RU2381094C2 - Method of laser-plasma polishing of metallic surface - Google Patents
Method of laser-plasma polishing of metallic surface Download PDFInfo
- Publication number
- RU2381094C2 RU2381094C2 RU2007149070/02A RU2007149070A RU2381094C2 RU 2381094 C2 RU2381094 C2 RU 2381094C2 RU 2007149070/02 A RU2007149070/02 A RU 2007149070/02A RU 2007149070 A RU2007149070 A RU 2007149070A RU 2381094 C2 RU2381094 C2 RU 2381094C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- laser
- plasma
- polishing
- mode
- metal
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к способу полирования любых трех мерных поверхностей металлических материалов с использованием лазера и плазмы, образованной лучом лазера, и может быть применено в машиностроении при полировании деталей машин и механизмов, а также в инструментальном производстве при изготовлении штампов и пресс-форм или любых других деталей, к которым предъявляются требования к качеству поверхности.The invention relates to a method for polishing any three dimensional surfaces of metallic materials using a laser and a plasma formed by a laser beam, and can be used in mechanical engineering for polishing machine parts and mechanisms, as well as in tool production in the manufacture of dies and molds or any other details to which requirements are imposed on surface quality.
Применение лазера для полирования поверхности металла было впервые реализовано в 1996 году немецкой фирмой LFC [1]. Сущность процесса лазерного полирования поверхности заключается в расплавлении и испарении поверхностного слоя металла на глубину до нескольких десятков микрон. При расплавлении происходит «выглаживание» шероховатостей поверхности, а испарение поверхностного слоя производится в режиме сублимации. Данная технология позволила заменить трудоемкий механический процесс полирования на лазерный, что особенно актуально для сложных трехмерных поверхностей, как например, в штампах и пресс-формах. Процесс лазерного полирования трехмерных поверхностей в отличие от механического позволяет его автоматизировать.The use of a laser for polishing a metal surface was first implemented in 1996 by the German company LFC [1]. The essence of the process of laser polishing the surface is the melting and evaporation of the surface layer of metal to a depth of several tens of microns. During melting, “smoothing” of surface roughness occurs, and the evaporation of the surface layer is carried out in the sublimation mode. This technology made it possible to replace the laborious mechanical polishing process with a laser one, which is especially important for complex three-dimensional surfaces, such as in dies and molds. The process of laser polishing of three-dimensional surfaces, unlike mechanical, allows it to be automated.
На Фиг.1 приведен профиль поверхности, полученный после механической обработки, а на Фиг.2 приведен профиль поверхности, полученный после лазерного полирования немецкой фирмой LFC.Figure 1 shows the surface profile obtained after machining, and Figure 2 shows the surface profile obtained after laser polishing by the German company LFC.
В настоящее время предел достижения наивысшего класса обработки поверхности методом лазерного полирования ограничен рядом физических явлений и прежде всего эффектами поверхностного натяжения и газодинамического давления испаряемого материала на обрабатываемую поверхность. При воздействии луча лазера в режиме оплавления обрабатываемой поверхности происходит расплавление поверхностных неровностей и после ухода луча лазера из зоны обработки, жидкая фаза зоны расплава, под действием сил поверхностного натяжения начинает приобретать полусферическую каплеобразную форму (Фиг.3).Currently, the limit of achieving the highest class of surface treatment by laser polishing is limited by a number of physical phenomena and, above all, the effects of surface tension and gas-dynamic pressure of the vaporized material on the surface being treated. When the laser beam in the mode of reflowing the treated surface, the surface irregularities melt and after the laser beam leaves the treatment zone, the liquid phase of the melt zone, under the influence of surface tension forces, begins to acquire a hemispherical droplet shape (Figure 3).
Обработка поверхности с коэффициентом перекрытия, отличным от нуля (Фиг.4), безусловно, повышает эффект «выглаживания» поверхности, но, в конечном итоге, не позволяет кардинально повысить класс обработки, поскольку остается полусферическая форма поверхности, радиус которой определяется силами поверхностного натяжения и скоростью охлаждения расплавленного поверхностного слоя.Surface treatment with a non-zero overlap coefficient (Figure 4), of course, increases the effect of “smoothing” the surface, but, ultimately, does not dramatically increase the class of processing, since there is a hemispherical shape of the surface, the radius of which is determined by the surface tension forces and cooling rate of the molten surface layer.
Известны способы уменьшения шероховатости двухмерных металлических поверхностей путем их полирования с использованием лазерного луча, описанные в немецких патентах № DE-OS 4133620, DE-OS 4219809 и американском патенте № US-A-4926664.Known methods for reducing the roughness of two-dimensional metal surfaces by polishing using a laser beam are described in German patents No. DE-OS 4133620, DE-OS 4219809 and US patent No. US-A-4926664.
Известен способ лазерного полирования металлической поверхности, разработанный фирмой LFC с использованием двух лазеров мощностью 40 Вт и 400 Вт, основанный на принципе поверхностного плавления и испарения поверхности. Применение 2-х лазеров увеличивает стоимость оборудования.A known method of laser polishing a metal surface, developed by LFC using two lasers with a power of 40 W and 400 W, based on the principle of surface melting and surface evaporation. The use of 2 lasers increases the cost of equipment.
Известен «Способ изготовления полированных поверхностей пресс-форм» патент DE 98103285.5. Способ предусматривает полирование трехмерных поверхностей посредством лазерного луча за один или несколько проходов на одной детали по заданным размерам или по фактическим размерам. Способ включает предварительный замер фактических исходных размеров неровностей, расчет необходимой величины снимаемого металла, промежуточные замеры в процессе обработки и обработку в несколько проходов.The well-known "Method of manufacturing polished surfaces of molds" patent DE 98103285.5. The method provides for polishing three-dimensional surfaces by means of a laser beam in one or more passes on the same part at specified sizes or actual sizes. The method includes preliminary measurement of the actual initial dimensions of the bumps, calculation of the required size of the removed metal, intermediate measurements during processing and processing in several passes.
Значение толщины поверхностного слоя испаренного металла определяется удельными энергетическими характеристиками лазерного излучения.The thickness of the surface layer of the evaporated metal is determined by the specific energy characteristics of the laser radiation.
