研究目的
开发一种稳态磁场辅助的激光抛光创新方法,以突破降低表面粗糙度的瓶颈并制备更光滑的表面。
研究成果
研究表明,在连续激光抛光过程中,稳恒磁场能显著抑制熔池溢出,使表面粗糙度较初始状态降低91%以上,获得更光滑的表面。经该磁场处理后,抛光表面的显微硬度较原始表面最高提升112.5%。这些成果是在磁场强度B=0.4 T的稳恒磁场辅助下实现的。
研究不足
该研究仅限于使用S136H工具钢,在未进行进一步研究的情况下可能无法直接适用于其他材料。磁场的效果取决于其强度,在0.4 T时观察到最佳效果。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用连续波激光对工具钢表面进行抛光,分别测试有无稳恒磁场辅助的情况,以比较其对表面粗糙度的影响。
2:样本选择与数据来源:
使用S136H工具钢样本,抛光前后均进行初始粗糙度测量。
3:实验设备与材料清单:
包括连续波激光发生器、光束扩展器、扫描头、带稳恒磁场系统(PEM-150)的工艺腔室、白光干涉仪(BRUKER WYKO Contour GT-K)、纳米压痕仪(Hysitron TI 950)和扫描电子显微镜(SEM)(LYRA 3 XMU)。
4:实验流程与操作步骤:
实验采用多道次抛光,调整激光功率、扫描速度和磁场强度等参数。
5:数据分析方法:
测量表面粗糙度和显微硬度,并通过SEM图像分析抛光表面的微观结构和特性。
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获取完整内容-
White-light interferometer
BRUKER WYKO Contour GT-K
Bruker
Measures the roughness of polished surfaces.
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CW laser generator
Used for laser polishing of tool steel surfaces.
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Beam expander
Expands the laser beam for polishing.
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Scanning head
Directs the laser beam during polishing.
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Steady magnetic field system
PEM-150
Sichuan
Creates a steady magnetic field to assist in laser polishing.
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Nano-indenter
Hysitron TI 950
Hysitron
Measures the microhardness of polished surfaces.
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Scanning electron microscope
LYRA 3 XMU
Obtains SEM images of polished surfaces to characterize microstructure.
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