[發明專利]陶瓷制品表面的鐳射加工方法及陶瓷制品

有效

• 申請號: 201810636328.0
• 申請日: 2018-06-20
• 公開（公告）號: CN108788482B
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 黃龍;胡述旭;彭云貴;鄧耀鋒;龍明昇;曹洪濤;呂啟濤;高云峰
• 申請（專利權）人: 大族激光科技產業集團股份有限公司
• 主分類號: B23K26/362
• 分類號: B23K26/362;B23K26/70;C04B35/00
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 何平

本發明涉及一種陶瓷制品表面的鐳射加工方法及陶瓷制品。陶瓷制品表面的鐳射加工方法，包括以下步驟：對陶瓷制品的加工表面進行清潔；采用超快激光器對陶瓷制品的加工表面進行鐳射雕刻得到預先設計的圖案：采用單脈沖方式，以800mm/s?1200mm/s的打標速度進行粗雕；采用多脈沖方式，以50mm/s?300mm/s的打標速度進行精雕；所述超快激光器的波長為1030nm?1064nm，脈寬為5ps?25ps，填充距離為0.005mm?0.1mm，鐳射功率為10％?40％；由上述方法進行表面處理后的陶瓷制品，所述陶瓷制品加工表面上圖案的加工深度為3.1um?7.8um；可使加工深度達到微米級，使加工深度更淺，陶瓷制品表面觸摸手感好。

技術領域

本發明涉及激光雕刻技術領域，特別是涉及一種陶瓷制品表面的鐳射加工方法及陶瓷制品。

背景技術

鐳射加工，又名激光加工。就是利用高能量密度的光束，照射到材料表面，使材料汽化或發生顏色變化的加工過程。

陶瓷材料具有良好的機械和耐高溫性能，已被廣泛應用于冶金、化工、宇航等工業領域中，陶瓷特有的共價鍵和離子鍵結構使其具有良好的綜合力學性能和機械性能。現有的陶瓷加工方法，根據加工原理的不同，分為機械加工方法、光學加工方法、電學加工方法等。

其中機械加工方法主要有車削、鉆削、磨削、研磨和拋光，目前對于陶瓷的機械加工方法普遍存在著易碎裂的問題，無法滿足定點、復雜結構及高精度的加工要求；電火花加工是利用電火花放電產生擊穿作用進行刻蝕去除的加工過程，但對于陶瓷材料來說，其電阻率過大，利用電火花對其進行加工的難度較大，且由于陶瓷材料的熔點在上千攝氏度，致使電火花對此類材料的加工效率低下。

激光加工技術憑借其無接觸、適于復雜加工等突出的優勢，被廣泛應用于金屬、陶瓷材料的加工，激光加工過程中激光功率密度在聚焦后可達到107-1011W/cm²,因此激光對幾乎所有的材料都可以進行加工，是解決各種硬脆性材料難以加工的有效途徑。

然而現有的技術對陶瓷表面加工小尺寸圖形(例如字符)時，由于普通的激光對陶瓷制品進行加工，激光的長脈沖寬度和低激光強度造成材料融化并持續蒸發，雖然激光束可以被聚焦成很小的光斑，但對材料的熱沖擊依然很大，限制了加工精度，其加工深度一般達到毫米級，導致加工深度較深，觸摸手感較差。

發明內容

基于此，有必要針對目前利用激光技術對陶瓷表面進行小尺寸圖案加工時，加工深度較深的問題，提供一種陶瓷制品表面的鐳射加工方法。

一種陶瓷制品表面的鐳射加工方法，包括以下步驟：

對陶瓷制品的加工表面進行清潔；

采用超快激光器對陶瓷制品的加工表面進行鐳射雕刻得到預先設計的圖案：采用單脈沖方式，以800mm/s-1200mm/s的打標速度進行粗雕；采用多脈沖方式，以50mm/s-300mm/s的打標速度進行精雕；所述超快激光器的波長為1030nm-1064nm，脈寬為5ps-25ps，填充距離為0.005mm-0.1mm，鐳射功率為10％-40％。

在其中一個實施例中，所述超快激光器的波長為1064nm，脈寬為15ps，填充距離為0.03mm，鐳射功率為40％。

在其中一個實施例中，所述超快激光器的波長為1030nm，脈寬為20ps，填充距離為0.005mm，鐳射功率為25％。

在其中一個實施例中，所述超快激光器的波長為1045nm，脈寬為25ps，填充距離為0.08mm，鐳射功率為28％。

在其中一個實施例中，所述超快激光器的波長為1030nm，脈寬為5ps，填充距離為0.1mm，鐳射功率為10％。

在其中一個實施例中，所述超快激光器的重復頻率為50KHZ-1000KHZ。