На Фиг.5 представлена зависимость толщины испаряемого поверхностного слоя материала лазерным лучом в мкм (микрометрах) как результат лазерного воздействия (плотность энергии × время излучения) в Дж/см2. Зависимость представляет собой кривую линию с плоским фронтом в области лазерного воздействия с небольшой плотностью энергии, обозначенного буквой Е, и в области сильного лазерного воздействия, обозначенного буквой L; а в области среднего лазерного воздействия в виде кривой с резким подъемом, обозначенного буквой G. Приведенные на Фиг.5 значения действительны для лазера на парах меди, воздействующего на алюминий, описанные в патенте DE-OS 4412443.Figure 5 shows the dependence of the thickness of the surface layer material evaporated by the laser beam in microns (micrometers) as a result of exposure to the laser (energy density × emission time) in J / cm 2. The dependence is a curved line with a flat front in the region of laser irradiation with a small energy density indicated by the letter E, and in the region of strong laser irradiation indicated by the letter L; and in the region of average laser irradiation in the form of a sharp rise curve, indicated by the letter G. The values shown in FIG. 5 are valid for a copper vapor laser acting on aluminum, as described in DE-OS 4412443.
Для лазера на парах меди и алюминия в качестве обрабатываемого материала область Е заканчивается и начинается область воздействия G при плотности энергии, равной приблизительно 1 Дж/см2, а конец области G и начало области L расположено при ≈250 Дж/см2. До лазерного воздействия ≈1 Дж/см2 снятие слоя алюминия лежит в районе 1 мкм, область воздействия Е, а в области воздействия L с плотностью энергии лазерного излучения свыше 250 Дж/см2 снятие слоя алюминия составляет ≈80 мкм.For a copper and aluminum vapor laser, as a processed material, region E ends and the impact region G begins at an energy density of approximately 1 J / cm 2 , and the end of region G and the beginning of region L is located at ≈250 J / cm 2 . Before the laser irradiation ≈1 J / cm 2, the removal of the aluminum layer lies in the region of 1 μm, the impact area is E, and in the area of exposure L with the laser energy density of more than 250 J / cm 2, the removal of the aluminum layer is ≈80 μm.
Лазер эксплуатируется согласно изобретению в областях Е и L с плоским видом кривой, так как в этих диапазонах наблюдается слабое влияние изменения плотности энергии лазерного излучения, которые возникают, например, за счет изменения расстояния между лазерной фокусирующей головкой и обрабатываемой поверхностью из-за вибраций, на величину снятия слоя. Следовательно, контролируемое и точное придание формы становится более технологически воспроизводимым. Область воздействия Е с низкой интенсивностью лазерного луча является предпочтительной для "чистового" полирования поверхности.The laser is operated according to the invention in regions E and L with a flat curve, since in these ranges there is little influence of changes in the energy density of laser radiation, which occur, for example, due to changes in the distance between the laser focusing head and the surface being processed due to vibrations, on the amount of removal of the layer. Consequently, controlled and precise shaping becomes more technologically reproducible. The area of impact E with a low intensity of the laser beam is preferred for "polishing" the surface.
В упомянутых способах полирования металлической поверхности производительность обработки не удовлетворяет современным требованиям промышленности и не превышает 5,0 см2/мин.In the aforementioned methods for polishing a metal surface, the processing productivity does not meet modern industry requirements and does not exceed 5.0 cm 2 / min.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является «Способ выравнивания и полирования или структурирования поверхностей с помощью модулированного лазерного излучения», описанный в немецком патенте № DE 10342750 20030916. Способ предусматривает две стадии обработки поверхности.Closest to the technical nature of the claimed method is the "Method of leveling and polishing or structuring surfaces using modulated laser radiation" described in German patent No. DE 10342750 20030916. The method involves two stages of surface treatment.
На первой стадии применяется непрерывное или импульсное лазерное излучение с большой продолжительностью длительности импульса 2100 мкс (микросекунда), при котором происходит расплавление поверхностного слоя на глубину от 5 до 500 мкм, предпочтительнее от 10 до 80 мкм. При этом предпочтительная мощность луча лазера составляет от 70 до 140 Вт.In the first stage, continuous or pulsed laser radiation is used with a long pulse duration of 2100 μs (microsecond), during which the surface layer is melted to a depth of 5 to 500 μm, more preferably from 10 to 80 μm. In this case, the preferred laser beam power is from 70 to 140 watts.
На второй стадии обработки применяется преимущественно импульсное лазерное излучение, позволяющее испарять поверхностный слой толщиной до 5 мкм.In the second processing stage, pulsed laser radiation is used predominantly, which allows the surface layer to be evaporated up to 5 microns thick.
На первой и второй стадиях обработка поверхности производится путем сканирования лазерного луча в пределах от 100 до 1000 мкм в параллельных плоскостях с перекрытием лазерного луча.In the first and second stages, surface treatment is performed by scanning the laser beam in the range from 100 to 1000 microns in parallel planes with the overlap of the laser beam.
Способ предусматривает также модуляцию лазерного излучения в соответствии с волнистостью или синусообразностью обрабатываемой поверхности, при которой период изменения интенсивности лазерного излучения располагается в противофазе волнистости обрабатываемой поверхности, что позволяет снизить высоту неровностей и повысить чистоту поверхности.The method also provides for modulating the laser radiation in accordance with the undulation or sinus shape of the treated surface, in which the period of change in the intensity of the laser radiation is in antiphase of the undulation of the treated surface, which allows to reduce the height of the irregularities and improve the surface cleanliness.
Обеспечение синхронизации модуляции лазерного излучения в соответствии с синусообразностью поверхности является достаточно сложной и трудоемкой задачей. Сначала сканируют предназначенную для обработки поверхность и вводят данные по шероховатости поверхности в компьютер, а затем компьютер управляет модуляцией лазерного излучения в соответствии с программой согласно введенным данным, при которой максимальная интенсивность лазерного излучения приходится на максимальную величину шероховатости. В случае какого-либо сбоя или отклонения луча чистота поверхности не только не улучшится, а значительно ухудшится. Безусловно данный способ является достаточно сложным и дорогим.Ensuring synchronization of modulation of laser radiation in accordance with the sinusoidality of the surface is a rather complex and time-consuming task. First, the surface to be processed is scanned and the surface roughness data is input into a computer, and then the computer controls the modulation of the laser radiation in accordance with the program according to the data entered, in which the maximum intensity of the laser radiation falls on the maximum roughness value. In the event of any malfunction or deviation of the beam, the surface cleanliness will not only not improve, but will deteriorate significantly. Of course, this method is quite complicated and expensive.
Таким образом, известным способам лазерного полирования поверхности, включая и прототип, присущи общие недостатки лазерного полирования поверхности металлов, заключающиеся в том, что повышению чистоты обрабатываемой поверхности препятствует волнистость поверхности, остающаяся от воздействия сил поверхностного натяжения расплава, гидродинамического эффекта в результате интенсивного испарения, а также ограниченность производительности полирования, которая не превышает 5,0 см2/мин. Низкая производительность лазерного полирования объясняется тем, что переплав поверхностного слоя металла происходит в режиме теплопроводности, что ограничивает скорость переплава поверхности и тем, что для удаления металла используется эффект поверхностного испарения. Эти обстоятельства не позволяют достигнуть более высоких параметров полирования.Thus, the known methods of laser polishing the surface, including the prototype, have the common disadvantages of laser polishing the metal surface, namely that the surface waviness that remains from the influence of the surface tension of the melt, the hydrodynamic effect as a result of intense evaporation prevents the surface from being cleaned, and also limited polishing performance, which does not exceed 5.0 cm 2 / min. The low productivity of laser polishing is explained by the fact that the surface metal layer is remelted in the heat conduction mode, which limits the surface remelting rate and the surface evaporation effect is used to remove the metal. These circumstances do not allow to achieve higher polishing parameters.
