[發(fā)明專利]一種提高激光黑化效率的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211084053.7
• 申請日: 2022-09-06
• 公開（公告）號: CN115464254A
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 管迎春;李興;王泉杰
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)合肥創(chuàng)新研究院（北京航空航天大學(xué)合肥研究生院）
• 主分類號: B23K26/00
• 分類號: B23K26/00;B23K26/352;B23K26/70
• 代理公司: 北京棘龍知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11740
• 代理人: 張慶龍

1.一種提高激光黑化效率的方法，其特征在于包括以下步驟：

a、取待黑化處理的高反金屬構(gòu)件，對待黑化區(qū)域進行清洗；

b、將所述高反金屬構(gòu)件置于雙光源激光系統(tǒng)加工平面，所述雙光源激光系統(tǒng)包括準(zhǔn)連續(xù)激光光源以及納秒激光光源；

c、向待加工區(qū)域吹掃輔助氣體，所述輔助氣體為工業(yè)純氧或含氧量≥35％的混合氣體；

d、進行第一階段激光黑化加工：采用準(zhǔn)連續(xù)激光與納秒激光的合束加工，設(shè)置相應(yīng)的加工參數(shù)，加工次數(shù)為n次，n的取值范圍為2-10；

e|、進行第二階段激光黑化加工：采用納秒激光單獨加工，設(shè)置相應(yīng)的加工參數(shù)，加工次數(shù)為m次，m的取值范圍為4-40。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高激光黑化效率的方法，其特征在于：所述步驟d、e的加工次數(shù)滿足下式：n＜m，且m+n≤30。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高激光黑化效率的方法，其特征在于：所述步驟c的所述混合氣體除了氧氣，還包括氮氣、二氧化碳、氬氣中的至少一種氣體。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的提高激光黑化效率的方法，其特征在于：步驟c的所述混合氣體的含氧量≥55％。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高激光黑化效率的方法，其特征在于：所述步驟c的所述輔助氣體的流量范圍為2-50L/min。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高激光黑化效率的方法，其特征在于：所述步驟d的準(zhǔn)連續(xù)激光的加工參數(shù)為：激光功率為200-3000W，最小脈沖寬度為10-1000ms，占空比為5％-100％；納秒激光參數(shù)為：激光功率為20-1200w，重復(fù)頻率1-70kHz，脈沖寬度1-200ns；合束加工的加工參數(shù)為：光斑直徑為20-100μm，填充線間距為10-120μm，掃描速率為10-500mm/s。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的提高激光黑化效率的方法，其特征在于：所述步驟d的準(zhǔn)連續(xù)激光的加工參數(shù)為：激光功率為500-2000W，最小脈沖寬度為20-500ms，占空比為40-80％；納秒激光參數(shù)為：激光功率為50-200w，重復(fù)頻率30-60kHz，脈沖寬度10-30ns；合束加工的加工參數(shù)為：光斑直徑為25-50μm，填充線間距為30-60μm，掃描速率為50-200mm/s。

8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項所述的提高激光黑化效率的方法，其特征在于：所述步驟e的納秒激光的加工參數(shù)為：納秒激光的平均功率50-1000W；激光脈沖重復(fù)頻率10-70kHz；激光脈沖寬度5-50ns；光斑直徑25-60μm；填充線間距20-80μm；掃描速率50-500mm/s。

9.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項所述的提高激光黑化效率的方法，其特征在于：所述步驟b的激光黑化的工藝參數(shù)為：納秒激光的平均功率50-300W；激光脈沖重復(fù)頻率30-60kHz；激光脈沖寬度10-30ns；光斑直徑25-50μm；填充線間距30-60μm；掃描速率100-300mm/s。