气氛对紫外激光非晶合金盲孔加工性的影响研究*
2020-06-08
航空制造技术 2020年8期
(中国航空制造技术研究院高能束流加工技术重点实验室,北京 100024)
近年来材料制备技术迅速发展,涌现出一大批如非晶态合金[1]、高熵合金[2]、复合材料[3]等性能优异的超材料。非晶合金因硬度大、强度高、耐腐蚀、低磁性等特点,具有很好的应用潜质,但它脆性大且受热易晶化,常规加工方式很难加工。激光加工具有无接触应力且不受材料硬度限制的优势,其中以超快激光和紫外激光这两类的热效应最小,非常适合加工脆硬性大、难加工材料[4–5]。与超快激光相比,紫外纳秒激光结构简单、购置及维护成本低、对工作环境要求低,成为其显著优势。开展紫外纳秒激光打孔等应用研究,分析紫外激光加工非晶合金的可行性,对非晶合金等难加工材料加工方式的扩展和补充具有积极意义。
本文以Zr–Cu 非晶合金为研究对象,使用波长355nm 的紫外纳秒激光,对非晶合金进行旋切打孔,研究了不同气氛下盲孔的加工质量和效率。然后通过XRD 衍射分析了非晶材料稳定性,同时在现有紫外纳秒加工机理的研究基础上,给出了紫外激光加工非晶合金时材料性能保持稳定的原因。
试验方法
材料为1.2mm 厚的Zr–Cu 非晶合金,表面抛光处理,见图1。试验采用波长355nm、平均功率2.4W,激光脉宽240ns、输出频率50kHz 的紫外纳秒激光光源。电脑控制激光的输出,并且通过振镜控制激光的扫描路径。
不同于定点复制法的孔径和加工质量受制于光斑大小和光斑质量,旋切法加工的孔径可控,孔形优异[6]。……
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