Существует два механизма удаления (испарения) материала с поверхности (поверхностного слоя) с помощью луча лазера при полировании:There are two mechanisms for removal (evaporation) of material from a surface (surface layer) using a laser beam during polishing:
1. Механизм поверхностного испарения (сублимация) как в упомянутых аналогах.1. The mechanism of surface evaporation (sublimation) as in the mentioned analogues.
2. Механизм объемного парообразования, который, в свою очередь, подразделяется на зародышевый и флуктуационный. Какой из механизмов будет доминировать, зависит от плотности мощности лазерного излучения и толщины слоя расплава [2].2. The mechanism of volumetric vaporization, which, in turn, is divided into germinal and fluctuation. Which of the mechanisms will dominate depends on the power density of the laser radiation and the thickness of the melt layer [2].
Экспериментальные исследования показали, что присутствие вблизи поверхности металла приповерхностной лазерной плазмы оказывает существенное влияние на изменение механизма взаимодействия лазерного излучения с обрабатываемым металлом [3]. Одновременное воздействие луча лазера и приповерхностной лазерной плазмы на зону обработки позволяет создавать новые технологические способы обработки материалов, которые называются лазерно-плазменными технологиями. Лазерная плазма значительно влияет на изменение геометрических параметров поверхности, физико-химических и механических свойств поверхностного слоя металла.Experimental studies have shown that the presence of a near-surface laser plasma near a metal surface has a significant effect on the change in the mechanism of interaction of laser radiation with the metal being treated [3]. The simultaneous action of a laser beam and a near-surface laser plasma on the treatment zone allows the creation of new technological methods for processing materials, which are called laser-plasma technologies. Laser plasma significantly affects the change in the geometric parameters of the surface, the physicochemical and mechanical properties of the surface layer of the metal.
Физические процессы, происходящие при лазерно-плазменном полировании поверхности, связаны с образованием жидкой фазы расплавленного поверхностного слоя металла, протекания физических эффектов абляции и объемного парообразования, когда температура жидкой фазы металла превышает температуру кипения [2].The physical processes that occur during laser-plasma polishing of the surface are associated with the formation of the liquid phase of the molten surface layer of the metal, the occurrence of physical effects of ablation and volume vaporization, when the temperature of the liquid phase of the metal exceeds the boiling point [2].
При интенсивностях лазерного излучения, превышающих некоторое критическое значение 
На Фиг.6 представлена схема действия лазерного луча с образованием приповерхностной лазерной плазмы, на которой обозначены:Figure 6 presents a diagram of the action of the laser beam with the formation of a surface laser plasma, on which are indicated:
1 - луч лазера, 2 - фокусирующая линза, 3 - приповерхностная плазма, 4 - фокальная плоскость, 5 - жидкая фаза расплавленного металла, 6 - полируемая поверхность, 7 - обрабатываемый материал, F - фокусное расстояние между плоскостью фокусирующий линзы 2 и фокальной плоскостью 4, Dп - диаметр приповерхностной лазерной плазмы, ΔF - величина дефокусировки или геометрическое положение фокальной плоскости с энергетическим центром плазмы относительно обрабатываемой поверхности.1 — laser beam, 2 — focusing lens, 3 — surface plasma, 4 — focal plane, 5 — molten metal liquid phase, 6 — polished surface, 7 — material to be processed, F — focal length between the focusing
Задачей изобретения является упрощение алгоритма полирования поверхности, увеличение производительности полирования поверхности и снижения себестоимости технологического процесса.The objective of the invention is to simplify the algorithm for polishing the surface, increasing the productivity of polishing the surface and reducing the cost of the process.
Поставленная задача достигается за счет того, что в способе лазерно-плазменного полирования металлической поверхности, включающем воздействие непрерывного лазерного излучения на обрабатываемую поверхность, согласно изобретению над полируемой поверхностью посредством лазерного луча поджигают и непрерывно поддерживают приповерхностную лазерную плазму оптического разряда в парах металла [5] с возможностью перемещения ее энергетического центра по координатам X; Y; Z относительно обрабатываемой поверхности.The problem is achieved due to the fact that in the method of laser-plasma polishing of a metal surface, including the action of continuous laser radiation on the surface to be treated, according to the invention, the surface of the laser discharge plasma is ignited and continuously supported by a laser beam over the polished surface by means of a laser beam [5] s the ability to move its energy center along the X coordinates; Y; Z relative to the surface to be treated.
Приповерхностную лазерную плазму поджигают в парах металла при ΔF=0, что обеспечивает минимизацию энергетических затрат. Поджигание плазмы может осуществляться любым известным способом [4].The near-surface laser plasma is ignited in metal vapor at ΔF = 0, which minimizes energy costs. Plasma ignition can be carried out by any known method [4].
Перемещение энергетического центра лазерной плазмы для изменения режимов полирования производят относительно полируемой поверхности (Фиг.7) в пределах, определяемых неравенствомThe movement of the energy center of the laser plasma to change the polishing regimes is relative to the polished surface (Fig. 7) within the limits determined by the inequality
(-Dп/2<ΔF<Dп/2),(-D p / 2 <ΔF <D p / 2),
где Dп - диаметр приповерхностной лазерной плазмы оптического пробоя в парах металла.where D p is the diameter of the surface laser plasma of optical breakdown in metal vapor.
При -Dп/2<ΔF<0 энергетический центр приповерхностной лазерной плазмы оптического пробоя расположен под обрабатываемой поверхностью.When n -D / 2 <ΔF <0 surface laser energy center of an optical breakdown of the plasma is located under the work surface.
При 0<ΔF<+Dп/2 энергетический центр приповерхностной лазерной плазмы оптического пробоя расположен над обрабатываемой поверхностью.At 0 <ΔF <+ D p / 2, the energy center of the surface laser optical breakdown plasma is located above the surface to be treated.
Для упрощения изображения и изложения допускаем, что энергетический центр лазерной плазмы геометрически совпадает с центром диаметра сфокусированного луча лазера в фокальной плоскости.To simplify the image and presentation, we assume that the energy center of the laser plasma geometrically coincides with the center of the diameter of the focused laser beam in the focal plane.
