[發(fā)明專利]非晶合金的激光切割方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410133024.4
• 申請(qǐng)日: 2014-04-03
• 公開（公告）號(hào): CN103878482A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李奉珪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東莞臺(tái)一盈拓科技股份有限公司
• 主分類號(hào): B23K26/12
• 分類號(hào): B23K26/12;B23K26/38;B23K26/40;B23K26/14
• 代理公司: 東莞市華南專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44215
• 代理人: 李玉平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及非晶合金的切割技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及非晶合金的激光切割方法。

背景技術(shù)

非晶合金因具有強(qiáng)度、硬度、韌性、耐磨性、耐腐蝕性、軟磁性和超導(dǎo)性等方面的優(yōu)良特性，其在電子、機(jī)械、化工等領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用。然而，非晶合金的脆性很高，因此易碎裂。由于非晶合金具有硬度高和易碎裂的特性，從而使得非晶合金的加工切割非常困難。

現(xiàn)有的切割非晶合金的方法包括：（1）使用刀具或砂輪進(jìn)行機(jī)械切割；（2）線切割；（3）激光切割。上述切割方法中，對(duì)于使用刀具或砂輪進(jìn)行的機(jī)械切割，由于非晶合金硬度和脆性高，切割過程中不但非晶合金容易碎裂，而且刀具極易磨損，另外，該機(jī)械切割的加工精度較低，難以達(dá)到微米級(jí)。對(duì)于線切割，其缺點(diǎn)是切割表面質(zhì)量粗糙，有明顯的切割紋路，且加工速度較慢，不適合大規(guī)模批量生產(chǎn)。

對(duì)于激光切割，CN102218607A中公開了塊體非晶合金的脈沖激光切割方法，該方法在切割非晶合金時(shí)，其冷卻保護(hù)氣體是沿與激光發(fā)射方向相同的方向吹向該非晶合金待切割部位，即冷卻保護(hù)氣體為單側(cè)吹向切割部位，該單向吹氣方式使得切割部位留下的毛刺的數(shù)量較多，且毛刺的尺寸較大，從而大大降低了切割面的質(zhì)量。而且，該專利申請(qǐng)中所使用的激光只局限于脈沖激光，其對(duì)焊接條件的參數(shù)選擇范圍比較小，即焊接條件所受的限制比較大，無疑增加了非晶合金的切割難度。并且，該專利申請(qǐng)的切割只局限于鋯基非晶合金，大大限制了其切割工藝的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供非晶合金的激光切割方法。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。

提供非晶合金的激光切割方法，包括以下步驟：

在冷卻惰性氣氛保護(hù)下，采用脈沖激光或連續(xù)波激光對(duì)非晶合金的切割部位進(jìn)行熔融切割，以形成切割面；

在激光切割的過程中，所述冷卻惰性氣氛同時(shí)沿與激光發(fā)射方向相同和相反的兩個(gè)方向吹向所述非晶合金的切割部位，并將所述切割部位的熔融材料吹掉，并冷卻形成所述切割面；

激光切割參數(shù)的選擇原則：以TTT圖為基準(zhǔn)，根據(jù)所述非晶合金的切割部位的厚度來選擇激光切割條件，以使得所述非晶合金的切割部位在不發(fā)生晶化反應(yīng)的狀況下完成切割。

所述非晶合金包括鋯基非晶合金、銅基非晶合金、鈦基非晶合金和鐵基非晶合金。

所述鋯基非晶合金包括Zr-Cu-Ni-Al-Nb系合金或Zr-Cu-Ni-Al-Sn系合金。

所述銅基非晶合金包括Cu-Zr-Ti-Ni系合金或Cu-Zr-Ti-Ni-Sn系合金。

所述激光切割條件包括激光形式、激光功率、切割速度和惰性氣氛保護(hù)氣體種類及壓力。

所述非晶合金的切割部位的厚度為0.1mm~20mm的情況下，所述激光形式為脈沖激光或連續(xù)波激光，所述激光功率為0.1KW~8KW，所述切割速度為大于1mm/s，所述惰性氣氛的吹氣壓力為0.1?Pa?~5Pa。

所述惰性氣氛為惰性氣體或氮?dú)狻?/p>

所切割的非晶合金中，切割面的毛刺厚度小至0.01mm。

其中，本發(fā)明所述的TTT圖是指溫度時(shí)間轉(zhuǎn)變圖，本發(fā)明所述的TTT圖如附圖4所示。當(dāng)加熱曲線達(dá)到Tm（熔點(diǎn)）以上后進(jìn)行冷卻，并且加熱曲線和冷卻曲線均不可碰觸到晶化區(qū)域4。其中，在焊接過程中，只要不碰觸到晶化區(qū)域4，即非晶合金的切割部位不發(fā)生晶化反應(yīng)的狀況下完成切割，即在非晶化區(qū)域5中選擇切割參數(shù)均可，多種切割參數(shù)均能使切割面的質(zhì)量好。

本發(fā)明的有益效果：

（1）本發(fā)明提供的非晶合金的激光切割方法，由于在激光切割的過程中，冷卻惰性氣氛同時(shí)沿與激光發(fā)射方向相同和相反的兩個(gè)方向吹向非晶合金的切割部位，即冷卻惰性氣氛分別在非晶合金的切割部位的兩側(cè)同時(shí)吹向非晶合金的切割部位，并將切割部位的熔融材料吹掉，并冷卻形成切割面，從而相對(duì)于單側(cè)吹向切割部位的現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明能夠大大減少切割面的毛刺數(shù)量與毛刺尺寸，使得切割面的毛刺尺寸非常小，并且大大提高切割面的質(zhì)量。

（2）本發(fā)明提供的非晶合金的激光切割方法，具有廣泛的激光切割參數(shù)選擇范圍，對(duì)激光切割條件的參數(shù)選擇范圍比較大，即激光切割條件所受的限制比較小，在切割過程中，以TTT圖為基準(zhǔn)，只要不碰觸到晶化區(qū)，即非晶合金的切割部位在不發(fā)生晶化反應(yīng)的狀況下完成切割，多種切割參數(shù)均能減少切割面的毛刺數(shù)量與毛刺尺寸，并且使切割面的質(zhì)量好。

（3）利用本發(fā)明提供的非晶合金的激光切割方法，所切割的非晶合金中，切割面的毛刺厚度小至0.02mm，并且切割面的質(zhì)量非常好。