激光毛化及该区域材料的力学性能试验
2013-10-09符永宏王忠领杨守军
江苏大学学报(自然科学版) 2013年2期
符永宏,符 昊,许 华,王忠领,杨守军
(江苏大学机械工程学院,江苏镇江212013)
激光毛化(laser texturing,LT)是利用高能量密度的激光束照射到材料表面,使材料在极短时间内发生局部熔化、凝固和部分汽化,从而在材料表面获得所期望的微观规则几何形貌及其分布,达到对材料表面改形、改性的目的.自比利时冶金研究中心开发出CO2激光毛化冷轧辊技术以来,国内外一直高度重视激光毛化技术的研究和应用,激光毛化技术已在轧辊上得到广泛应用.受激光毛化轧辊启发,本课题组开展了对金属塑性成形模具表面的激光毛化研究,以期提高模具使用寿命,优化成形工艺,提高成形件质量[1].
针对激光功率、离焦量、脉冲宽度、重复频率、扫描速度、辅助气体类型、角度及压力等激光毛化工艺参数对加工形貌质量的影响,A.A.Samokhin等[2]认为,毛化形貌的形成是由于在激光照射下,材料受到电磁波激励造成的;基于此,S.Chilamakuri等[3]设计了一种算法,通过输入不同的参数,在计算机上生成了球冠状、火山口状和W状等3种毛化形貌;万大平、刘红斌等[4-5]利用有限元法,对脉冲激光毛化过程的温度场、应力场、液体流动状态等进行数值模拟,得出了脉冲激光毛化过程中各种加工参数下熔池的形状、大小以及熔池内的温度、速度分布;许伯强等[6]数值模拟了激光与铝相互作用时,熔池表面张力梯度对Marangoni对流的影响;D.Du,刘莹等[7-8]采用YAG激光器,在轧辊试样表面加工出球冠状的毛化形貌,并分析了工艺参……
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