激光抛光SKD 11工具钢的能流密度与表面特性评估

摘要： 本文采用多模光纤激光器产生的连续波激光束研究抛光效果。通过高速（FS）与低速（LS）线切割电火花加工（EDM）、铣削三种工艺对SKD11工具钢进行表面处理后获得三类表面形貌，进而分析了激光能量密度对抛光表面特性的影响。结果表明：该抛光效应能显著改变表面粗糙度参数（Ra、Rz、Rt和Sa）。随着激光能量密度增加，抛光表面经历从表层熔融到过熔融的完整形貌演变过程。FS-EDM、LS-EDM和铣削工艺使粗糙度分别改善86.83%、90.70%和86.07%，对应最佳激光能量密度为14.26 J/mm2、12.73 J/mm2和13.55 J/mm2，显示LS-EDM处理的工具钢表面具有最优抛光效果。LS-EDM表面的承载面积曲线、双向反射分布函数及功率谱密度的对比统计结果也证实其抛光质量最佳。此外，所有预处理表面均可在高抛光速度下达到Ra<0.5μm。这些发现表明平顶分布的激光束对工具钢表面高效抛光具有重要应用潜力。