一种去除金属表面陶瓷涂层的高能短脉冲激光加工方法

摘要

本发明属于激光加工技术，涉及一种去除金属表面陶瓷涂层的高能短脉冲激光加工方法。所述方法包括以下步骤：(1)在真空环境或氮气保护气氛下，采用大直径的聚焦光斑辐照的圆形搭接方式，对大面积区域的陶瓷涂层进行快速去除；(2)采用小直径的聚焦光斑辐照的圆形搭接方式，对残留的小面积区域陶瓷涂层进行精准去除。光斑扫描方式可为逐点扫描和逐层扫描两种。本发明主要针对单晶高温合金、高强钢、钛合金等零件的表面陶瓷涂层去除的要求，能够获得比常规化学及机械方法更高的表面质量，且不伤及金属基体，该方法具有绿色环保、精度高、可控性好等优点，适用性广。

主权项

一种去除金属表面陶瓷涂层的高能短脉冲激光加工方法，其特征在于：将金属材料置于真空环境或氩气保护气氛下，利用高能短脉冲激光的两种直径的聚焦光斑辐照，分别采用不同方法对面积大于20mm×10mm和面积小于10mm×5mm的金属表面陶瓷涂层区域进行去除。对于面积大于20mm×10mm的表面陶瓷涂层区域采用如下工艺步骤：(1)将含表面涂层的金属基体固定在铜模上，并置于真空环境或氮气保护气氛下，采用直径为Φ10mm～Φ25mm的圆形聚焦光斑辐照，激光脉冲宽度1ns～50ns，频率1Hz～10Hz，激光光束与涂层表面的夹角为45°～90°，峰值功率密度达到1MW/cm²以上，光斑搭接率≤30％，当搭接率为0时，相邻两个圆形光斑边缘相切，光斑扫描方式为逐点扫描或逐层扫描，每4000～5000次激光照射后暂停，冷却5min～15min后继续激光照射，重复以上步骤直至涂层完全去除；对于面积小于10mm×5mm的表面陶瓷涂层区域采用如下工艺步骤：(2)将含表面涂层的金属基体固定在铜模上，并置于真空环境或氮气保护气氛下，采用直径为Φ2mm～Φ4mm的圆形聚焦光斑辐照，激光脉冲宽度1ns～50ns，频率1Hz～10Hz，激光光束与涂层表面的夹角为45°～90°，峰值功率密度达到40MW/cm²以上，光斑搭接率为30％～50％，光斑扫描方式为逐点扫描或逐层扫描，每4000～5000次激光照射后暂停，冷却5min～15min后继续激光照射，重复以上步骤直至涂层完全去除。