钢板是应用最广泛的钢材，其中毛化板因特殊的表面形貌使其具有优良的冲压性能和涂镀性能，是汽车工业、家电产业等行业的重要原料。毛化板由毛化轧辊复制而来。轧辊毛化技术就是对磨光轧辊进行毛化，使其表面具有特殊形貌的技术，它是生产毛化板的必备技术。目前工业上得到规模化推广应用的比较先进的轧辊毛化技术是电火花毛化和激光毛化。激光毛化板因其微坑彼此孤立的特殊形貌使其具有比电火花毛化板更优良的冲压和涂镀性能。然而，传统的激光毛化因微坑是一维可控的规则分布，使激光毛化板的延伸率和外观质量等方面的各向均匀性不如电火花毛化板，影响了综合性能。毛化轧辊较理想的微坑分布形式是近似各向均匀的无规则分布。本课题的研究目的就是通过研究YAG激光毛化轧辊近似各向均匀无规则分布微坑的加工技术克服或改善现有激光毛化技术的缺点，提高激光毛化板的综合性能。为了研究表面粗糙度分布的均匀性，本文首先提出了一种表面粗糙度分布的评价方法。提出了三维幅度参数SRa（区域方向性算术平均偏差）、SRq（区域方向性均方根偏差）、SRsk（区域方向性偏斜度）、SRku（区域方向性陡度），建立了相应的区域评价指标、方向评价指标和整体评价指标，为研究表面粗糙度与评价区域、评价方向的定量关系提供了一种依据，为评价幅度参数相对区域、方向和整体的分布提供了一种标准。区域变异系数最小可作为单一评价方向幅度参数分布的区域均匀性评价标准；方向变异系数最小可作为单一评价区域幅度参数分布的方向均匀性评价标准；整体变异系数最小可作为所有评价区域的所有评价方向的幅度参数分布的整体均匀性评价标准。依据方向均匀性评价标准研究了近似各向均匀无规则分布微坑图像设计方法。提出了规则图形排列区域置乱（包括正方形网格排列区域置乱、正方形交错排列区域置乱和正六边形排列区域置乱）、最小间距与最小间距区域置乱等近似各向均匀无规则分布微坑图像设计方法，获得了相应的微坑图像，为在轧辊表面加工多种近似各向均匀无规则分布微坑提供了原始数据。研究了二维可控无规则分布微坑的加工方法。提出了局部位移法（包括无规则延时法和无规则偏转法）与图像法（包括开关法、位移法、开关位移法和开关延时法）等二维可控无规则分布微坑加工方法，为在轧辊表面高效加工多种近似各向均匀无规则分布微坑提供了合适的技术手段。最后，本文研制了基于二维可控无规则分布微坑加工方法的YAG激光毛化轧辊加工系统，开展了YAG激光毛化技术的应用研究。将多种近似各向均匀无规则分布微坑图像成功加工在轧辊表面，实现了预期的目的；将YAG激光毛化技术成功应用于陶瓷网纹辊的激光雕刻，填补了国内空白；还将YAG激光毛化技术成功应用于内燃机缸套内壁激光微造形。与机械珩磨相比，激光刻蚀在降低摩擦系数、减少磨损量方面效果显著。本文提出的表面粗糙度区域方向性幅度参数及其评价指标具有通用性，可用于一般表面粗糙度分布的研究。国家重点科技攻关项目——“冷轧薄钢板激光毛化”的主要目标是开发汽车外覆件用激光毛化板，要解决的一个重要问题是提高激光毛化板的各向均匀性，关键之一是提高激光毛化板微坑分布的各向均匀性。本课题在将毛化板替代进口用于汽车外覆件方面具有重要意义。本课题的应用将为国家节约大量外汇，为企业创造很好的经济效益。