Указанные пределы изменения дефокусировки луча лазера определяют наибольшую эффективность лазерно-плазменной обработки поверхности при наименьших энергетических затратах. При ΔF>Dп/2 лазерная плазма не взаимодействует с обрабатываемой поверхностью, а при ΔF<-Dп/2 происходит резкое падение глубины проплавления вследствие уменьшения плотности мощности в зоне обработки.The indicated limits for changing the defocusing of the laser beam determine the highest efficiency of laser-plasma surface treatment at the lowest energy cost. At ΔF> D p / 2, the laser plasma does not interact with the treated surface, and at ΔF <-D p / 2 there is a sharp drop in the penetration depth due to a decrease in the power density in the processing zone.
Существуют два режима лазерно-плазменного полирования поверхности: "грубое" и "чистовое".There are two modes of laser-plasma polishing of the surface: "rough" and "finishing".
«Грубое» полирование поверхности осуществляют в режиме глубокого проплавления, при котором реализуется эффект объемного парообразования, а положение энергетического центра приповерхностной лазерной плазмы оптического пробоя в парах металла относительно полируемой поверхности определяется неравенством“Coarse” polishing of the surface is carried out in the deep penetration mode, in which the effect of volumetric vaporization is realized, and the position of the energy center of the near-surface laser optical breakdown plasma in metal vapor relative to the polished surface is determined by the inequality
(-Dп/2<ΔF<0),(-D p / 2 <ΔF <0),
при этом энергетический режим лазерной обработки выбирается из условияwherein the energy regime of laser processing is selected from the condition
«Чистовое» полирование поверхности осуществляют в режиме, при котором положение энергетического центра приповерхностной лазерной плазмы оптического пробоя в парах металла относительно полируемой поверхности находится в пределах"Finishing" polishing of the surface is carried out in a mode in which the position of the energy center of the near-surface laser plasma of optical breakdown in metal vapor relative to the polished surface is within
0<ΔF<Dп/2,0 <ΔF <D p / 2,
при этом режим лазерной обработки с плотностью мощности Wp выбирается из условияwherein the laser processing mode with a power density W p is selected from the condition
где 
Wр - плотность мощности лазерного излучения, образующая приповерхностную лазерную плазму оптического разряда в парах металла;W p is the power density of laser radiation, forming a surface laser plasma of an optical discharge in metal vapor;
Точное расстояние между энергетическим центром лазерной плазмы и обрабатываемой поверхностью в режиме "чистового" полирования определяется из условия равенства давления, создаваемого силами поверхностного натяжения - σ, и давлением, оказываемым плазмой на расплав металла.The exact distance between the energy center of the laser plasma and the surface to be treated in the "fine" polishing mode is determined from the condition that the pressure created by the surface tension forces σ is equal to the pressure exerted by the plasma on the metal melt.
Толщина расплавленного слоя при «тонком» полировании находится в пределах нескольких микрон.The thickness of the molten layer during "fine" polishing is within a few microns.
Частота сканирования по оси Х в процессе лазерно-плазменного полирования определяется временем жизни плазмы без энергетической подпитки лучом лазера.The frequency of scanning along the X axis in the process of laser-plasma polishing is determined by the lifetime of the plasma without energizing the laser beam.
Скорость поперечной подачи сканирующего луча лазера по оси Y определяется частотой сканирования, диаметром пятна воздействия лазерной плазмы на полируемую поверхность, а также коэффициентом перекрытия зон обработки.The speed of the transverse feed of the scanning laser beam along the Y axis is determined by the scanning frequency, the diameter of the spot of the laser plasma on the polished surface, and also the coefficient of overlap of the treatment zones.
Изменение процесса переплава поверхностного слоя с режима теплопроводности на режим глубокого проплавления (Фиг.8) характеризуется образованием парогазового канала и высокими скоростями переплава - V (V>11 мм/с) [4]. При этом скорость переплава может увеличиваться в несколько раз (по сравнению с переплавом в режиме теплопроводности) за счет увеличения эффективного и термического коэффициента полезного действия - КПД процесса [4].The change in the process of remelting the surface layer from the heat conduction mode to the deep penetration mode (Fig. 8) is characterized by the formation of a vapor-gas channel and high remelting rates - V (V> 11 mm / s) [4]. In this case, the remelting rate can increase several times (compared with remelting in the heat conduction mode) due to an increase in the effective and thermal efficiency - the process efficiency [4].
Для образования направляющего парогазового канала температура поверхности должна превышать температуру кипения металла. Это обусловливает выбор минимального значения Wр. Ниже этого значения имеет место плавление металла в режиме теплопроводности.To form a guide vapor-gas channel, the surface temperature must exceed the boiling point of the metal. This leads to the choice of the minimum value of W p . Below this value, the metal melts in the heat conduction mode.
В заявленном способе лазерно-плазменного полирования поверхности применяется режим объемного парообразования, который позволяет испарять в единицу времени значительно больше металла при той же мощности (средней мощности) луча лазера, за счет значительного увеличения площади испаряемой поверхности и увеличения КПД процесса.In the inventive method of laser-plasma polishing of the surface, the volume vaporization mode is used, which allows one to evaporate significantly more metal per unit time at the same power (average power) of the laser beam, due to a significant increase in the area of the evaporated surface and an increase in process efficiency.
Механизм объемного парообразования отличается от поверхностного испарения. Для идеальных поглощающих сред, т.е. сред, не содержащих загрязнений, примесей, газов и микродефектов, структуры (микротрещин, пор и т.д.), выполненные оценки показывают, что объемное парообразование может иметь существенное значение для удаления вещества посредством объемного парообразования (по сравнению с поверхностным испарением) только при температурах, равных приблизительно 0,3ω/k, где ω - скрытая теплота испарения, приходящаяся на атом, k - постоянная Больцмана. Величина ω/k для типичных металлов равна десяткам тысяч градусов [2]. Необходимо отметить также, что величина 0,3 ω/k, как правило, превышает температуру кипения, но при этом необходимо обеспечить такой режим обработки, чтобы объемное парообразование не выходило на стадию процесса разрушения (капельного выноса вещества из зоны расплава), которое становится существенным при температурах, превышающих 0,3ω/k.The mechanism of volumetric vaporization is different from surface evaporation. For ideal absorbing media, i.e. media that do not contain contaminants, impurities, gases and microdefects, structure (microcracks, pores, etc.), the performed estimates show that volume vaporization can be significant for the removal of a substance by volume vaporization (compared to surface evaporation) only when temperatures equal to approximately 0.3ω / k, where ω is the latent heat of vaporization per atom, k is the Boltzmann constant. The value of ω / k for typical metals is tens of thousands of degrees [2]. It should also be noted that the value of 0.3 ω / k, as a rule, exceeds the boiling point, but it is necessary to ensure such a treatment regime that the volumetric vaporization does not reach the stage of the destruction process (drop removal of the substance from the melt zone), which becomes significant at temperatures exceeding 0.3ω / k.
