本申请提供一种激光表面处理提高涂层附着力的优化方法及加工方法，优化方法包括以下步骤：获取待进行处理的基材的样本；在样本的不同区域分别以相同的激光功率且调整不同的激光加工参数α对样本进行表面处理；α为激光处理区域内所有激光光斑的面积之和与激光处理区域面积的比值，对不同区域进行涂层附着力测试，获得对应的附着力f；建立f=F(α)的函数关系，获得函数f中以最小α值为起点的单调上升区间和以最大α值为终点的单调下降区间，在单调上升区间和单调下降区间选取平台区间；函数f在平台区间内没有单调性，由平台区间对应的面积比α的取值区间作为最优取值区间，最优取值区间对应的涂层附着力区间为目标附着力区间。区间。区间。
【技术实现步骤摘要】
激光表面处理提高涂层附着力的优化方法及加工方法
[0001]本专利技术涉及激光加工
，具体地涉及一种激光表面处理提高涂层附着力的优化方法及加工方法。
技术介绍
[0002]为了满足电机等机电设备中金属零部件绝缘处理的需求，一般采用绝缘喷涂工艺在金属零部件表面形成绝缘涂层。对于很多金属零部件（例如车削加工的电机机壳、电池壳体）来说，其绝缘涂层厚度要尽可能的薄，并且还需要有足够强的涂层附着力。然而，当金属零部件表面存在表面污染、钝化层等缺陷时，作为聚合物的绝缘涂层难以与电器零部件表面形成较强的界面附着力，无法达到绝缘涂层的附着强度要求。
[0003]相关技术方案中，利用激光束去除零部件表面污染和钝化层。针对确定的激光器设备，其涉及的工艺参数众多（激光功率，脉冲频率，扫描速度等）。为了去除电器零部件表面残留的杂质、污染物而不对基体材料造成过大的损伤：一般控制激光功率一定，而对电器零部件进行表面改性。
[0004]但上述技术方案未揭示各激光参数与绝缘涂层附着力的关系，在进行激光处理时往往无法获得较佳的附着力，或者需要耗费大量时间去摸索涂层附着力处于最佳范围时对应的各个激光参数（如激光扫描速度、激光脉冲频率和激光扫描路径的间距等）的最佳值或最佳区间。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于克服或至少减轻上述现有技术存在的不足，提供一种激光表面处理提高涂层附着力的优化方法及加工方法。
[0006]本专利技术的一个或多个实施例提供一种激光表面处理提高涂层附着力的优化方法，包括以下步骤：S1，获取待进行表面处理的基材的样本，将样本划分为多个子样本；S2，以同一激光功率，对各子样本分别采用不同的面积比α进行表面处理；其中，α=(n
×
π
×
r2)/b；b是激光处理区域的面积，n是激光处理区域中激光光斑的数量，r是激光光斑的半径；S3，对各子样本进行涂层附着力测试，获得对应的附着力f；S4，根据S2中数值α与S3中数值f的映射关系建立f=F(α)的函数关系，获得函数f中以最小α值为起点的单调上升区间和以最大α值为终点的单调下降区间，在单调上升区间和单调下降区间之间确定平台区间，函数f在平台区间内不具有单调性；由平台区间所对应的加工参数α的取值区间作为最优取值区间；最优取值区间对应的涂层附着力区间为目标附着力区间。
[0007]在至少一个实施方式中，n=b/(V/P
×
S)，V是激光扫描速度，P是激光脉冲频率，S是激光扫描路径的间距。
[0008]在至少一个实施方式中，获取平台区间中α的中位数，作为涂层附着力f处于目标附着力区间时的最优面积比。
[0009]在至少一个实施方式中，S4中，以α为横坐标，f为纵坐标建立直角坐标系，依次获取各所述子样本的α值和f值，依次将各子样本的取值置于所述直角坐标系内，连接各坐标点形成函数图像，根据函数图像获得单调上升区间、平台区间和单调下降区间。
[0010]在至少一个实施方式中，相邻坐标点以线段的方式进行连接，沿α增加的方向，依次对各线段对应的函数进行一阶求导；第一个导数为负的线段的线段的前一个线段的起点作为平台区间的第一起点。
[0011]在至少一个实施方式中，当连续两个线段所对应函数的导数为负，则以两个线段的连接点的起点作为平台区间的第一终点。
[0012]在至少一个实施方式中，将各坐标点拟合成曲线状的函数图像，获得函数图像的所有极大值点，沿α增加的方向，第一个极大值点作为平台区间的第二起点，最后一个极大值点作为平台区间的第二终点。
[0013]在至少一个实施方式中，将各坐标点拟合成曲线状的函数图像，沿α增加的方向，对各曲线对应的函数进行二阶求导，第一个二阶导数由正变负的节点作为平台区间的第三起点，最后一个二阶导数由负变正的节点作为平台区间的第三终点。
[0014]在至少一个实施方式中，将各坐标点拟合成曲线状的函数图像，获得函数图像中的所有的极大值点，沿α增加的方向：第一个极大值点作为平台区间的第二起点，最后一个极大值点作为平台区间的第二终点；对各曲线对应的函数进行二阶求导，第一个二阶导数由正变负的节点作为平台区间的第三起点，最后一个二阶导数由负变正的节点作为平台区间的第三终点；分别获得第一起点和第一终点之间、第二起点和第二终点之间、第三起点和第三终点之间α的中位数；取三个中位数中的最小值和最大值之间的区间作为α的最佳取值区间。
