纳秒脉冲激光诱导可控氧化TiAl金属间化合物的研究

• 作者: 赵国龙 夏宏军 李亮 王珉 何宁
• 来源期刊: 中国激光
• 学科: 工学
• 关键词: 激光光学 纳秒脉冲激光 TiAl金属间化合物 激光诱导氧化 激光参数
• 年，卷（期）: 2021,（22）
• 所属期刊栏目: 激光制造|Laser Manufacturing
• 页码范围: 202-215
• 页数: 14页
• 分类号: TN249
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/CJL202148.2202021

摘要

加工效率低、表面完整性差以及严重的刀具磨损是微细铣削TiAl金属间化合物的主要原因.提出一种激光诱导可控氧化辅助微细铣削的复合加工方法,针对纳秒脉冲激光诱导氧化TiAl金属间化合物开展研究.主要分析了不同激光参数以及辅助气体对材料氧化行为的影响规律,揭示了TiAl材料的氧化机理以及氧化层与过渡层的形成规律与特征,为后续微细铣削加工中的参数选择提供了理论依据和数据支持.研究结果表明:TiAl材料在激光辐照下发生氧化反应并生成了疏松易去除的氧化物,生成的氧化层与过渡层随着激光能量密度的增大而变得越厚;随着激光扫描速度的加快,氧化层厚度逐渐减小,而激光扫描速度对过渡层厚度的影响不显著.此外,在相同的激光参数下,富氧环境对材料的氧化效果最佳.TiAl金属间化合物在优化的激光参数(激光能量密度为8.82 J/cm2和扫描速度为1 mm/s)和富氧环境氛围下获得的氧化效果较优,生成的氧化层与过渡层厚度分别达到了66μm与22μm.