Так как заметная скорость образования зародышей пара для жидкостей, не содержащих включений и пузырьков газа, требует значительных перегревов, то в реальных условиях вскипанию жидкой металлической фазы в первую очередь способствует наличие в ней газовых и усадочных раковин и пор, скопления примесей, неметаллических включений, растворенных газов [2]. Указанные и возможные другие макродефекты материала обычно называют искусственными или готовыми центрами парообразования. То есть вначале действует зародышевый механизм парообразования.Since the appreciable rate of formation of vapor nuclei for liquids that do not contain inclusions and gas bubbles requires significant overheating, under real conditions, the boiling of the liquid metal phase is primarily facilitated by the presence of gas and shrinkage shells and pores in it, accumulation of impurities, non-metallic inclusions, dissolved gases [2]. The indicated and possible other macrodefects of the material are usually called artificial or ready-made vaporization centers. That is, the germinal mechanism of vaporization first acts.
Толщина слоя расплава, в котором могут протекать процессы объемного парообразования, изменяется в зависимости от плотности мощности потока Wp, и определяется минимальным пределом в несколько микрон. Толщина слоя расплава существенна для динамики объемного парообразования, поскольку она является верхним пределом при росте закритического пузырька [2].The thickness of the melt layer, in which the processes of volumetric vaporization can occur, varies depending on the flux density of the flow W p and is determined by the minimum limit of several microns. The thickness of the melt layer is essential for the dynamics of volumetric vaporization, since it is the upper limit for the growth of a supercritical bubble [2].
Смена механизмов испарения может произойти при росте плотности мощности потока Wp или изменением толщины - h.A change in the evaporation mechanisms can occur with an increase in the flux density of the flow W p or with a change in the thickness h.
Критическая плотность мощности лазерного излучения - Wp к, при которой начинается процесс объемного парообразования, для различных толщин - h сталей приведена на фиг.9, при этом на фиг.9 имеют место следующие обозначения:The critical power density of laser radiation - W p k , at which the process of volumetric vaporization begins, for various thicknesses - h of steels is shown in Fig. 9, while in Fig. 9 the following notation is used:
ПИ - область поверхностного испарения; ОП - область объемного парообразования;PI - area of surface evaporation; OP - the area of volumetric vaporization;
8 - зародышевые пузырьки; 9 - флуктуационные пузырьки.8 - germinal vesicles; 9 - fluctuation bubbles.
Связь между Wp к и толщиной слоя h для флуктуационных механизмов парообразования характеризуется кривой 8, а для готовых зародышевых механизмов парообразования характеризуется кривой 9. Пересечение кривых 8 и 9 образует границу АВС, ниже которой (область ПИ) преобладает поверхностное испарение, а выше АВС (область ОП) основную роль играет объемное парообразование. При этом образуется парогазовый канал, в зоне которого создается давление паров испаряющихся газов, неметаллических включений и металла в десятки раз превышающих атмосферное, то есть происходящий процесс объемного парообразования протекает очень интенсивно [6].The relationship between W p к and layer thickness h for fluctuation mechanisms of vaporization is characterized by curve 8, and for ready-made nucleation mechanisms of vaporization is characterized by curve 9. The intersection of curves 8 and 9 forms the ABC boundary, below which (PI region) surface evaporation prevails, and above ABC ( region OP) the main role is played by volumetric vaporization. In this case, a vapor-gas channel is formed, in the zone of which the vapor pressure of evaporating gases, non-metallic inclusions and metal tens of times higher than atmospheric is created, that is, the process of volumetric vaporization proceeds very intensively [6].
При воздействии непрерывного лазерного излучения с Wp~(0,1-10) МВт/см2 вблизи обрабатываемой поверхности могут возникать и существовать три качественно различных состояния приповерхностной лазерной плазмы [5].Under the action of continuous laser radiation with W p ~ (0.1-10) MW / cm 2, three qualitatively different states of the near-surface laser plasma can arise and exist near the treated surface [5].
Первое состояние: для большого количества металлических материалов вначале возникает частично ионизованный поток паров металла обрабатываемого материала, так называемый эрозионный факел, ориентированный нормально к ее поверхности независимо от направления падающего лазерного излучения [5].The first state: for a large number of metallic materials, a partially ionized stream of metal vapor of the processed material, the so-called erosion torch, oriented normally to its surface, regardless of the direction of the incident laser radiation, first appears [5].
Второе состояние сопровождается оптическим пробоем паров мишени и характеризуется другим состоянием приповерхностной лазерной плазмы - оптическим разрядом в парах металла [5]. Плазма разряда в парах металла приводит к существенному возрастанию темпа нагрева обрабатываемой поверхности по сравнению с нагревом в отсутствии плазмы [2].The second state is accompanied by an optical breakdown of the target vapor and is characterized by a different state of the surface laser plasma — an optical discharge in metal vapor [5]. The discharge plasma in the metal vapor leads to a substantial increase in the rate of heating of the treated surface in comparison with heating in the absence of plasma [2].
Дальнейшее повышение мощности излучения сопровождается переходом плазмы в новое состояние - плазму оптического разряда газа. Возникновение плазмы оптического разряда в газе существенно замедляет темп нагрева по сравнению с нагревом в отсутствии плазмы [5].A further increase in the radiation power is accompanied by a transition of the plasma to a new state - the plasma of an optical gas discharge. The appearance of an optical discharge plasma in a gas significantly slows down the heating rate compared to heating in the absence of a plasma [5].
Исследования спектральных характеристик приповерхностной лазерной плазмы показали, что ее параметры в различных состояниях существенно различны [5]:Studies of the spectral characteristics of a near-surface laser plasma showed that its parameters in various states are significantly different [5]:
- эрозионный факел является струей паров обрабатываемого металла с температурой, близкой к температуре кипения материала ≈(3,5-4,5)·103 К;- the erosion torch is a vapor stream of the treated metal with a temperature close to the boiling point of the material ≈ (3.5–4.5) · 10 3 K;
- температура приповерхностной лазерной плазмы оптического разряда в парах металла составляет Тп≈(8-12)·103 К;- the temperature of the surface laser plasma of an optical discharge in metal vapor is T p ≈ (8-12) · 10 3 K;
- максимальная температура плазмы оптического разряда в газе Тm≈(20-24)·103 К.- the maximum plasma temperature of the optical discharge in the gas T m ≈ (20-24) · 10 3 K.
