一种利用皮秒激光加工孔的方法技术

一种利用皮秒激光加工孔的方法，根据纤维复合材料的特点，结合皮秒激光极高的峰值功率使其对材料无选择性的加工特征，在CMC-SiC材料上实现孔加工。本发明专利技术通过分布加工的方式，在碳化硅陶瓷基复合材料上逐层加工出圆孔或方孔，加工中，无需考虑微小裂纹的影响，稳定性较好，尤其适用于大批量重复性微孔加工。当加工圆孔时，以螺旋状路径逐层加工。当加工方孔时，以线性扫描路径逐层加工。本发明专利技术具有加工工艺稳定性好、可设计性强、精度高等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及复合材料加工领域，具体是一种利用皮秒激光在碳化硅陶瓷基复合材料上加工孔的方法
技术介绍
连续纤维增韧碳化硅陶瓷基复合材料(CMC-SiC)是一种新型战略性高温结构材料。与钛合金、高温合金和金属间化合物相比，CMC-SiC材料热膨胀系数更低，抗高低周期疲劳和抗热震疲劳更优异；同时具有耐烧蚀，抗冲刷，动态和静态摩擦系数高且摩擦系数对湿度不敏感等一系列优异性能。此外，CMC-SiC材料可以有效提高发动机的工作温度和降低结构重量，在高推重比航空发动机具有广泛的应用前景。但是，由于CMC-SiC材料硬度高(SiC硬度仅次于金刚石和立方氮化硼)，在使用中很难加工。目前采用特种金刚石刀具在制造过程中进行在线加工，解决了 CMC-SiC材料切害I]、打磨、抛光等基本加工技术问题，但加工成本高，加工效率低。另外，在实际应用过程中，经常需要加工微小冷却孔(〈O 1.0mm)以进一步提高CMC-SiC材料的使用温度和可靠性，如航空涡扇发动机叶片等构件，然而目前尚无法在CMC-SiC材料上加工小于O 2.0mm的孔，尤其是带角度的冷却孔，影响了 CMC-SiC材料的应用效果。因此，迫切需要采本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用皮秒激光加工孔的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，试样表面清洗；将碳化硅陶瓷基复合材料切割为块状试样；在酒精浸泡下超声清洗试样15min；干燥后得到清洗后的碳化硅陶瓷基复合材料试样；步骤2，加工孔；所述的孔是圆形孔或方形孔；通过皮秒激光对碳化硅陶瓷基复合材料试样进行微加工；微加工中，皮秒激光波长为355～532nm，脉冲宽度为1～10ps，激光输出功率根据微加工的过程变化，其激光输出功率的变化范围为20mw～20w，激光重复频率根据微加工的过程变化，其激光重复频率的变化范围为1～600kHz；对试样采用逐层去除方式进行加工，加工头转速为1000转/秒；加工孔的具体过程是：使皮秒激...

【技术特征摘要】
1.一种利用皮秒激光加工孔的方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤1，试样表面清洗；将碳化硅陶瓷基复合材料切割为块状试样；在酒精浸泡下超声清洗试样15min ;干燥后得到清洗后的碳化硅陶瓷基复合材料试样； 步骤2，加工孔；所述的孔是圆形孔或方形孔；通过皮秒激光对碳化硅陶瓷基复合材料试样进行微加工；微加工中，皮秒激光波长为355 532nm，脉冲宽度为I lOps，激光输出功率根据微加工的过程变化，其激光输出功率的变化范围为20mw 20w，激光重复频率根据微加工的过程变化，其激光重复频率的变化范围为I 600kHz ;对试样采用逐层去除方式进行加工，加工头转速为1000转/秒； 加工孔的具体过程是:使皮秒激光束通过物镜聚焦在碳化硅陶瓷基复合材料试样表面上待加工孔的中心处，焦距为100mm; 对试样进行加工；所述加工过程分为三步: 第一步，预成形孔；所述预成...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘永胜，张立同，成来飞，王春辉，张青，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：