| 基于离子束辅助激光的硬质合金表面微织构制备方法研究 |
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| 引用本文： | 刘峰,郭旭红,韩玉杰,王呈栋,刘同舜,董帮柱,张克栋.基于离子束辅助激光的硬质合金表面微织构制备方法研究[J].表面技术,2021,50(4):103-112. |
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| 作者姓名： | 刘峰 郭旭红 韩玉杰 王呈栋 刘同舜 董帮柱 张克栋 |
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| 作者单位： | 苏州大学 机电工程学院,江苏 苏州 215131 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金项目(51905360，51805344);中国博士后科学基金面上基金(2017M621812);江苏省博士后科研资助(2018K008B) |
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| 摘 要： | 目的 解决纳秒激光所制备的硬质合金表面微织构尺寸不可控且质量较差的问题.方法 提出了离子束刻蚀与纳秒激光复合加工技术.首次采用离子束辅助激光加工在WC/Co硬质合金表面制备凹坑型微织构,研究了激光扫描速度、重复频率、脉冲宽度和刻蚀时间4种不同加工参数对微凹坑表面形貌及结构尺寸的影响,并初步预测和建立了复合加工过程中微凹坑轮廓演变模型.结果 凹坑型微织构边缘熔融物堆积量随激光重复频率的增加而增加,与扫描速度和脉冲宽度成反比,其中激光重复频率的影响最大.制备的微凹坑直径和深度可以通过改变激光重复频率和刻蚀时间来调节,使用纳秒激光以20、25、30、35 kHz重复频率加工的微凹坑经离子束刻蚀150 min后,边缘的不规则凸起高度分别由1.112、1.675、2.951、3.235μm降低至0.222、0.689、0.976、1.364μm,且刻蚀速率与激光重复频率成正比.离子束刻蚀150 min后,抛光硬质合金表面粗糙度由0.022μm增加至0.079μm,而激光织构化硬质合金表面粗糙度随刻蚀时间的增加均有所降低.结论 建立了基于离子束辅助激光的表面微织构轮廓演变模型,实现了硬质合金表面微织构的高质量可控制备.
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| 关 键 词： | 离子束辅助激光加工 WC/Co硬质合金 凹坑型微织构 加工参数 表面形貌 轮廓演变模型 |
| 收稿时间： | 2020/7/7 0:00:00 |
| 修稿时间： | 2020/8/12 0:00:00 |
Study on Fabrication Method of Micro-textures on Cemented Carbide Surface Based on Ion Beam Etching-assisted Laser |
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| LIU Feng,GUO Xu-hong,HAN Yu-jie,WANG Cheng-dong,LIU Tong-shun,DONG Bang-zhu,ZHANG Ke-dong.Study on Fabrication Method of Micro-textures on Cemented Carbide Surface Based on Ion Beam Etching-assisted Laser[J].Surface Technology,2021,50(4):103-112. |
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| Authors: | LIU Feng GUO Xu-hong HAN Yu-jie WANG Cheng-dong LIU Tong-shun DONG Bang-zhu ZHANG Ke-dong |
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| Affiliation: | Department of Mechanical and Electrical Engineering, Soochow University, Suzhou 215131, China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | ion beam etching (IBE)-assisted laser processing WC/Co cemented carbide pit-type micro-textures processing parameters surface topography profile evolution model |
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