[发明专利]陶瓷制品表面的镭射加工方法及陶瓷制品

说明书

本发明涉及一种陶瓷制品表面的镭射加工方法及陶瓷制品。陶瓷制品表面的镭射加工方法，包括以下步骤：对陶瓷制品的加工表面进行清洁；采用超快激光器对陶瓷制品的加工表面进行镭射雕刻得到预先设计的图案：采用单脉冲方式，以800mm/s‑1200mm/s的打标速度进行粗雕；采用多脉冲方式，以50mm/s‑300mm/s的打标速度进行精雕；所述超快激光器的波长为1030nm‑1064nm，脉宽为5ps‑25ps，填充距离为0.005mm‑0.1mm，镭射功率为10％‑40％；由上述方法进行表面处理后的陶瓷制品，所述陶瓷制品加工表面上图案的加工深度为3.1um‑7.8um；可使加工深度达到微米级，使加工深度更浅，陶瓷制品表面触摸手感好。

技术领域

本发明涉及激光雕刻技术领域，特别是涉及一种陶瓷制品表面的镭射加工方法及陶瓷制品。

背景技术

镭射加工，又名激光加工。就是利用高能量密度的光束，照射到材料表面，使材料汽化或发生颜色变化的加工过程。

陶瓷材料具有良好的机械和耐高温性能，已被广泛应用于冶金、化工、宇航等工业领域中，陶瓷特有的共价键和离子键结构使其具有良好的综合力学性能和机械性能。现有的陶瓷加工方法，根据加工原理的不同，分为机械加工方法、光学加工方法、电学加工方法等。

其中机械加工方法主要有车削、钻削、磨削、研磨和抛光，目前对于陶瓷的机械加工方法普遍存在着易碎裂的问题，无法满足定点、复杂结构及高精度的加工要求；电火花加工是利用电火花放电产生击穿作用进行刻蚀去除的加工过程，但对于陶瓷材料来说，其电阻率过大，利用电火花对其进行加工的难度较大，且由于陶瓷材料的熔点在上千摄氏度，致使电火花对此类材料的加工效率低下。

激光加工技术凭借其无接触、适于复杂加工等突出的优势，被广泛应用于金属、陶瓷材料的加工，激光加工过程中激光功率密度在聚焦后可达到107-1011W/cm²,因此激光对几乎所有的材料都可以进行加工，是解决各种硬脆性材料难以加工的有效途径。

然而现有的技术对陶瓷表面加工小尺寸图形(例如字符)时，由于普通的激光对陶瓷制品进行加工，激光的长脉冲宽度和低激光强度造成材料融化并持续蒸发，虽然激光束可以被聚焦成很小的光斑，但对材料的热冲击依然很大，限制了加工精度，其加工深度一般达到毫米级，导致加工深度较深，触摸手感较差。

发明内容

基于此，有必要针对目前利用激光技术对陶瓷表面进行小尺寸图案加工时，加工深度较深的问题，提供一种陶瓷制品表面的镭射加工方法。

一种陶瓷制品表面的镭射加工方法，包括以下步骤：

对陶瓷制品的加工表面进行清洁；

采用超快激光器对陶瓷制品的加工表面进行镭射雕刻得到预先设计的图案：采用单脉冲方式，以800mm/s-1200mm/s的打标速度进行粗雕；采用多脉冲方式，以50mm/s-300mm/s的打标速度进行精雕；所述超快激光器的波长为1030nm-1064nm，脉宽为5ps-25ps，填充距离为0.005mm-0.1mm，镭射功率为10％-40％。

在其中一个实施例中，所述超快激光器的波长为1064nm，脉宽为15ps，填充距离为0.03mm，镭射功率为40％。

在其中一个实施例中，所述超快激光器的波长为1030nm，脉宽为20ps，填充距离为0.005mm，镭射功率为25％。

在其中一个实施例中，所述超快激光器的波长为1045nm，脉宽为25ps，填充距离为0.08mm，镭射功率为28％。

在其中一个实施例中，所述超快激光器的波长为1030nm，脉宽为5ps，填充距离为0.1mm，镭射功率为10％。

在其中一个实施例中，所述超快激光器的重复频率为50KHZ-1000KHZ。