The invention discloses a method for laser repairing and polishing ceramic parts, including cleaning ceramic parts, the ceramic parts assembly to three-dimensional moving platform; surface scanning of the ceramic parts, the contour model and standard model will be scanned for comparison, divided into the etching area, surface ceramic parts polishing zone and sintering zone; using excimer laser processing equipment for the etching area; sintering zone preset powder sintering, repair by using a long wavelength laser; rough polishing on the sintering zone; overall polishing area; the scanning surface roughness of ceramic parts, if the roughness does not meet the requirements of the return S6, if the roughness is completed to meet the requirements of excimer laser polishing process. The method has good controllability, is easy to realize automatic production, can realize precise machining of the micro area, and deal with any surface and any parts, which can significantly reduce the influence on the ceramic matrix, and ensure the accuracy, quality and efficiency of the parts repair and polishing.
【技术实现步骤摘要】
一种激光修复与抛光陶瓷零件的方法
本专利技术涉及激光加工领域,具体涉及激光修复与抛光陶瓷零件。
技术介绍
结构陶瓷具有耐高温、耐磨损、耐腐蚀、抗氧化、强度高等优异的性能,广泛应用于航空航天、机械、电子、能源、化工等领域,是制造飞机燃烧器部件、洲际导弹的端头、轴承、滚珠、机械密封部件、模具等的重要材料。但是陶瓷硬度高、脆性大的特点使它的成型加工困难,容易产生表面尺寸不足和表面缺陷如微裂纹、孔隙、微区剥落等,使用过程还可能由于磨损或受热引起微量塑性变形与微裂纹,严重影响陶瓷零件的表面质量和精度。这些缺陷还常常造成零件工作过程的隐患,显著降低零件的可靠性及工作寿命,极大地限制了陶瓷零件的应用范围。目前,国内外解决脆硬性的陶瓷零件表面缺陷的主要方法是进行抛光处理。激光抛光作为非接触式抛光方法近年来备受关注,它通过激光对材料的热作用与光化学作用进行材料的微量去除,适用于脆性材料的加工。相比YAG激光及CO2激光等长波长激光,准分子激光输出能量更高、波长更短、激光单光子能量更大,容易通过破坏材料表面的化学键实现对材料的冷抛光,是进行陶瓷零件抛光的理想光源之一。但是,由于通过微量去除达到降低表面粗糙度的目的,抛光处理无法完全消除表面已存在的的深孔隙与裂纹,不能解决零件变形或成型收缩过量造成的尺寸微量不足等问题,不能提高零件的尺寸精度或形状精度。为使陶瓷零件达到理想状态,往往需要多种修复工艺与抛光处理进行配合,多次的装夹、加工会显著地影响零件的成品率、加工效率、尺寸精度等。如能在抛光的同时对陶瓷零件微缺陷及尺寸微量偏差进行修复,将极大地提高陶瓷零件成品率、表面质量与加工效 ...
【技术保护点】
一种激光修复与抛光陶瓷零件的方法,其特征在于,包括以下步骤:S1清洗陶瓷零件,将陶瓷零件装配至三维移动平台;S2扫描所述陶瓷零件的表面轮廓(1),将所扫描的轮廓模型与标准模型(2)相对比,划分出所述陶瓷零件表面的刻蚀区(3)、抛光区(4)、烧结区(5);S3利用准分子激光设备(6)加工所述刻蚀区;S4对所述烧结区进行预置送粉,利用准分子激光设备的长波长激光进行烧结修复;S5利用准分子激光设备对所述烧结区进行粗抛光;S6利用准分子激光设备进行加工区整体抛光;S7扫描所述陶瓷零件的表面粗糙度,如果粗糙度不满足要求,则返回S6,如果粗糙度满足要求,则完成准分子激光抛光过程。
【技术特征摘要】
1.一种激光修复与抛光陶瓷零件的方法,其特征在于,包括以下步骤:S1清洗陶瓷零件,将陶瓷零件装配至三维移动平台;S2扫描所述陶瓷零件的表面轮廓(1),将所扫描的轮廓模型与标准模型(2)相对比,划分出所述陶瓷零件表面的刻蚀区(3)、抛光区(4)、烧结区(5);S3利用准分子激光设备(6)加工所述刻蚀区;S4对所述烧结区进行预置送粉,利用准分子激光设备的长波长激光进行烧结修复;S5利用准分子激光设备对所述烧结区进行粗抛光;S6利用准分子激光设备进行加工区整体抛光;S7扫描所述陶瓷零件的表面粗糙度,如果粗糙度不满足要求,则返回S6,如果粗糙度满足要求,则完成准分子激光抛光过程。2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,S1包括:清洗陶瓷零件,将清洗后的陶瓷零件装卡到三维移动平台,通过三维移动平台的移动实现所述陶瓷零件与扫描探头、激光束和送粉装置的相对移动。3.如权利要求1-2中任一项所述的方法,其特征在于,S2包括:利用显微检测单元扫描所述陶瓷零件加工区域的表面轮廓(1),将扫描得到的轮廓模型与加工区域的三维标准模型(2)对比,将所述陶瓷零件表面的加工区域划分为刻蚀区(3)、抛光区(4)和烧结区(5)。4.如权利要求1-3中任一项所述的方法,其特征在于,S3包括:设定准分子激光设备(6)的参数,开启惰性气体保护装置(7)针对所述刻蚀区(3)材料表面的深度扩展裂纹或深孔隙,采用微区刻蚀的方式去除深度扩散裂纹或孔隙,再和烧结区(5)共同进行进一步处理,避免深度扩...
【专利技术属性】
技术研发人员:郭馨,周翊,丁金滨,刘斌,张立佳,王宇,赵江山,齐威,
申请(专利权)人:中国科学院光电研究院,
类型:发明
国别省市:北京,11
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