氧化鋯陶瓷板的激光切割質(zhì)量研究.pdf

1、氧化鋯陶瓷熔點高、硬度大、耐腐蝕、抗熱震性能良好、導(dǎo)熱系數(shù)和摩擦系數(shù)低，在汽車、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域應(yīng)獲得了廣泛的應(yīng)用。采用激光切割過程中存在重鑄層、掛渣和條紋等質(zhì)量缺陷，其難點在于如何對氧化鋯陶瓷板進行高質(zhì)量激光切割。目前關(guān)于氧化鋯陶瓷的激光切割取得了一定的成果，但所獲得的結(jié)論多通過對激光切割工藝參數(shù)進行優(yōu)化。本文采用Nd-YAG脈沖激光切割了0.8mm、1.0mm、1.5mm和3mm厚度的氧化鋯陶瓷板，闡述了氣熔比、板厚、熔化物顆粒和切割

2、質(zhì)量之間的關(guān)系。
　　氧化鋯陶瓷板激光切割主要去除形態(tài)為熔化和氣化，采用一種基于氣熔比控制的激光精密切割方法，研究了氣熔比和板厚對激光切割氧化鋯陶瓷板質(zhì)量的影響，即氣熔比對切縫質(zhì)量，切面條紋形貌及粗糙度的影響。對氣熔比為0.099，0.160，0.184和0.202的4組試件進行觀測，發(fā)現(xiàn)提高氣熔比可明顯改善切縫質(zhì)量，增大切面條紋光滑區(qū)長度和條紋波長，切面粗糙度由6.969μm降低到2.482μm。同時對板厚為0.8mm，1 mm

3、，1.5mm，3mm的4組試件進行觀測，隨著板厚的增加，氣熔比減小，切縫質(zhì)量降低，切面粗糙度由2.287μm增加到5.946μm。板厚為0.8mm，1.0mm時，切面為較光滑的周期性條紋;板厚為1.5mm時，切面呈現(xiàn)為兩個區(qū)域，即光滑區(qū)和粗糙區(qū);當板厚增加到3mm時，切面呈現(xiàn)三個區(qū)域即光滑區(qū)、粗糙區(qū)和鱗狀層疊區(qū)。綜合研究氣熔比和板厚可以加深對激光切割機理的認識，為提高氧化鋯陶瓷板的激光切割質(zhì)量提供理論與實驗依據(jù)。
　　激光切割過程

4、中熔化材料的去除形式對切割質(zhì)量有很大的影響，為了加深對材料去除機理的理解，設(shè)計了一套加工裝置對氧化鋯陶瓷板激光切割的熔化物顆粒進行收集，采用Imagine-Pro Pluse(IPP)圖像處理軟件對熔化物顆粒的形態(tài)（數(shù)量、形狀、平均直徑、標準差及其分布情況）進行研究。通過氣熔比控制的方法，對板厚分別為0.8mm，1mm，1.5mm，3mm的氧化鋯陶瓷板進行激光切割實驗。實驗結(jié)果表明:不同板厚參數(shù)下，球形熔化物顆粒所占百分比范圍為99.2