專利名稱：：帶涂層鈦合金激光打孔方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于激光應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別是涉及一種帶涂層鈦合金激光打孔方法；主要應(yīng)用于航空發(fā)動機帶涂層(涂層材料底層為鎳-鋁，面層材料為三氧化鋁二氧化鈦)鈦合金(TC11)零件的小孔成型。
背景技術(shù)：
：目前，加工小孔的方法有兩種1、電火花加工；2、鉆削加工。其中，電火花加工方法要求其加工的材料具有導(dǎo)電性；由于三氧化鋁二氧化鈦涂層材料不導(dǎo)電，所以無法應(yīng)用該方法進行帶涂層鈦合金打孔。而鉆削加工方法在鉆削過程中，刀具與零件之間會產(chǎn)生巨大的作用力，極易使涂層脫落。而且，加工直徑在2mm以下的小孔時，因鉆頭過細(xì)，鉆頭容易折斷，使零件尺寸超差，甚至導(dǎo)致零件報廢。
發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種可有效防止小孔周圍涂層的脫落，保證加工質(zhì)量，提高加工效率；而且可加工直徑在0.3mm以上的小孔的帶涂層鈦合金激光打孔方法。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案，一種帶涂層鈦合金激光打孔方法，包括如下步驟步驟一將帶涂層鈦合金固定在激光設(shè)備的工作臺上，使激光設(shè)備的激光發(fā)射頭對準(zhǔn)帶涂層鈦合金的預(yù)打孔位置；步驟二根據(jù)帶涂層鈦合金的厚度設(shè)定激光設(shè)備的參數(shù)；步驟三向預(yù)打孔位置釋放惰性氣體氬氣；步驟四啟動激光設(shè)備，由激光設(shè)備向帶涂層鈦合金的預(yù)打孔位置發(fā)射激光束。步驟一中所述的將帶涂層鈦合金固定在激光設(shè)備的工作臺上，在固定時，將帶涂層鈦合金的無涂層表面面向激光設(shè)備的激光發(fā)射頭。步驟二中所述的設(shè)定激光設(shè)備的參數(shù)的方法，包括如下步驟步驟一根據(jù)鈦合金材料的厚度和公式(1)，確定激光設(shè)備參數(shù)中的能量，E=16VF(1)式中，E——能量，單位焦耳，H——鈦合金材料的厚度，單位毫米；步驟二根據(jù)步驟一中確定的激光設(shè)備參數(shù)中的能量和公式(2)，確定激光設(shè)備參數(shù)中的激光發(fā)射頻率，式中，E——能量，單位焦耳，P——激光設(shè)備的平均功率，為常量，與機床有關(guān)，單位瓦，F(xiàn)——激光發(fā)射頻率，即每秒鐘發(fā)射激光的次數(shù)，單位Hz;步驟三根據(jù)步驟二中確定的激光設(shè)備參數(shù)中的激光發(fā)射頻率和公式(3)，確定激光設(shè)備參數(shù)中的進給率，f=60aF(3)式中，f——進給率，單位mm/min，a——激光進給步長，為常量，取a"0.lmm，F(xiàn)——激光發(fā)射頻率，單位Hz;步驟四設(shè)定激光設(shè)備參數(shù)中的波寬為0.3-0.5ms;步驟五調(diào)整激光設(shè)備參數(shù)中的Hgt^，使激光設(shè)備的平均功率的值為255W。本發(fā)明的有益效果利用本發(fā)明的激光打孔方法對帶涂層鈦合金進行打孔，可有效防止打孔時小孔周圍涂層的脫落，保證了加工質(zhì)量，提高了加工效率。并且解決了在帶涂層鈦合金上加工直徑在2mm以下小孔的難題。另外，本發(fā)明的激光打孔方法的加工時間短、精度高、可控性好。經(jīng)試驗證明利用本發(fā)明的激光打孔方法加工的小孔質(zhì)量好，而且小孔周圍涂層表面良好，無脫落。圖1是本發(fā)明的帶涂層鈦合金激光打孔的示意圖；圖中，1-涂層，2-鈦合金薄板，3-激光束，4-激光發(fā)射頭。具體實施例方式技術(shù)要求在一塊帶涂層鈦合金薄板上加工一個直徑為1mm的小孔，所述的鈦合金薄板的厚度為4mm，鈦合金薄板的一個表面上有涂層；涂層的厚度為0.3mm，涂層材料底層為鎳鋁，面層材料為三氧化鋁二氧化鈦，所述的鈦合金為TCll。