔）優(yōu)點： |
| 已開發(fā)出新型亞光（anti-reflected）鋁板箔產品（板厚0.2-1.0mm，箔厚15-100µm）。 |
| 毛面鋁箔粘膠結合力好，不起皺。 |
| 可減少板箔延伸率級差（0°和90°方向） |
| 改善板面質量，克服表面劃傷和布絲、松枝紋缺陷 |
| 毛化輥使用壽命長，可減少軋制道次，提高生產效率。 |
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毛化新應用開拓
近年來，通過YAG激光毛化二次創(chuàng)新研發(fā)，YAG激光毛化正從鋼鐵冷軋薄板專用技術，向國民經濟、軍工多行業(yè)應用拓展，解決疲勞磨損，摩擦潤滑，涂鍍層結合力，發(fā)展一種以高重頻脈脈沖離散分布式形貌處理為主要特征的新型激光加工技術，對材料表面實現(xiàn)造形（形貌和分布）改性應用。
●印刷包裝大型陶瓷網紋輥刻蝕
●大型軸類機械部件的毛化強化
●發(fā)動機減阻潤滑
●熱軋線材輥毛化強化
●面粉加工生產線磨輥毛化
●熱鍍鋅線小鋅花、無鋅花板生產
●機車輪軌改性 
冷軋輥毛化新進展：
（一）印刷陶瓷網紋輥激光刻蝕
該技術工藝要求高，力學所已在深圳進行40根輥試驗，在廣州的一家企業(yè)應用了第一臺YAG激光刻輥設備。
（二）內燃機節(jié)能減排：激光珩磨技術 
我國年產汽車1000萬輛，擁有汽車2億輛 ，對汽車節(jié)油減排的需求越來越迫切。力學所采用分布微坑式替代溝槽式加工新工藝的激光珩磨技術，經初步臺架實驗： 
動力性實驗，扭矩升高4.22%，功率升高3.74%；
缸體磨損量：富油區(qū)降低80%，貧油區(qū)降低34%， 活塞環(huán)降低50%。
用分布微坑(毛化)替代溝槽式刻蝕，可有效增加發(fā)動機動力性能，降低排放！加工速度快，參數(shù)可控，易工程化、產業(yè)化。
（三）機車輪軌增粘
通過原始性技術創(chuàng)新，利用激光、放電“毛化”，對輪軌表面進行非均勻改性，通過毛化處理，增粘著，可有效防 止雨雪天打滑、空轉，同時加強耐疲勞磨損。
（四）熱軋輥強化
熱軋輥強化可在高溫(>700℃)工作環(huán)境惡劣條件下，對軋輥進行強化處理，抑制熱疲勞開裂，減小磨損，換輥周期提高50%，提高壽命。
初試：線材輥(850-1050℃)
（五）薄板高速焊接
鍍鉻薄板(厚0.18-0.27mm)是替代鍍錫板的產品新星。由于鉻層高熔點(1920℃)，現(xiàn)有制罐廠生產線電阻焊不能保證焊接質量和生產速度(30-60m/min)。力學所在已有研究的基礎上，開展針對高熔點鍍層薄板激光焊，激光高速焊新技術，焊縫質量可以達到產品要求，國際領先。
焊接設備
 
圓筒焊接 制罐
（六）部件涂鍍層
先進制造中，各類涂鍍層被廣泛應用，提高涂鍍層結合力，防止鍍層過早剝落需求強烈。
應用表明：
1.激光毛化板可減少汽車外覆件涂漆道次，提高涂漆光亮度（DOI）；
2.激光毛化鍍層板（鍍鋅、錫、鉻、鋁等）鍍層結合力強；
3.抗燒蝕鍍層結合力提高2.8倍。
毛化鍍鉻 磨光鍍鉻
毛化表面的微細波浪形結構，可增大鍍層-基體界面抗剪切能力。
YAG激光毛化從冷軋輥專用技術拓寬到多行業(yè)應用！
獲獎情況
年度 獲獎名稱 頒發(fā)單位
1994 中國科學院科技進步一等獎 中國科學院
1996 國家“八五”科技攻關重大科技成果 國家計委、國家科委、財政部
1997 “八五”國家技術創(chuàng)新優(yōu)秀項目獎 國家經貿委
1997 中國專利發(fā)明創(chuàng)造金獎 國家專利局、世界知識產權組織
2001 “九五”國家技術創(chuàng)新優(yōu)秀項目獎 國家經貿委
2007 國家科技發(fā)明二等獎 國務院
該技術共有發(fā)明專利、實用新型以及已受理的專利近20項。
 
獲得中國專利發(fā)明創(chuàng)造金獎
 論文專著：
1. 高重頻調制多脈沖YAG激光刻花系統(tǒng)及加工方法 楊明江 陳光南 吳堅 王旭 李重 劉天化 中國科學院力學研究所;北京吉普汽車有限公司;首都鋼鐵總公司;中國大恒公司 發(fā)表時間:1993-08-18
2. 表面帶有特殊形貌與圖案的冷軋薄鋼板及其生產方法 陳光南 楊明江 林斌 紀全 中國科學院力學研究所 發(fā)表時間:1994-06-15
3. 用于改善冷軋薄鋼板使用性能的平整工作軋輥 陳光南 楊明江 孫傳香 吳堅 中國科學院力學研究所 發(fā)表時間:1994-11-23
4. 用于解決薄鋼板熱處理退火粘結問題的冷軋工作輥 陳光南 楊明江 吳堅 王瑞林 中國科學院力學研究所 發(fā)表時間:1994-11-23
