【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及航空发动机中温雷达隐身涂层激光刻蚀工艺方法，属于航空发动机，可用于有机物与金属混杂类隐身涂层体系表面微槽加工。
技术介绍
1、航空发动机中温雷达吸波涂层一般为三维曲面结构，在钛合金表面均匀涂覆约0.6mm厚中温雷达吸波涂层，呈现硬脆特征，由有机大分子与金属元素混杂组成。在高温服役环境下因金属基底与涂层间热应力不匹配容易导致涂层脱落开裂，应借助提前预制微槽等途径释放应力，避免开裂。
2、中温雷达吸波涂层成分复杂，由有机高分子与金属元素混杂组成。材料本身的物理属性导致其受到激光辐照后的反馈差异很大，经前期试验表明有机硅对长波长激光的吸收率高，更利于该种材料的去除。如采用常规红外激光辐照表面，则易产生烧蚀及损伤。在合适工艺下，co2激光器加工系统可实现涂层内有机硅和金属元素同时被蚀除，且对金属基材损伤小，辅助双摆轴激光加工头，更适合三维复杂金属曲面表面有机大分子材料的去除。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提高带隐身涂层构件服役寿命，特提供了一种基于co2激光器的特种涂层激光刻蚀工艺方法。
2、本专利技术提供了一种基于co2激光器的特种涂层激光刻蚀工艺方法，其特征在于：采用co2激光器对中温雷达隐身涂层进行激光刻蚀加工，通过借助热致应力作用，使材料整体固相蚀除，微槽的刻蚀加工可以减缓硬脆涂层在高温服役过程中内应力，减少涂层脱落及开裂倾向。
3、所述的隐身涂层激光刻蚀技术特征：
4、激光刻蚀微结构由有限元仿真进行设计，基于服
5、中温雷达隐身涂层由有机物与金属元素混杂构成，为了避免金属熔化堵槽，采用光力作用的方式，激光辐照材料后产生温度梯度，生成梯度分布内应力，在应力差异大于材料断裂强度的界面，发生整体固相蚀除；
6、包括如下步骤：
7、刻蚀结构设计：通过comsol有限元仿真软件进行热力耦合仿真，基于温度场加载及零件特征，确定刻蚀区域及加工尺寸；
8、激光工艺参数确定：通过调整激光功率、重复频率、扫描速度、离焦量等参数，进行正交工艺试验，从刻蚀精度、基体损伤综合评价刻蚀效果，从中选择兼具质量与效率的工艺参数；
9、根据零件和试验确定主要的工艺参数范围：
10、激光功率：2~15w；
11、光斑形状：圆形；
12、激光入射角θ：0~45°；
13、光斑尺寸：0.1mm；
14、搭接率：30%～90%。
15、轨迹规划：针对零件特征设计刻蚀轨迹与路径，采用周期对称的刻蚀方式满足薄壁构件激光刻蚀变形抑制需求。
16、工艺方法的技术关键：
17、一是刻蚀区域设计，包括槽宽、槽深以及刻蚀区域选择；
18、二是采用co2激光器作为光源，选取合适工艺参数，使材料发生整体固相蚀除，避免金属元素熔化。
19、可应用于航空发动机隐身涂层表面加工领域，适用于有机物与金属混杂类涂层体系。该项工艺方法目前能够在保证低损伤高精度刻蚀情况下，减缓涂层服役开裂倾向，并提高隐身涂层的服役寿命。因此，该项技术具有广阔的应用前景。
20、本专利技术与现有技术相比，其优点在于：
21、本专利技术所述的基于co2激光器的特种涂层激光刻蚀工艺方法，解决了中温雷达隐身涂层表面微槽加工难题，提出了一种基于co2激光器的隐身涂层整体固相蚀除方法，解决传统激光刻蚀工艺所带来的金属元素熔融堵槽的难题，提高带隐身涂层构件服役寿命，实现了航空发动机特种隐身涂层激光表面刻蚀从无到有的开发。
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1.一种基于CO2激光器的特种涂层激光刻蚀工艺方法，其特征在于：采用CO2激光器对中温雷达隐身涂层进行激光刻蚀加工，通过借助热致应力作用，使材料整体固相蚀除，微槽的刻蚀加工可以减缓硬脆涂层在高温服役过程中内应力，减少涂层脱落及开裂倾向。
2.根据权利要求1所述的基于CO2激光器的特种涂层激光刻蚀工艺方法，其特征在于：所述的隐身涂层激光刻蚀技术特征：
3.根据权利要求1所述的基于CO2激光器的特种涂层激光刻蚀工艺方法，其特征在于：包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的基于CO2激光器的特种涂层激光刻蚀工艺方法，其特征在于：轨迹规划：针对零件特征设计刻蚀轨迹与路径，采用周期对称的刻蚀方式满足薄壁构件激光刻蚀变形抑制需求。
【技术特征摘要】
1.一种基于co2激光器的特种涂层激光刻蚀工艺方法，其特征在于：采用co2激光器对中温雷达隐身涂层进行激光刻蚀加工，通过借助热致应力作用，使材料整体固相蚀除，微槽的刻蚀加工可以减缓硬脆涂层在高温服役过程中内应力，减少涂层脱落及开裂倾向。
2.根据权利要求1所述的基于co2激光器的特种涂层激光刻蚀工艺方法，其特征在于：所...
【专利技术属性】
技术研发人员：于真鹤，梁莹，杨淞皓，陈慧斌，张恭轩，
申请(专利权)人：中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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