在所述的帶涂層鈦合金薄板上進行激光打孔的方法，包括如下步驟步驟一將帶涂層鈦合金薄板固定在激光設(shè)備的工作臺上，在固定時，將帶涂層鈦合金薄板的無涂層表面面向激光設(shè)備的激光發(fā)射頭，如圖1所示；并使激光設(shè)備的激光發(fā)射頭對準(zhǔn)帶涂層鈦合金薄板的預(yù)打孔位置；步驟二根據(jù)帶涂層鈦合金薄板的厚度設(shè)定激光設(shè)備的參數(shù)；利用設(shè)定激光設(shè)備的參數(shù)的方法設(shè)定激光設(shè)備的參數(shù)，其參數(shù)值見表1;步驟三向預(yù)打孔位置釋放惰性氣體氬氣，在惰性氣體氬氣的保護下，可防止加工部位的鈦合金受高溫氧化；步驟四啟動激光設(shè)備，由激光設(shè)備的激光發(fā)射頭向帶涂層鈦合金薄板的預(yù)打孔位置發(fā)射激光束，激光束從鈦合金薄板的無涂層表面進入，從涂層面穿出。加工后的小孔周圍涂層表面良好，無脫落，符合技術(shù)要求。其加工后的尺寸見表2。表1激光設(shè)備的參數(shù)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>表2加工后的小孔參數(shù)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>權(quán)利要求一種帶涂層鈦合金激光打孔方法，其特征在于，包括如下步驟步驟一將帶涂層鈦合金固定在激光設(shè)備的工作臺上，使激光設(shè)備的激光發(fā)射頭對準(zhǔn)帶涂層鈦合金的預(yù)打孔位置；步驟二根據(jù)帶涂層鈦合金的厚度設(shè)定激光設(shè)備的參數(shù)；步驟三向預(yù)打孔位置釋放惰性氣體氬氣；步驟四啟動激光設(shè)備，由激光設(shè)備向帶涂層鈦合金的預(yù)打孔位置發(fā)射激光束。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶涂層鈦合金激光打孔方法，其特征在于步驟一中所述的將帶涂層鈦合金固定在激光設(shè)備的工作臺上，在固定時，將帶涂層鈦合金的無涂層表面面向激光設(shè)備的激光發(fā)射頭。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶涂層鈦合金激光打孔方法，其特征在于步驟二中所述的設(shè)定激光設(shè)備的參數(shù)的方法，包括如下步驟步驟一根據(jù)鈦合金材料的厚度和公式(l)，確定激光設(shè)備參數(shù)中的能量，E=1.6#(1)式中，E——能量，單位焦耳，H——鈦合金材料的厚度，單位毫米；步驟二根據(jù)步驟一中確定的激光設(shè)備參數(shù)中的能量和公式(2)，確定激光設(shè)備參數(shù)中的激光發(fā)射頻率，式中，E——能量，單位焦耳，P——激光設(shè)備的平均功率，為常量，與機床有關(guān)，單位瓦，F(xiàn)——激光發(fā)射頻率，即每秒鐘發(fā)射激光的次數(shù)，單位Hz;步驟三根據(jù)步驟二中確定的激光設(shè)備參數(shù)中的激光發(fā)射頻率和公式(3)，確定激光設(shè)備參數(shù)中的進給率，f=60aF(3)式中，f——進給率，單位mm/min，a——激光進給步長，為常量，取a"0.lmm，F(xiàn)——激光發(fā)射頻率，單位Hz;步驟四設(shè)定激光設(shè)備參數(shù)中的波寬為0.3-0.5ms;步驟五調(diào)整激光設(shè)備參數(shù)中的Hgt^，使激光設(shè)備的平均功率的值為255W。全文摘要帶涂層鈦合金激光打孔方法，屬于激光應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域：
，主要應(yīng)用于航空發(fā)動機帶涂層(涂層材料底層為鎳-鋁，面層材料為三氧化鋁·二氧化鈦)鈦合金(TC11)零件的小孔成型。本發(fā)明提供一種可有效防止小孔周圍涂層的脫落，保證加工質(zhì)量，提高加工效率；而且可加工直徑在0.3mm以上的小孔的帶涂層鈦合金激光打孔方法。本發(fā)明包括如下步驟步驟一將帶涂層鈦合金固定在激光設(shè)備的工作臺上，使激光設(shè)備的激光發(fā)射頭對準(zhǔn)帶涂層鈦合金的預(yù)打孔位置；步驟二根據(jù)帶涂層鈦合金的厚度設(shè)置激光設(shè)備的參數(shù)；步驟三向預(yù)打孔位置釋放惰性氣體氬氣；步驟四啟動激光設(shè)備，由激光設(shè)備向帶涂層鈦合金的預(yù)打孔位置發(fā)射激光束。文檔編號B23K26/40GK101733559SQ20091024882公開日2010年6月16日申請日期2009年12月28日優(yōu)先權(quán)日2009年12月28日發(fā)明者萬秀屏,劉中華,姜雪梅,敖強,文寶林,邱兆峰,邱媛媛,陳衛(wèi)東申請人:沈陽黎明航空發(fā)動機(集團)有限責(zé)任公司