5. 一種表面帶有特殊形貌與圖案的冷軋薄鋼板 朱懷清 陳光南 聶德鈞 楊明江 胡守剛 林斌 中國科學院力學研究所 發(fā)表時間:1995-01-18
6. 用于軋輥表面毛化的激光加工設備 吳堅 楊明江 李旭昌 周云 王瑞林 孫傳香 ... 中國科學院力學研究所 發(fā)表時間:1995-10-04
7. 一種可控分布YAG激光毛化機床數(shù)控系統(tǒng) 王紅才 楊明江 計算機自動測量與控制 2001年 第03期
8. 一種用于激光加工系統(tǒng)中具有等光程的運動式導光裝置 王紅才 楊明江 韓延良 中國科學院力學研究所 發(fā)表時間:2002-01-30
9. 一種對熱軋輥采用高頻脈沖激光強化的裝置 彭林華 楊明江 中國科學院力學研究所 發(fā)表時間:2002-03-06
10. 用于輥類表面毛化的具有可控分布毛化點的激光加工裝置 王紅才 楊明江 中國科學院力學研究所 發(fā)表時間 :2002-03-06
11. 激光誘導放電打孔實驗研究 王之桐 楊明江 應用激光 2002年 第01期
12. YAG激光毛化技術進展 楊明江 彭林華 李正陽 應用激光 2002年 第03期
13. 激光誘導放電加工中的延時放電現(xiàn)象實驗研究 王之桐 楊明江 激光雜志 2002年 第02期
14. 先進高重頻激光處理對鍍鉻層結合特性的影響 周重光 楊明江 彭林華 雷炳旺 易更 溫鋼柱 兵器材料科學與工程 2003年 第05期
15. 缸套-活塞環(huán)摩擦副的磨損潤滑研究現(xiàn)狀與發(fā)展前景 占劍 楊明江 汽車工藝與材料 2006年 第09期
16. YAG激光誘導放電復合毛化坑形貌研究 占劍 楊明江 應用激光 2007年 第02期
17. YAG激光誘導放電通道伏安特性研究 占劍 楊明江 激光雜志 2008年 第05期
18. 大功率高重復頻率準分子激光單元技術及元器件 胡昌信 王竹威 林斌 楊明江 朱春梅 劉后寬 中國科學院力學研究所 發(fā)表時間:2000-01-01
19. 具有可控分布毛化點的輥類表面毛化激光加工系統(tǒng) 王紅才 楊明江 中國科學院力學研究所 發(fā)表時間:2002- 07-10
20. 采用高頻脈沖激光對熱軋輥強化的系統(tǒng)及強化方法 彭林華 楊明江 中國科學院力學研究所 發(fā)表時間:2002- 07-17
21. 高重頻脈沖激光誘導電極定向放電的方法及該方法的應用 楊明江 王之桐 李正陽 彭林華 韓延良 中國科學院力學研究所 發(fā)表時間:2006-06-14
22. 金屬軋輥表面的高重頻脈沖激光誘導放電毛化方法 楊明江 王之桐 彭林華 占劍 邢旭輝 中國科學院力學研究所 發(fā)表時間:2006-06-21
23. 軋輥表面高重頻脈沖激光誘導電極定向放電的毛化裝置 楊明江 王之桐 劉會婷 陳國幼 覃志康 石茂 中國科學院力學研究所 發(fā)表時間:2006-06-21
24. 無規(guī)則偏轉毛化點的輥類表面毛化激光加工系統(tǒng)及方法 王紅才 楊明江 彭林華 中國科學院力學研究所 發(fā)表時間:2007-05-02
25. 圓周無規(guī)則毛化點的輥類表面毛化激光加工系統(tǒng)及方法 王紅才 楊明江 彭林華 中國科學院力學研究所 發(fā)表時間:2007-05-09
26. 用于加工輥類表面無規(guī)則偏轉毛化點的激光加工設備 王紅才 楊明江 彭林華 中國科學院力學研究所 發(fā)表時間:2007-01-03
27. 用于加工輥類表面圓周無規(guī)則毛化點的激光加工設備 王紅才 楊明江 彭林華 中國科學院力學研究所 發(fā)表時間:2007-01-03
28. 長壽命旋轉放電電極 楊明江 李正陽 陳國幼 覃志康 劉會婷 中國科學院力學研究所 發(fā)表時間:2007-02-14
29. 軋輥表面高重頻脈沖激光誘導電極定向放電的毛化裝置 楊明江 王之桐 劉會婷 陳國幼 覃志康 石茂 中國科學院力學研究所 發(fā)表時間:2007-07-11
 榮譽獎勵：
1.1994年，“YAG激光毛化技術及其應用”獲中國科學院科技進步一等獎。
2.1997年，其發(fā)明專利獲中國專利局與世界知識產權組織聯(lián)合授予的“中國專利發(fā)明創(chuàng)造金獎”，這標志著形成了中國自主知識產權。
3.2007年，“YAG激光毛化技術及其應用”榮獲國家技術發(fā)明二等獎。
4.獲6項中國專利，1994年，被授與中國科學院有突出貢獻中青年專家稱號�！ �
5.2007-2008年度創(chuàng)新文化建設先進個人”榮譽稱號。
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