[0015]本专利技术的一个或多个实施例还提供一种基材表面绝缘涂层加工方法，包括以下步骤：S01，准备基材；S02，利用上述的激光表面处理提高涂层附着力的优化方法获得激光加工参数α的最优取值区间；S03，根据α的最优取值区间确定S、V、P的数值，根据S、V、P的数值对基材进行表面处理；S04，在基材表面进行绝缘涂层的涂覆。
[0016]以上一个或多个技术方案的有益效果在于：（1）本方案提供了一种激光加工参数面积比α，采用同一激光功率、不同面积比α对样本进行表面处理以及涂层附着力试验，这种设置方式便于获得α与附着力f的对应关系，进而获得涂层附着力f处于最佳范围时α的取值区间；相对于分别采用试验来获得附着力f与多个现有激光参数的对应关系来说，本方案能够极大的减少试验时间，降低试验难度；并快速获得涂层附着力f处于最佳范围时的激光加工参数。
[0017]（2）本方案中获得的激光加工参数为涂层附着力处于最佳范围时的最优取值区间。即本方案对于同一材质的基材，可以通过对样本获得面积比的范围，进而适用其它非样
本基材。这是因为本方案的面积比是一个区间，而非数值点，这样即使不同基材表面可能存在着粗糙度的不同导致附着力极大值对应的激光参数存在差异，但是在面积比最优参数范围内都可以获得所需的附着力提升效果。
附图说明
[0018]图1是本专利技术实施例中激光表面处理提高涂层附着力的优化流程示意图；图2是本专利技术实施例中不同激光加工参数下的激光光斑分布示意图；图3是本专利技术实施例中不同面积比α所对应的激光处理表面光学照片；图4是本专利技术实施例中在加工区域形成10行和10列激光光斑的示意图；图5是本专利技术实施例中将相邻坐标点以线段的方式进行连接的示意图；图6是本专利技术实施例中将各坐标点拟合成曲线状的函数图像；图7是本专利技术实施例中基材表面绝缘涂层加工方法的流程示意图。
具体实施方式
[0019]下面参照附图描述本专利技术的示例性实施方式。应当理解，这些具体的说明仅用于示教本领域技术人员如何实施本专利技术，而不用于穷举本专利技术的所有可行的方式，也不用于限制本专利技术的范围。
[0020]实施例1如图1所示，本专利技术的一个或多个实施例提供一种激光表面处理提高涂层附着力的优化方法，在本实施例的优化方法中，首先由激光加工过程中影响表面材料去除量的各工艺参数获得面积比α，然后根据该面积比对样本不同区域进行表面处理，然后对样本的不同区域进行绝缘涂层涂覆和附着力测试，获得该附着力f处于最佳范围（即目标附着力区间）时对应的面积比α的最优取值区间。具体的包本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种激光表面处理提高涂层附着力的优化方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，获取待进行表面处理的基材的样本，将所述样本划分为多个子样本；S2，以同一激光功率，对各所述子样本分别采用不同的面积比α进行表面处理；其中，α=(n
×
π
×
r2)/b；b是激光处理区域的面积，n是激光处理区域中激光光斑的数量，r是激光光斑的半径；S3，对各所述子样本进行涂层附着力测试，获得对应的附着力f；S4，根据S2中数值α与S3中数值f的映射关系建立f=F(α)的函数关系，获得函数f中以最小α值为起点的单调上升区间和以最大α值为终点的单调下降区间，在所述单调上升区间与单调下降区间之间确定平台区间，函数f在平台区间内不具有单调性；平台区间所对应的面积比α的取值区间作为最优取值区间；所述最优取值区间对应的涂层附着力区间为目标附着力区间。2.根据权利要求1所述的激光表面处理提高涂层附着力的优化方法，其特征在于，n=b/(V/P
×
S)，V是激光扫描速度，P是激光脉冲频率，S是激光扫描路径的间距。3.根据权利要求1所述的激光表面处理提高涂层附着力的优化方法，其特征在于，获取平台区间中α的中位数，作为最优面积比。4.根据权利要求1所述的激光表面处理提高涂层附着力的优化方法，其特征在于，S4中，以α为横坐标，f为纵坐标建立直角坐标系，依次获取各所述子样本的α值和f值，依次将各子样本的取值置于所述直角坐标系内，连接各坐标点形成函数图像，根据所述函数图像确定所述单调上升区间、所述平台区间和所述单调下降区间。5.根据权利要求4所述的激光表面处理提高涂层附着力的优化方法，其特征在于，相邻坐标点以线段的方式进行连接，沿α增加的方向，依次对各线段对应的函数进行一阶求导；第一个导数为负的线段的前一个线段的起点作为...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑广会，王文，任莹，张铃，郑金泽，郑金宇，
申请(专利权)人：天蔚蓝电驱动科技江苏有限公司，
类型：发明
国别省市：
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