Приповерхностная лазерная плазма оптического разряда в парах металла не отрывается от металлической поверхности. Часть лазерной мощности, поглощаемая плазмой разряда, переизлучается в коротковолновой области спектра, причем из-за близкого расположения плазмы относительно поверхности заметная ее доля попадает в пятно фокусировки и эффективно поглощается металлом [3]. Поэтому локализованная вблизи мишени лазерная плазма увеличивает поглощаемую металлом мощность за счет передачи на нее части энергии лазерного излучения, выделившейся в плазме [5] и тем самым увеличить эффективный КПД процесса обработки.The surface laser plasma of an optical discharge in metal vapor does not detach from the metal surface. The part of the laser power absorbed by the discharge plasma is reradiated in the short-wavelength region of the spectrum, and due to the close position of the plasma relative to the surface, its noticeable fraction falls into the focusing spot and is effectively absorbed by the metal [3]. Therefore, a laser plasma localized near the target increases the power absorbed by the metal by transferring to it a part of the laser radiation energy released in the plasma [5] and thereby increase the effective efficiency of the processing process.
Разряд в окружающем газе практически полностью поглощает лазерное излучение и из-за значительной удаленности зоны энерговыделения от мишени в этом случае поглощаемая в разряде мощность не может эффективно передаваться на металл, и данный режим не применяется для полирования.The discharge in the surrounding gas almost completely absorbs laser radiation and, due to the considerable distance of the energy release zone from the target, in this case, the power absorbed in the discharge cannot be effectively transferred to the metal, and this mode is not used for polishing.
Плотности мощности непрерывного лазерного излучения с длиной волны λ=10,6 мкм, необходимые для возникновения приповерхностной лазерной плазмы [5]:Power densities of continuous laser radiation with a wavelength of λ = 10.6 μm, necessary for the appearance of a near-surface laser plasma [5]:
При этом порог поджигания оптического разряда в газе превышает порог его стационарного поддержания [2, 5].In this case, the threshold of ignition of an optical discharge in a gas exceeds the threshold of its stationary maintenance [2, 5].
Значения , 
Описание иллюстрируется следующими чертежами.The description is illustrated by the following drawings.
Фиг.1. Профиль поверхности, полученный после механической обработки.Figure 1. Surface profile obtained after machining.
Фиг.2. Профиль поверхности, полученный после лазерного полирования.Figure 2. Surface profile obtained after laser polishing.
Фиг.3. Форма поверхности после лазерного проплавления без перекрытия проплавляемых дорожек (коэффициент перекрытия равен нулю).Figure 3. The surface shape after laser fusion without overlapping the fused paths (overlap coefficient is zero).
Фиг.4. Форма поверхности, получаемая после лазерного переплава поверхности с коэффициентом перекрытия, отличным от нуля.Figure 4. The surface shape obtained after laser remelting of the surface with a non-zero overlap coefficient.
Фиг.5. Зависимость величины снятия материала алюминия от плотности энергии.Figure 5. Dependence of the amount of removal of aluminum material on energy density.
Фиг.6. Схема положения фокуса (фокальной плоскости) при поджиге приповерхностной лазерной плазмы оптического разряда в парах металла.6. Diagram of the position of the focus (focal plane) during ignition of a surface laser plasma of an optical discharge in metal vapor.
Фиг.7. Перемещение фокальной плоскости относительно обрабатываемой поверхности при лазерно-плазменном полировании поверхности.7. Moving the focal plane relative to the surface to be treated with laser-plasma polishing of the surface.
Фиг.8. Геометрия формы проплавления при глубоком проплавлении обрабатываемой поверхности.Fig. 8. The geometry of the form of penetration with deep penetration of the treated surface.
Фиг.9. Зависимость соотношения между критической плотностью мощности лазерного излучения 
Фиг.10. Положение фокальной плоскости, при которой происходит уравновешивание давления сил поверхностного натяжения и давления, создаваемого лазерной плазмой.Figure 10. The position of the focal plane at which the pressure of the surface tension forces is balanced with the pressure created by the laser plasma.
Фиг.11. Схема "чистового" лазерно-плазменного полирования поверхности.11. The scheme of "finish" laser-plasma polishing of the surface.
Фиг.12. Схема сканирования лазерного луча по поверхности обрабатываемой детали при ее полировании.Fig. 12. The scheme of scanning a laser beam on the surface of the workpiece when polishing it.
Способ реализуется следующим образом.The method is implemented as follows.
Обработку поверхности начинают с поджигания приповерхностной лазерной плазмы оптического разряда в парах металла.Surface treatment begins with the ignition of a surface laser plasma of an optical discharge in metal vapor.
Для этого луч лазера с плотностью мощности Wp, определяемой неравенством
Затем производят «грубое» полирование поверхности.Then produce “rough” polishing of the surface.
В режиме «грубого» полирования фокус лазерного луча перемещают вглубь обрабатываемой поверхности (Фиг.8) таким образом, что геометрическое положение энергетического центра располагается в пределах (-Dп/2<ΔF<0) относительно полируемой поверхности. При этом часть лазерного излучения проходит сквозь ионизованные пары металла и реализует режим глубокого (кинжального) проплавления поверхности на заданную глубину, который характеризуется образованием парогазового канала, через который происходит удаление вещества за счет эффекта объемного парообразования.In the "coarse" polishing mode, the focus of the laser beam is moved deep into the surface to be treated (Fig. 8) so that the geometric position of the energy center is within (-D p / 2 <ΔF <0) relative to the polished surface. In this case, part of the laser radiation passes through the ionized metal vapors and implements the deep (dagger) penetration of the surface to a predetermined depth, which is characterized by the formation of a vapor-gas channel through which the substance is removed due to the effect of volume vaporization.
Энергетический режим "грубого" полирования поверхности выбирается из условияThe energy regime of "rough" surface polishing is selected from the condition
Режим "грубого" полирования осуществляют путем последовательного сканирования лазерным лучом обрабатываемой поверхности (Фиг.12) с коэффициентом перекрытия, отличным от нуля, то есть чтобы наблюдалось перекрытие зоны расплава металла на обрабатываемой поверхности. Режим "грубого" полирования может осуществляться за один или несколько проходов в зависимости от исходной чистоты обрабатываемой поверхности и требований окончательной чистоты, а производительность полирования определяется мощностью луча лазера и составляет более 20 см2/мин.The "coarse" polishing mode is carried out by sequentially scanning the treated surface with a laser beam (Fig. 12) with a non-zero overlap coefficient, that is, that an overlap of the molten metal zone on the treated surface is observed. The coarse polishing mode can be carried out in one or several passes, depending on the initial cleanliness of the treated surface and the requirements for final cleanliness, and the polishing performance is determined by the laser beam power and is more than 20 cm 2 / min.
