[發明專利]一種變厚度接觸膜的激光沖擊波拋光工藝

有效

• 申請號: 201710929607.1
• 申請日: 2017-10-09
• 公開（公告）號: CN107570875B
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發明（設計）人: 戴峰澤;耿杰
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B23K26/356
• 分類號: B23K26/356;B23K26/00;B23K26/70
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及表面處理領域，具體涉及一種變厚度接觸膜的激光沖擊波拋光工藝。首先采用厚度為10～20μm的接觸膜配合高能脈沖激光束進行激光沖擊波拋光，隨著金屬工件表面粗糙度的降低，依次采用厚度逐漸增大的接觸膜進行激光沖擊波拋光，保證每次激光沖擊波拋光過程中，變形的接觸膜下表面最低點不與金屬工件微凹坑底部接觸，直至金屬工件表面粗糙度達到要求，以提高激光沖擊波拋光金屬工件的效率和拋光效果。

技術領域

本發明涉及表面處理領域，具體涉及一種變厚度接觸膜的激光沖擊波拋光工藝。

背景技術

拋光是指利用機械、化學或電化學的作用，使工件表面粗糙度降低，以獲得光亮、平整表面的加工方法。拋光不能提高工件的尺寸精度或幾何形狀精度，而是以得到光滑表面或鏡面光澤為目的。

現有技術中，機械拋光只能對規則表面進行拋光處理；化學拋光和電化學拋光耗時長、效率低；專利“一種基于激光沖擊波的拋光方法及裝置201410250823.X”提出通過控制激光沖擊波的峰值壓力介于金屬工件的動態屈服強度和雨貢紐極限HEL之間，通過多次沖擊來熨平金屬工件表面的微凸起，從而降低金屬工件的表面粗糙度，該專利采用同一功率密度和同一厚度的接觸膜多次碾壓的方法實現表面粗糙度的降低，在此過程中，表面粗糙度是一個逐漸降低的過程，由于接觸膜的存在，激光沖擊波會的強度在接觸膜中衰減，選擇厚度較小的接觸膜可以更好的利用激光沖擊波，從而提高拋光效率，然而，厚度較小的接觸膜在高壓沖擊波作用下會發生彈性變形；此外，激光光斑內部能量分布的不均勻以及其他外部參數導致的壓力脈沖空間分布不均勻也會導致接觸膜變形各處變形的不均勻，從而影響激光沖擊波拋光的效果，因此，采用單一厚度的較厚或者較薄的接觸膜，都無法獲得令人滿意的拋光效率和拋光效果。

發明內容

本發明的目的在于提供一種變厚度接觸膜的激光沖擊波拋光工藝，以提高激光沖擊波拋光金屬工件的效率和拋光效果。

為了解決以上技術問題，本發明采用的具體技術方案如下：

一種變厚度接觸膜的激光沖擊波拋光工藝，其特征在于，首先采用厚度為10～20μm的接觸膜配合高能脈沖激光束進行激光沖擊波拋光，隨著金屬工件表面粗糙度的降低，依次采用厚度逐漸增大的接觸膜進行激光沖擊波拋光，保證每次激光沖擊波拋光過程中，變形的接觸膜下表面最低點不與金屬工件微凹坑底部接觸，直至金屬工件表面粗糙度達到要求。

所述的高能脈沖激光束透過約束層作用于吸收層的上表面，約束層、吸收層、彈性接觸膜從上至下依次覆蓋在金屬工件的表面上。

所述的彈性接觸膜為60Si₂CrVA，屬于高彈性金屬材料，厚度為10～150μm，強度和硬度高于金屬工件的強度和硬度；彈性接觸膜的下表面經拋光處理。

所述的高能脈沖激光束的脈寬范圍為10～30ns，功率密度范圍為10⁹～10¹⁰GW/cm²。