一种不锈钢耐腐蚀黑雕的激光加工方法技术

本发明专利技术涉及激光加工技术领域，尤其涉及一种不锈钢耐腐蚀黑雕的激光加工方法；该激光加工方法包括制作打标图档、调节激光加工路径以及激光加工参数、通过运动控制系统将待加工件移动到指定的加工位置，根据加工路径对待加工件进行打标，进行色空间值测试，盐雾试验后再一次进行色空间值测试。本发明专利技术通过激光器的选择、扩束镜的调整、透镜的选择及速度、频率、填充、功率、离焦量等五大工艺参数的调配实现了不锈钢黑雕耐腐蚀的加工，并通过盐雾测试进行验证，得到良好的标记效果，可以解决传统激光加工存在的耐腐蚀性不佳、效果不均匀、黑度值差等问题。差等问题。差等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种不锈钢耐腐蚀黑雕的激光加工方法


[0001]本专利技术涉及激光加工
，尤其涉及一种不锈钢耐腐蚀黑雕的激光加工方法。

技术介绍

[0002]不锈钢具备焊接性、耐热性、耐腐蚀性，其种类繁多，应用也十分的广泛，常见的不锈钢最适用于医疗、餐饮厨具等其他卫生条件至关重要的领域，不锈钢本身耐腐蚀，不易滋生细菌，便于多次消毒清洁，使得不锈钢的应用领域非常广泛。同步地，对不锈钢进行信息标识，尤其是黑色标识需求旺盛，传统喷漆和丝印的方式，长时间使用会脱漆和脱膜，热转印方式标记一段时间会变色，化学药水蚀刻和钢印标记达不到黑色效果并存在其他问题；传统激光黑色标记后存在黑色值差、一致性差、耐腐蚀性能不佳的问题。