"Чистовое" полирование предназначено для окончательного выравнивания профиля поверхности."Finishing" polishing is intended for the final alignment of the surface profile.
Режим "чистового" полирования поверхности характеризуется созданием приповерхностной лазерной плазмы оптического разряда в парах металла и расположением ее энергетического центра на расстоянии от полируемой поверхности (Фиг.11), определяемой неравенством 0<ΔF<Dп/2.The regime of "finish" polishing of the surface is characterized by the creation of a surface laser plasma of an optical discharge in metal vapor and the location of its energy center at a distance from the polished surface (Fig. 11), defined by the inequality 0 <ΔF <D p / 2.
Энергетический режим лазерного "чистового" полирования поверхности выбирают из условияThe energy mode of the laser "finishing" polishing of the surface is chosen from the condition
При этом скорость сканирования лазерного луча из одного крайнего положения в другое не должна превышать времени существования лазерной плазмы для того, чтобы в процессе обработки постоянно поддерживать ее существование. Характерной особенностью воздействия данной плотности мощности лазерного излучения в режиме сканирования являются:In this case, the scanning speed of the laser beam from one extreme position to another should not exceed the lifetime of the laser plasma in order to constantly maintain its existence during processing. A characteristic feature of the effect of a given laser power density in the scanning mode is:
а) изменение формы проплавления, она принимает геометрическую форму, характерную для источников с равномерным распределением мощности по пятну нагрева, т.е. отсутствует характерный для высококонцентрированных источников энергии максимум глубины проплавления; толщина расплавленного слоя находится на уровне нескольких мкм;a) a change in the form of penetration, it takes the geometric shape characteristic of sources with a uniform distribution of power over the heating spot, i.e. there is no maximum penetration depth characteristic of highly concentrated energy sources; the thickness of the molten layer is at the level of several microns;
б) плотная плазма приповерхностного оптического разряда в парах металла препятствует образованию в расплаве парогазового канала, следовательно, исключается механизм тепло- и массопереноса, обусловленный реакцией струи параметров металла;b) a dense plasma near-surface optical discharge in metal vapor prevents the formation of a vapor-gas channel in the melt, therefore, the heat and mass transfer mechanism due to the reaction of the jet of metal parameters is excluded;
в) давление, создаваемое приповерхностной лазерной плазмой, препятствует силам поверхностного натяжения придать жидкой фазе металла форму полусферы, где размер «В» обозначает величину шероховатости поверхности 10 до "чистовой" лазерной обработки, а размер «в» обозначает величину шероховатости поверхности 11 после чистовой лазерной обработки. Размеры «Т» обозначают шаг сканирования лазерного луча при обработке в режиме "грубого" полирования поверхности.c) the pressure created by the surface laser plasma prevents the surface tension forces from giving the liquid phase of the metal a hemisphere shape, where size “B” indicates the surface roughness of
Точное расстояние между энергетическим центром лазерной плазмы и обрабатываемой поверхностью определяется условием равенства давления, создаваемого силами поверхностного натяжения - σ и давлением, оказываемым плазмой на расплав металла, что исключает возможность жидкой фазе приобретать полусферическую форму под действием сил поверхностного натяжения. Вследствие этого шероховатость обработанной поверхности получается значительно ниже по сравнению с традиционными методами лазерного полирования поверхности.The exact distance between the energy center of the laser plasma and the surface to be treated is determined by the condition that the pressure created by the surface tension forces σ and the pressure exerted by the plasma on the metal melt are equal, which eliminates the possibility of the liquid phase acquiring a hemispherical shape under the influence of surface tension forces. As a result, the roughness of the treated surface is significantly lower compared to traditional methods of laser polishing the surface.
Режим «чистового» полирования осуществляют путем последовательного сканирования лазерным лучом обрабатываемой поверхности (Фиг.12) с коэффициентом перекрытия, отличным от нуля, чтобы наблюдалось перекрытие зоны расплава металла на обрабатываемой поверхности.The mode of "finish" polishing is carried out by sequentially scanning the treated surface with a laser beam (Fig. 12) with a non-zero overlap coefficient so that there is overlap of the metal melt zone on the treated surface.
Производительность «чистового» полирования поверхности составляет не менее 103 см2/мин.The performance of “finishing” polishing of the surface is at least 10 3 cm 2 / min.
Достигнутый технический результат заключается в том, что за счет использования лазерной плазмы значительно упрощается алгоритм процесса полирования поверхности, качество полирования практически не зависит от вибрации луча лазера, например при применении роботов, повышается класс чистоты полируемой поверхности, возрастает производительность полирования поверхности и снижается себестоимость технологического процесса полирования поверхности, так как используется одна лазерная установка. Кроме того, отсутствует необходимость предварительного сканирования поверхности и введения геометрического профиля шероховатости поверхности в память компьютера, а также для обеспечения дальнейшего процесса полирования, синхронизации изменения энергетических параметров лазерного излучения в соответствии с изменением шероховатости поверхности.The technical result achieved is that due to the use of laser plasma, the algorithm for polishing the surface is greatly simplified, the quality of polishing is practically independent of the vibration of the laser beam, for example, when using robots, the cleanliness class of the polished surface is increased, the surface polishing performance is increased and the cost of the process is reduced polishing the surface, as one laser unit is used. In addition, there is no need to pre-scan the surface and enter the geometric profile of the surface roughness into the computer's memory, as well as to ensure the further polishing process, synchronize the change in the energy parameters of the laser radiation in accordance with the change in the surface roughness.
Способ успешно прошел промышленные испытания и полученные образцы обработанных деталей подтверждают возможность его реализации.The method has successfully passed industrial tests and the obtained samples of machined parts confirm the possibility of its implementation.
Источники информацииInformation sources
1. A.Bestenlehrer / Innovatives Laserbeit - ungsverfahren von Metalloberflachen. Laser magazsin №3, 10.06.2002, с.37.1. A. Bestenlehrer / Innovatives Laserbeit - ungsverfahren von Metalloberflachen. Laser magazsin No. 3, 06/10/2002, p. 37.
2. Н.Н.Рыкалин, А.А.Углов, И.В.Зуев, А.Н.Кокора. Лазерная и электронно-лучевая обработка материалов. М.: Машиностроение. 1985. - 496 с.2. N.N. Rykalin, A.A. Uglov, I.V. Zuev, A.N. Kokora. Laser and electron beam processing of materials. M .: Engineering. 1985 .-- 496 p.
3. Прохоров A.M., Конов В.И. Взаимодействие лазерного излучения с металлами. Москва. Наука. 1988. - 537 с.3. Prokhorov A.M., Konov V.I. The interaction of laser radiation with metals. Moscow. The science. 1988 .-- 537 p.
