[发明专利]一种电子束表面微造型的动态加工方法

摘要

本发明是一种电子束表面微造型的动态加工方法，该方法是将电子束的高速扫描与工作台移动相结合，通过电子束扫描速度与工作台移动速度的匹配，实现金属材料的大面积表面形貌的制备，具有加工面积不受电子束偏转角度限制、加工表面均匀性好、连续性好、加工效率高的优点。

主权项

一种电子束表面微造型的动态加工方法，该方法是利用小功率、高品质电子束，通过电磁场控制进行扫描，按一定的扫描轨迹(1)作用于金属表面，产生几微米到几百微米的微小突起，所述扫描轨迹(1)的排列方式为常规阵列或交错阵列，常规阵列是矩阵阵列的排列方式，相邻两行扫描轨迹(1)之间的行间距相等，相邻两列扫描轨迹(1)之间的列间距相等；交错阵列是在常规阵列基础上，插入扫描轨迹(1)，插入的每一个扫描轨迹(1)位于常规阵列相邻两行和相邻两列扫描轨迹(1)中间，其特征在于：该方法依据扫描轨迹(1)的两种排列方式分别如下：1.1当扫描轨迹(1)的排列方式为常规阵列时，该方法的步骤为：1.1.1准备电子束加工设备，该设备需满足：电子束功率为10～1000W，束流直径为0.3～0.7mm，电子束的扫描速度为0.1～5m/s，工作台可由电机驱动实现横向移动，移动精度为0.1mm/s，将工件放置于工作台上；1.1.2用绘图软件编辑常规阵列，选取常规阵列的首列为常规扫描单元(2)，将常规扫描单元(2)上传到电子束加工设备的控制系统中；1.1.3启动电子束加工设备，按常规扫描单元(2)的轨迹在工件表面待加工区的一端开始扫描，同时工作台横向移动，使电子束的扫描移向工件表面待加工区的另一端，电子束扫描速度u和工作台移动速度v应满足以下关系式u/v=L/x其中：L为常规扫描单元(2)的长度，x为工件表面加工后相邻两列微小突起之间的距离；1.2当扫描轨迹(1)的排列方式为交错阵列时，该方法的步骤为：1.2.1准备电子束加工设备，该设备需满足：电子束功率为10～1000W，束流直径为0.3～0.7mm，电子束的扫描速度为0.1～5m/s，工作台可由电机驱动实现横向移动，移动精度为0.1mm/s，将工件放置于工作台上；1.2.2用绘图软件编辑交错阵列，该交错阵列相邻两列之间的距离d应满足以下关系式d<0.5x其中：x为工件表面加工后相邻两列微小突起之间的距离；1.2.3选取交错阵列前端N列为交错扫描单元(3)，其中，N>1，N的取值为可通过平移复制形成该交错阵列的列数的最小值，将交错扫描单元(3)上传到电子束加工设备的控制系统中；1.2.4启动电子束加工设备，按交错扫描单元(3)的轨迹在工件表面待加工区的一端开始扫描，同时工作台横向移动，使电子束的扫描移向工件表面待加工区的另一端，电子束扫描速度u和工作台移动速度v应满足以下关系式u/v=L/x式中：L为交错扫描单元(3)每一列的长度，x为工件表面加工后相邻两列微小突起之间的距离。