技术实现思路

[0003]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种不锈钢耐腐蚀黑雕的激光加工方法，该方法包括如下步骤：
[0004]步骤1：清洁待加工件表面；
[0005]步骤2：根据待加工件的幅面采用制图软件制作打标图档，并导入激光控制系统；
[0006]步骤3：根据打标图档调节激光加工路径以及激光加工参数，使激光器发出的光束聚焦于待加工件的上方；
[0007]步骤4：通过运动控制系统将待加工件移动到指定的加工位置，根据加工路径对待加工件进行打标，其中，激光器的波长为1064nm，脉宽<10ps，激光光束的焦点落在待加工件上表面的上方2～5mm，加工频率为300～700KHZ，加工功率为5～20W，振镜扫描速度为100～800mm/s，在不锈钢待加工件表面形成微结构标记。
[0008]进一步地，所述打标图档的填充方式是快速填充，填充密度为0.01～0.04mm，填充角度为0度或90度。
[0009]进一步地，所述填充角度为0度与90度交叉填充。
[0010]进一步地，所述激光器的激光光束经过扩束镜，所述扩束镜的倍数为2～5倍。
[0011]进一步地，所述步骤3中，将激光器的红光定位到待加工件的加工位置。
[0012]进一步地，所述步骤4打标完成后，用色差仪对打标后的区域进行色空间值测试后，对打标后的加工件进行盐雾试验，并再一次进行色空间值测试。
[0013]进一步地，所述盐雾试验中，将加工件的打标表面与铅垂线成15～30度倾斜悬挂在盐雾试验箱体中进行盐雾试验，盐雾试验采用5
±
1％的中性盐溶液喷雾至加工件的打标表面。
[0014]进一步地，所述激光控制系统的单脉冲能量为5～25μJ，加工速度为200～500mm/s。
[0015]进一步地，所述激光器采用皮秒激光器。
[0016]进一步地，所述激光光束的焦点落在待加工件上表面的上方3
±
0.5mm。
[0017]本专利技术由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下有益效果：
[0018]1)本专利技术提供的不锈钢耐腐蚀黑雕的激光加工方法，采用运动控制系统调控在不锈钢表面进行打标，可以很精确的控制打标精度，加工效率高，稳定性好；
[0019]2)本专利技术提供的不锈钢耐腐蚀黑雕的激光加工方法，激光控制系统可以将光斑尺寸聚集到微米级大小，尺寸精度比较高，非接触式加工无伤害，激光通过与材料的热效应进行标记，环保无消耗，性价比更高；
[0020]3)本专利技术提供的不锈钢耐腐蚀黑雕的激光加工方法，采用皮秒激光器进行标记。其超短脉冲激光在很短时间内与不锈钢材料进行相互作用，由于皮秒激光脉冲持续脉冲非常短，根据其物理特性，作用过程中仅将极少的热量传递到材料中，因此激光与材料的热效应非常小。一般纳秒激光黑色标记会在表面形成一层薄氧化膜，但是皮秒激光通过很低的热量与不锈钢材料作用，会在不锈钢表面留下充足的铬，这些铬在不锈钢表面形成稳定的原子层，这些原子层加工件表面形成周期性、精细的微结构，这些结构最小化了反射光并且散射了光，得到的标记效果呈哑光黑色。该方法所用的皮秒激光器可以形成稳定的微结构而不是脆性的氧化层，因此具有抗腐蚀特性。
附图说明
[0021]图1为本专利技术的激光打标系统的结构示意图；
[0022]图2为本专利技术普通纳秒激光器打黑盐雾试验后的效果图；
[0023]图3为本专利技术皮秒激光器打黑后的效果图；
[0024]图4为本专利技术实施例1打黑盐雾试验9h后的效果图；
[0025]图5为扫描电子显微镜放大2000倍显示皮秒激光标记过后的周期性、精细的微结构。
[0026]附图1标识说明：1
‑
激光器；2
‑
扩束镜；3
‑
振镜X镜片；4
‑
振镜Y镜片；5
‑
聚焦镜；6
‑
待标记不锈钢。
具体实施方式
[0027]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。附图中，为清晰可见，可能放大了某部分的尺寸及相对尺寸。
[0028]在本专利技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“相连”应做广义解释，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通的技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0029]在本专利技术的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指
的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0030]此外，在本专利技术的描述中，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分。
[0031]本专利技术提供了一种不锈钢耐腐蚀黑雕的激光加工方法，该方法包括如下步骤：
[0032]步骤1：清洁待加工件表面；
[0033]步骤2：根据待加工件的幅面采用制图软件制作打标图档，并导入激光控制系统；
[0034]步骤3：根据打标图档调节激光加工路径以及激光加工参数，使激光器发出的光束聚焦于待加工件的上方；
[0035]步骤4：通过运动控制系统将待加工件移动到指定的加工位置，根据加工路径对待加工件进行打标，其中，激光器的波长为1064nm，脉宽<10ps，激光光束的焦点落在待加工件上表面的上方2～5mm，加工频率为300～700KHZ，加工功率为5～20W，加工速度为100～800mm/s，在不锈钢待加工件表面形成微结构标记。
[0036]本实施例的激光加工方法，主要应用于不锈钢黑雕打标，在不锈钢表面形成黑色标记，激光控制系统可以将光斑尺寸聚集到微米级大小，尺本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种不锈钢耐腐蚀黑雕的激光加工方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：步骤1：清洁待加工件表面；步骤2：根据待加工件的幅面采用制图软件制作打标图档，并导入激光控制系统；步骤3：根据打标图档调节激光加工路径以及激光加工参数，使激光器发出的光束聚焦于待加工件的上方；步骤4：通过运动控制系统将待加工件移动到指定的加工位置，根据加工路径对待加工件进行打标，其中，激光器的波长为1064nm，脉宽<10ps，激光光束的焦点落在待加工件上表面的上方2～5mm，加工频率为300～700KHZ，加工功率为5～20W，加工速度100～800mm/s，在不锈钢待加工件表面形成微结构标记。2.根据权利要求1所述的不锈钢耐腐蚀黑雕的激光加工方法，其特征在于，所述打标图档的填充方式是快速填充，填充密度为0.01～0.04mm，填充角度为0度或90度。3.根据权利要求2所述的不锈钢耐腐蚀黑雕的激光加工方法，其特征在于，所述填充角度为0度与90度交叉填充。4.根据权利要求1所述的不锈钢耐腐蚀黑雕的激光加工方法，其特征在于，所述激光器的激光光束经过扩束镜，所述扩束镜的倍数为2...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘勇，杨立昆，李磊，王慧，陈彪，肖卫东，王建刚，
申请(专利权)人：武汉华工激光工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：