[發明專利]一種基于飛秒激光燒蝕復合誘導制備標印的方法

有效

• 申請號: 201910145773.1
• 申請日: 2019-02-26
• 公開（公告）號: CN109702354B
• 公開（公告）日: 2020-01-21
• 發明（設計）人: 王文君;孫小云;梅雪松;趙文振;潘愛飛;崔健磊
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: B23K26/362
• 分類號: B23K26/362
• 代理公司: 61215 西安智大知識產權代理事務所
• 代理人: 賀建斌

1.一種基于飛秒激光燒蝕復合誘導制備標印的方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)采用鈦合金TC4或鎳基合金GH4169金屬片作為加工對象；

2)搭建光路，飛秒激光器(1)輸出光經過二軸掃描振鏡系統(2)聚焦到剪式升降臺(3)上，所述的飛秒激光器(1)、二軸掃描振鏡系統(2)和電腦連接；

3)利用電腦調節飛秒激光器(1)輸出激光，激光波長為1030nm，脈寬為240fs，重復頻率為1-200kHz可調，最大單脈沖能量為200μJ；

4)將鈦合金TC4或鎳基合金GH4169金屬片固定在剪式升降臺(3)加工工位上，通過激光掃槽方式制備標印單元，調節激光重復頻率、單脈沖能量、掃描速度和槽間距，獲得激光燒蝕的初級標印的最優基本參數：重復頻率50kHz，單脈沖能量150μJ，掃描速度60-80mm/s，槽間距10-15μm；

5)在初級標印的基礎上采取再次激光誘導抗反射微納米結構的方式，調節激光功率、掃描速度和槽間距，獲得最優的激光誘導標印的基本參數：激光功率650-850mW；掃描速度30-50mm/s；槽間距：5-10μm。

2.根據權利要求1所述的一種基于飛秒激光燒蝕復合誘導制備標印的方法，其特征在于：所述的鈦合金TC4材料的組成為Ti-6Al-4V，含鈦(Ti)余量，鐵(Fe)≤0.30，碳(C)≤0.10，氮(N)≤0.05，氫(H)≤0.015，氧(O)≤0.20，鋁(Al)5.5～6.8，釩(V)3.5～4.5。

3.根據權利要求1所述的一種基于飛秒激光燒蝕復合誘導制備標印的方法，其特征在于：所述的鎳基合金GH4169材料組成為鎳(Ni)≤56.02，鐵(Fe)≤20.55，鉻(Cr)≤20.22，鈮(Nb)≤3.21。

4.根據權利要求1所述的一種基于飛秒激光燒蝕復合誘導制備標印的方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)采用面積為2×2cm²，厚度為2mm的鈦合金TC4金屬片作為加工對象，鈦合金TC4材料的組成為Ti-6Al-4V，含鈦(Ti)余量，鐵(Fe)≤0.30,碳(C)≤0.10,氮(N)≤0.05,氫(H)≤0.015,氧(O)≤0.20,鋁(Al)5.5～6.8,釩(V)3.5～4.5；

2)搭建光路，飛秒激光器(1)輸出光經過二軸掃描振鏡系統(2)聚焦到剪式升降臺(3)上，所述的飛秒激光器(1)、二軸掃描振鏡系統(2)和電腦連接；

3)利用電腦調節飛秒激光器(1)輸出激光，激光波長為1030nm，脈寬為240fs，重復頻率為50kHz，單脈沖能量150μJ；

4)將TC4金屬片固定在剪式升降臺(3)加工工位上，通過激光掃槽方式制備標印單元，并通過調節掃描速度60mm/s和槽間距15μm的激光燒蝕參數，完成飛秒激光初級標印；

5)在初級標印的基礎上采取再次激光誘導抗反射微納米結構的方式，調節激光誘導參數為激光功率850mW，掃描速度50mm/s和槽間距5μm，完成飛秒激光燒蝕復合誘導標印。