[發明專利]一種利用皮秒激光加工孔的方法

有效

• 申請號: 201310075471.4
• 申請日: 2013-03-08
• 公開（公告）號: CN103143841A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 劉永勝;張立同;成來飛;王春輝;張青
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: B23K26/38
• 分類號: B23K26/38;B23K26/42
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 慕安榮

1.一種利用皮秒激光加工孔的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，試樣表面清洗；將碳化硅陶瓷基復合材料切割為塊狀試樣；在酒精浸泡下超聲清洗試樣15min；干燥后得到清洗后的碳化硅陶瓷基復合材料試樣；

步驟2，加工孔；所述的孔是圓形孔或方形孔；通過皮秒激光對碳化硅陶瓷基復合材料試樣進行微加工；微加工中，皮秒激光波長為355～532nm，脈沖寬度為1～10ps，激光輸出功率根據微加工的過程變化，其激光輸出功率的變化范圍為20mw～20w，激光重復頻率根據微加工的過程變化，其激光重復頻率的變化范圍為1～600kHz；對試樣采用逐層去除方式進行加工，加工頭轉速為1000轉/秒；

加工孔的具體過程是：使皮秒激光束通過物鏡聚焦在碳化硅陶瓷基復合材料試樣表面上待加工孔的中心處，焦距為100mm；

對試樣進行加工；所述加工過程分為三步：

第一步，預成形孔；所述預成形孔的孔徑為成形孔孔徑的85～90%，采用逐層切除方式加工，直至貫通；

第二步，消除預成形孔中的錐度；采用沿所述預成形孔軸線方向逐層切除的方式消除預成形孔中的錐度，并通過消除預成形孔中的錐度，使預成形孔的孔徑達到成形孔孔徑的95～98%；

第三步，成孔；對所述消除錐度的預成形孔表面進行逐層加工，并消除所述消除錐度的預成形孔壁上的氧化層，得到成孔；

加工中，相鄰皮秒激光路徑之間的間距為0.01～0.1mm；每層的加工深度為5～20μm；

步驟3，清洗：將得到的皮秒激光微加工成形的圓孔置于酒精中超聲清洗試樣15min，清除表面及孔壁殘存碎屑。

2.如權利要求1所述一種碳化硅陶瓷基復合材料的微加工方法，其特征在于，當加工圓孔時，以螺旋狀路徑逐層加工。

3.如權利要求1所述一種碳化硅陶瓷基復合材料的微加工方法，其特征在于，當加工方孔時，以線性掃描路徑逐層加工。