氣氛對紫外激光非晶合金盲孔加工性的影響研究*

（中國航空制造技術研究院高能束流加工技術重點實驗室，北京 100024）

近年來材料制備技術迅速發展，涌現出一大批如非晶態合金[1]、高熵合金[2]、復合材料[3]等性能優異的超材料。非晶合金因硬度大、強度高、耐腐蝕、低磁性等特點，具有很好的應用潛質，但它脆性大且受熱易晶化，常規加工方式很難加工。激光加工具有無接觸應力且不受材料硬度限制的優勢，其中以超快激光和紫外激光這兩類的熱效應最小，非常適合加工脆硬性大、難加工材料[4–5]。與超快激光相比，紫外納秒激光結構簡單、購置及維護成本低、對工作環境要求低，成為其顯著優勢。開展紫外納秒激光打孔等應用研究，分析紫外激光加工非晶合金的可行性，對非晶合金等難加工材料加工方式的擴展和補充具有積極意義。

本文以Zr–Cu 非晶合金為研究對象，使用波長355nm 的紫外納秒激光，對非晶合金進行旋切打孔，研究了不同氣氛下盲孔的加工質量和效率。然后通過XRD 衍射分析了非晶材料穩定性，同時在現有紫外納秒加工機理的研究基礎上，給出了紫外激光加工非晶合金時材料性能保持穩定的原因。

試驗方法

材料為1.2mm 厚的Zr–Cu 非晶合金，表面拋光處理，見圖1。試驗采用波長355nm、平均功率2.4W，激光脈寬240ns、輸出頻率50kHz 的紫外納秒激光光源。電腦控制激光的輸出，并且通過振鏡控制激光的掃描路徑。

不同于定點復制法的孔徑和加工質量受制于光斑大小和光斑質量，旋切法加工的孔徑可控，孔形優異[6]。……