一种基于激光冲击波耦合效应高效微织构的制造方法技术

本发明专利技术属于激光微加工领域,特指一种基于激光冲击波耦合效应高效微织构的制造方法。将整形镜放置于激光发生器和聚焦透镜之间，高能脉冲激光发生器发射的高能脉冲激光的轴心与整形透镜和聚焦镜的轴心重合,将约束层、吸收层和金属接触膜由上而下覆盖在工件表面上；金属接触膜与工件待加工表面紧密贴合的表面加工出正六边形或正方形分布的微沟槽，高能脉冲激光发生器发出的高能脉冲激光的光斑形状通过整形透镜设计成正六边形或正方形；高能脉冲激光透过约束层，与吸收层相互作用产生等离子体爆炸并形成高压冲击波，同时激光束光斑边缘与金属接触膜与工件待加工表面紧密贴合的表面的微凹槽相互耦合，实现工件待表面微织构的制造。

An efficient fabrication method of micro texture based on laser shock wave coupling effect

【技术实现步骤摘要】
一种基于激光冲击波耦合效应高效微织构的制造方法
本专利技术属于激光微加工领域,特指一种基于激光冲击波耦合效应高效微织构的制造方法。
技术介绍
传统的机械零部件表面结构是自然、被动、随机形成的，而在理想状态下，必然存在着一个与机械系统性能相匹配的最优表面结构。利用高能激光束可以在机械零部件表面加工出预设的微织构，从而获得有利于疲劳性能的表面形貌。目前,在金属材料表面加工微织构形貌的方法主要有:机械法、电化学刻蚀法、电火花加工、以及电解加工等。机械法存在刀具制造复杂，加工效率低等缺陷。电化学刻蚀和电解加工需要制作掩模结构和工具电极，加工周期长，效率低。电火花放电热蚀加工机理及电极损耗影响材料表面的加工精度及表面质量。中国专利CN1358603A“一种激光加工轧辊表面球冠状微凸形貌的方法”，通过精确控制外接辅助气体的吹气方向和压力以及激光脉宽,使得部分金属材料气化飞出,形成反冲压力并将熔池中心材料吹向熔池边缘,形成织构形貌，但若激光脉宽控制不当,则气化效应不明显,不利于形成理想微织构形貌。中国专利CN104308361A“一种激光冲击本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于激光冲击波耦合效应高效微织构的制造方法，其特征在于，将整形镜放置于激光发生器和聚焦透镜之间，高能脉冲激光发生器发射的高能脉冲激光的轴心与整形透镜和聚焦镜的轴心重合,将约束层、吸收层和金属接触膜由上而下覆盖在工件表面上；金属接触膜与工件待加工表面紧密贴合的表面加工出正六边形或正方形分布的微沟槽，高能脉冲激光发生器发出的高能脉冲激光的光斑形状通过整形透镜设计成正六边形或正方形；高能脉冲激光透过约束层，与吸收层相互作用产生等离子体爆炸并形成高压冲击波，同时激光束光斑边缘与金属接触膜与工件待加工表面紧密贴合的表面的微凹槽相互耦合，实现工件待表面微织构的制造。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于激光冲击波耦合效应高效微织构的制造方法，其特征在于，将整形镜放置于激光发生器和聚焦透镜之间，高能脉冲激光发生器发射的高能脉冲激光的轴心与整形透镜和聚焦镜的轴心重合,将约束层、吸收层和金属接触膜由上而下覆盖在工件表面上；金属接触膜与工件待加工表面紧密贴合的表面加工出正六边形或正方形分布的微沟槽，高能脉冲激光发生器发出的高能脉冲激光的光斑形状通过整形透镜设计成正六边形或正方形；高能脉冲激光透过约束层，与吸收层相互作用产生等离子体爆炸并形成高压冲击波，同时激光束光斑边缘与金属接触膜与工件待加工表面紧密贴合的表面的微凹槽相互耦合，实现工件待表面微织构的制造。


2.如权利要求1所述的一种基于激光冲击波耦合效应高效微织构的制造方法，其特征在于，所述的高能脉冲激光发生器为GAIA型纳秒脉冲激光器，发射的高能脉冲激光束脉宽为10～30ns，功率密度为10...

【专利技术属性】
技术研发人员：裴智鹏，戴峰泽，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32