皮秒绿激光修锐青铜基金刚石砂轮损伤规律与机制

• 作者: 周远航 张健 冯爱新 尚大智 陈云 唐杰 杨海华
• 来源期刊: 中国激光
• 关键词: 激光加工 皮秒激光 青铜基金刚石砂轮 激光修锐 损伤阈值
• 年，卷（期）: 2021,（6）
• 所属期刊栏目: 激光材料加工|Laser Material Processing
• 页码范围: 191-200
• 页数: 10页
• 分类号: TG74+3
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/CJL202148.0602116

摘要

为探究皮秒绿激光修锐青铜基金刚石砂轮的工艺规律与机制,实现青铜基体的选择性定量去除.首先采用10 ps绿激光作用于青铜/金刚石,利用S-on-1损伤测定法标定损伤阈值,确定皮秒激光修锐青铜/金刚石砂轮的最佳工艺参数范围.然后对青铜/金刚石砂轮表面进行修锐,通过激光共聚焦显微镜及其软件表征修锐表面形貌与表面粗糙度,探究激光峰值功率密度、重复频率、扫描次数对修锐效果的影响规律.结果 表明,皮秒绿激光对青铜基体的去除机制主要为气化去除,很大程度上避免了金刚石磨粒的碳化,即使在高重复频率下,也无明显的热积累特征.在脉宽为10 ps、重复频率为400 kHz条件下,青铜基体与金刚石磨粒的损伤阈值分别为1.23×109 W/cm2、3.71×1011 W/cm2,两者相差两个数量级,青铜基体的选择性微量去除选择范围较宽,可通过调节峰值功率密度有选择性地去除基体,通过调节扫描次数定量去除基体.因此,采用皮秒绿激光可以选择性定量去除青铜基体且较好地保证金刚石磨粒的完整性.