4. Григорьяц А.Г. Основы лазерной обработки материалов. - М.: Машиностроение, 1989. - 304 с.4. Grigoryats A.G. Fundamentals of laser processing of materials. - M.: Mechanical Engineering, 1989 .-- 304 p.
5. Даньщиков Е.В., Дымшаков В.А. и др. // Известия. Академик наук СССР, сер. физическая, 1985, т.49, №4, с.811 - 827.5. Danshchikov EV, Dymshakov VA and others // News. Academician of Sciences of the USSR, ser. physical, 1985, t. 49, No. 4, p. 811 - 827.
6. Введенов А.А., Гладуш Г.Г. Физические процессы при лазерной обработке материалов. - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 208 с.6. Vvedenov A.A., Gladush G.G. Physical processes during laser processing of materials. - M .: Energoatomizdat, 1985 .-- 208 p.
Claims (7)
(-Dп/2<ΔF<+Dп/2),
где Dп - диаметр приповерхностной плазмы оптического пробоя в парах металла;
ΔF - величина дефокусировки фокальной плоскости относительно обрабатываемой поверхности.2. The method according to claim 1, characterized in that the movement of the energy center of the laser plasma relative to the polished surface to change the polishing conditions is carried out within the limits determined by the inequality
(-D p / 2 <ΔF <+ D p / 2),
where D p is the diameter of the surface plasma of optical breakdown in metal vapor;
ΔF is the defocusing value of the focal plane relative to the surface to be treated.
где
Where
где
Where
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007149070/02A RU2381094C2 (en) | 2007-12-25 | 2007-12-25 | Method of laser-plasma polishing of metallic surface |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007149070/02A RU2381094C2 (en) | 2007-12-25 | 2007-12-25 | Method of laser-plasma polishing of metallic surface |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2007149070A RU2007149070A (en) | 2009-06-27 |
| RU2381094C2 true RU2381094C2 (en) | 2010-02-10 |
Family
ID=41026898
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007149070/02A RU2381094C2 (en) | 2007-12-25 | 2007-12-25 | Method of laser-plasma polishing of metallic surface |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2381094C2 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2447012C1 (en) * | 2010-10-28 | 2012-04-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Method of producing steel nanostructured surface by laser-induced plasma processing |
| RU2502588C2 (en) * | 2011-04-05 | 2013-12-27 | Общество с ограниченной ответственностью Вятское машиностроительное предприятие "Лазерная техника и технологии" | Method of pulse laser building up of metals |
| RU2532657C1 (en) * | 2013-06-13 | 2014-11-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Производственно-техническое объединение "МЕДТЕХНИКА" (ООО "ПТО "МЕДТЕХНИКА") | Method for sharpening of cutting edge of microscissors |
| RU2597447C2 (en) * | 2014-12-12 | 2016-09-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Laser method for production of functional coatings |
| RU2619543C1 (en) * | 2016-05-13 | 2017-05-16 | ФАНО России Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт сильноточной электроники Сибирского отделения Российской академии наук (ИСЭ СО РАН) | Pulse electron-beam metal product surface polishing method |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL420430A1 (en) | 2017-02-09 | 2018-08-13 | General Electric Company | Qualification of the processes of cold plastic working and polishing |
| CN110412666A (en) * | 2018-04-28 | 2019-11-05 | 福州高意光学有限公司 | A kind of production method and application of microarray optical element mold |
-
2007
- 2007-12-25 RU RU2007149070/02A patent/RU2381094C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2447012C1 (en) * | 2010-10-28 | 2012-04-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Method of producing steel nanostructured surface by laser-induced plasma processing |
| RU2502588C2 (en) * | 2011-04-05 | 2013-12-27 | Общество с ограниченной ответственностью Вятское машиностроительное предприятие "Лазерная техника и технологии" | Method of pulse laser building up of metals |
| RU2532657C1 (en) * | 2013-06-13 | 2014-11-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Производственно-техническое объединение "МЕДТЕХНИКА" (ООО "ПТО "МЕДТЕХНИКА") | Method for sharpening of cutting edge of microscissors |
| RU2597447C2 (en) * | 2014-12-12 | 2016-09-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Laser method for production of functional coatings |
| RU2619543C1 (en) * | 2016-05-13 | 2017-05-16 | ФАНО России Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт сильноточной электроники Сибирского отделения Российской академии наук (ИСЭ СО РАН) | Pulse electron-beam metal product surface polishing method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2007149070A (en) | 2009-06-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2381094C2 (en) | Method of laser-plasma polishing of metallic surface | |
| Zhou et al. | Enhancement of laser ablation via interacting spatial double-pulse effect | |
| Hanon et al. | Experimental and theoretical investigation of the drilling of alumina ceramic using Nd: YAG pulsed laser | |
| Salleo et al. | Machining of transparent materials using an IR and UV nanosecond pulsed laser | |
| Zhou et al. | Experimental study on laser microstructures using long pulse | |
| Patterson et al. | A review of high energy density beam processes for welding and additive manufacturing applications | |
| Sobih et al. | Elimination of striation in laser cutting of mild steel | |
| Sciti et al. | Laser-induced surface drilling of silicon carbide | |
| JP2718795B2 (en) | Method for fine processing of work surface using laser beam | |
| JP2008515643A (en) | Hard material processing apparatus and processing method using laser having irradiance in the range of 106 to 109 Wcm-2 and repetition rate in the range of 10 to 50 kHz | |
| Charee et al. | Laser ablation of silicon in water at different temperatures | |
| Da Silva et al. | Vertical laser metal wire deposition of Al-Si alloys | |
| Lallemand et al. | Grooving by Nd: YAG laser treatment | |
| RU2641444C2 (en) | Method of mechanical processing of steel casting with fragmentation of chips | |
| Dong-Gyu et al. | Influence of process parameters on drilling characteristics of Al 1050 sheet with thickness of 0.2 mm using pulsed Nd: YAG laser | |
| He et al. | Recast-free helical drilling of fused silica using SHG picosecond laser pulses | |
| Chen et al. | An evolving model of surface profile produced by nanosecond laser ablation on aluminum alloy | |
| Singh et al. | Review on laser beam machining process parameter optimization | |
| Copley et al. | Shaping materials with lasers | |
| Steen et al. | Laser cutting, drilling and piercing | |
| Sezer | Continuous Wave Fibre Laser Drilling of High Aspect Ratio Holes in Ni-based Alloys. | |
| Gu et al. | Dual-path micro-holes process for 0Cr17Ni7Al stainless steel thin plate with picosecond laser | |
| Wuttisarn et al. | Laser micromachining of titanium alloy in water with different temperatures | |
| Deepu et al. | Investigations into morphology and surface integrity of micro-hole during femtosecond laser drilling of titanium alloy | |
| Smurov et al. | Laser assisted machining |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20101226 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20130620 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20161226 |