[發明專利]一種去除金屬表面陶瓷涂層的高能短脈沖激光加工方法

有效

• 申請號: 201610965583.0
• 申請日: 2016-11-04
• 公開（公告）號: CN106346146B
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 羅學昆;于洋;王強;王欣;宋穎剛;吳凌飛;艾瑩珺
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司北京航空材料研究院
• 主分類號: B23K26/40
• 分類號: B23K26/40;B23K26/36
• 代理公司: 中國航空專利中心11008
• 代理人: 李建英

1.一種去除金屬表面陶瓷涂層的高能短脈沖激光加工方法，其特征在于：將金屬材料置于真空環境或氬氣保護氣氛下，利用高能短脈沖激光的兩種直徑的聚焦光斑輻照，分別采用不同方法對面積大于20mm×10mm和面積小于10mm×5mm的金屬表面陶瓷涂層區域進行去除，對于面積大于20mm×10mm的表面陶瓷涂層區域采用如下工藝步驟：

(1)將含表面涂層的金屬基體固定在銅模上，并置于真空環境或氮氣保護氣氛下，采用直徑為φ10mm～φ25mm的圓形聚焦光斑輻照，激光脈沖寬度1ns～50ns，頻率1Hz～10Hz，激光光束與涂層表面的夾角為45°～90°，峰值功率密度達到1MW/cm²以上，光斑搭接率≤30％，當搭接率為0時，相鄰兩個圓形光斑邊緣相切，光斑掃描方式為逐點掃描或逐層掃描，每4000～5000次激光照射后暫停，冷卻5min～15min后繼續激光照射，重復以上步驟直至涂層完全去除；

對于面積小于10mm×5mm的表面陶瓷涂層區域采用如下工藝步驟：

(2)將含表面涂層的金屬基體固定在銅模上，并置于真空環境或氮氣保護氣氛下，采用直徑為φ2mm～φ4mm的圓形聚焦光斑輻照，激光脈沖寬度1ns～50ns，頻率1Hz～10Hz，激光光束與涂層表面的夾角為45°～90°，峰值功率密度達到40MW/cm²以上，光斑搭接率為30％～50％，光斑掃描方式為逐點掃描或逐層掃描，每4000～5000次激光照射后暫停，冷卻5min～15min后繼續激光照射，重復以上步驟直至涂層完全去除。

2.根據權利要求1所述的一種去除金屬表面陶瓷涂層的高能短脈沖激光加工方法，其特征在于，待處理的金屬材料為單晶高溫合金、高強鋼或鈦合金，去除的陶瓷涂層為純ZrO₂或氧化物穩定的ZrO₂涂層，涂層厚度大于50μm。