[发明专利]一种激光修复与抛光陶瓷零件的方法

摘要

本发明公开了一种激光修复与抛光陶瓷零件的方法，包括清洗陶瓷零件，将陶瓷零件装配至三维移动平台；扫描所述陶瓷零件的表面轮廓，将所扫描的轮廓模型与标准模型相对比，划分出所述陶瓷零件表面的刻蚀区、抛光区、烧结区；利用准分子激光设备加工所述刻蚀区；对烧结区进行预置送粉，利用长波长激光进行烧结修复；对所述烧结区进行粗抛光；进行加工区整体抛光；扫描所述陶瓷零件的表面粗糙度，完成准分子激光抛光过程。本方法可控性好，便于实现自动化生产，能够实现微区的精密加工，对任何曲面、任意部位进行处理，显著降低对陶瓷基体的影响，保证零件修复与抛光的精度、质量和效率。

主权项

1.一种激光修复与抛光陶瓷零件的方法，包括以下步骤：S1清洗陶瓷零件，将陶瓷零件装配至三维移动平台；S2扫描所述陶瓷零件的表面轮廓(1)，将所扫描的轮廓模型与标准模型(2)相对比，划分出所述陶瓷零件表面的刻蚀区(3)、抛光区(4)、烧结区(5)；S3利用准分子激光设备(6)加工所述刻蚀区；S4对所述烧结区进行预置送粉，利用长波长激光设备(10)进行烧结修复；S5利用准分子激光设备(6)对所述烧结区进行粗抛光；S6利用准分子激光设备(6)进行加工区整体抛光；S7扫描所述陶瓷零件的表面粗糙度，如果粗糙度不满足要求，则返回S6，如果粗糙度满足要求，则完成准分子激光抛光过程；其中，S1包括：清洗陶瓷零件，将清洗后的陶瓷零件装卡到三维移动平台，通过三维移动平台的移动实现所述陶瓷零件与扫描探头、激光束和送粉装置的相对移动；S2包括：利用显微检测单元扫描所述陶瓷零件加工区域的表面轮廓(1)，将扫描得到的轮廓模型与加工区域的标准模型(2)对比，将所述陶瓷零件表面的加工区域划分为刻蚀区(3)、抛光区(4)和烧结区(5)；S3包括：设定准分子激光设备(6)的参数，开启惰性气体保护装置(7)针对所述刻蚀区(3)材料表面的深度扩展裂纹或深孔隙，采用微区刻蚀的方式去除深度扩散裂纹或孔隙，再和烧结区(5)共同进行进一步处理，避免深度扩散裂纹或深孔隙在零件使用过程进一步扩展；S4包括：陶瓷零件的初始表面粗糙度为0.1～5μm，形位偏差不高于200μm，陶瓷的种类包括氧化铝、碳化硅、氧化锆或氮化硼，采用预置送粉装置(8)，在所述烧结区(5)及刻蚀后的刻蚀区填充陶瓷粉末(9)，开启加工区域附近的预加热装置，利用长波长激光设备(10)进行粉末的微区烧结，生成填充的烧结区(11)，陶瓷粉末的主要成分与零件基体一致，粉末粒度0.1～1μm；所述长波长激光设备(10)包括YAG激光设备或CO2激光设备，并涵盖陶瓷材料能够吸收的其他波段，激光能量20～35w，粉末烧结高度10～200μm。