第十四届全国表面工程大会

288 / 2022-09-28 10:45:51

脉冲能量对飞秒激光冲击强化纯铜表面完整性的影响研究

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飞秒激光冲击强化技术具有冲击波压力高、热影响小、能量利用率高、工艺灵活等特点，能够解决传统纳秒激光冲击金属表面完整性差、难以加工复杂形状零件等问题，在金属微构件表面改性方面优势显著。本文以商业纯铜为研究对象，在不使用牺牲层和约束层的前提下，直接在空气中实施飞秒激光冲击强化，并详细研究了激光脉冲能量对材料表面形貌、微观结构、表面残余应力及显微硬度等的影响规律。结果表明，飞秒激光冲击强化技术能够显著提高材料的表面残余压应力和显微硬度水平，纳米压痕结果显示强化层深度约为5 µm。低脉冲能量时，材料表面形成规则凹坑形貌，塑性变形、晶粒细化和残余压应力共同引起表面强化；高脉冲能量时，表面氧化加剧，出现宏观波纹状结构，强化效果减弱。