一种去除金属表面陶瓷涂层的高能短脉冲激光加工方法技术

本发明专利技术属于激光加工技术，涉及一种去除金属表面陶瓷涂层的高能短脉冲激光加工方法。所述方法包括以下步骤：(1)在真空环境或氮气保护气氛下，采用大直径的聚焦光斑辐照的圆形搭接方式，对大面积区域的陶瓷涂层进行快速去除；(2)采用小直径的聚焦光斑辐照的圆形搭接方式，对残留的小面积区域陶瓷涂层进行精准去除。光斑扫描方式可为逐点扫描和逐层扫描两种。本发明专利技术主要针对单晶高温合金、高强钢、钛合金等零件的表面陶瓷涂层去除的要求，能够获得比常规化学及机械方法更高的表面质量，且不伤及金属基体，该方法具有绿色环保、精度高、可控性好等优点，适用性广。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于激光加工技术，涉及一种去除金属表面陶瓷涂层的高能短脉冲激光加工方法。
技术介绍
金属材料表面的陶瓷涂层具有良好的隔热、耐蚀和抗氧化的作用，可使发动机涡轮叶片工作温度提高200～300℃。有报道称，航空发动机工作温度每升高5℃可增加功率1.3％和热效率0.4％，因而受到了航空航天部门的极大重视。陶瓷涂层所处环境非常恶劣，在高温氧化和热冲击作用下，易发生剥落而失效。陶瓷涂层的失效会给飞行器安全带来巨大危害。因此，为了延长叶片的使用寿命，提高叶片安全性和经济效益，需要定期将叶片送检，将受损陶瓷涂层完全去除后，再采用沉积或喷涂方法对陶瓷涂层进行修复。目前，去除金属表面的陶瓷涂层一般采用机械或化学方法。机械方法一般采用刀具加工的方法去掉涂层，然而对于复杂形状零件，机械方法难度较大，工艺复杂；另外，也有采用吹砂法去除涂层，该方法虽然高效，适用范围广，但是精度差，而且吹砂所用砂粒可能会嵌入金属基体中，从而在涂层制备时导致金属/陶瓷界面引入杂质，影响后期涂层结合力；而化学方法是目前叶片常用的陶瓷涂层去除技术之一，利用强腐蚀性的碱或酸将陶瓷层腐蚀溶解掉，但是该方法存在环境污染大、反应条本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种去除金属表面陶瓷涂层的高能短脉冲激光加工方法，其特征在于：将金属材料置于真空环境或氩气保护气氛下，利用高能短脉冲激光的两种直径的聚焦光斑辐照，分别采用不同方法对面积大于20mm×10mm和面积小于10mm×5mm的金属表面陶瓷涂层区域进行去除。对于面积大于20mm×10mm的表面陶瓷涂层区域采用如下工艺步骤：(1)将含表面涂层的金属基体固定在铜模上，并置于真空环境或氮气保护气氛下，采用直径为Φ10mm～Φ25mm的圆形聚焦光斑辐照，激光脉冲宽度1ns～50ns，频率1Hz～10Hz，激光光束与涂层表面的夹角为45°～90°，峰值功率密度达到1MW/cm2以上，光斑搭接率≤30％，当搭接率为...

【技术特征摘要】
1.一种去除金属表面陶瓷涂层的高能短脉冲激光加工方法，其特征在于：将金属材料置于真空环境或氩气保护气氛下，利用高能短脉冲激光的两种直径的聚焦光斑辐照，分别采用不同方法对面积大于20mm×10mm和面积小于10mm×5mm的金属表面陶瓷涂层区域进行去除。对于面积大于20mm×10mm的表面陶瓷涂层区域采用如下工艺步骤：(1)将含表面涂层的金属基体固定在铜模上，并置于真空环境或氮气保护气氛下，采用直径为Φ10mm～Φ25mm的圆形聚焦光斑辐照，激光脉冲宽度1ns～50ns，频率1Hz～10Hz，激光光束与涂层表面的夹角为45°～90°，峰值功率密度达到1MW/cm2以上，光斑搭接率≤30％，当搭接率为0时，相邻两个圆形光斑边缘相切，光斑扫描方式为逐点扫描或逐层扫描，每4000～5000次激光照射后暂停，冷却5min～15min后继续...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗学昆，于洋，王强，王欣，宋颖刚，吴凌飞，艾莹珺，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司北京航空材料研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11