[发明专利]块体非晶合金的脉冲激光切割方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种非晶合金的切割方法，尤其涉及一种块体非晶合金的脉冲激光切割方法。

背景技术

在足够高的冷却速度下，液态合金可避免通常的结晶过程，而过冷至某一温度(一般称玻璃态转化温度Glass transition temperature)以下时，其内部原子冻结在还是液态时所处的位置附近，从而形成非晶合金(Amorphousalloy，metallic glass)。块体非晶合金(Bulk metallic glass)通常是指最小合成厚度或直径大于等于1毫米的非晶合金。块体非晶合金以其高的强度、韧性、耐磨性、耐蚀性、优良的软磁性和超导特性等特点，在电子、机械、化工等行业得到了广泛应用。

在制造结构较为复杂的块体非晶合金产品时，通常需要先通过浇铸或压铸等方式制造出预成品，然后通过切割的方式将预成品加工成产品。常见的切割方法有如下几种：(1)使用刀具或砂轮进行机械切割；(2)线切割；(3)激光切割。然而，由于非晶合金硬度较高，采用机械切割的方法加工时刀具磨损情况十分严重，且加工精度较低，难以达到微米级。线切割的缺点是切割表面质量粗糙，有明显的切割纹路；且加工速度较慢，不适合大规模批量生产。

请参阅图11，所示为使用传统的激光切割方法对块体非晶合金样品进行切割后样品切割面的照片。由图11可知，由于激光的能量较高，在加工过程中容易在局部产生热效应，导致切割面产生晶化变性、溅污以及毛刺等缺陷，极大影响切割后产品的机械性能及外观质量。

发明内容

鉴于上述状况，有必要提供一种使块体非晶合金切割后仍保持非晶态的切割方法。

一种块体非晶合金的脉冲激光切割方法，该块体非晶合金具有临界冷却速度和玻璃态转化温度，其包括以下步骤：将块体非晶合金的待切割部位置于冷却保护气体氛围中；采用脉冲激光切割该块体非晶合金的待切割部位，以形成切割面，其中在一个激光脉冲周期的高电平的时间内，加热块体非晶合金的待切割部位至熔点之上；在该激光脉冲周期的低电平的时间内，以高于临界冷却速度的速度冷却切割面至玻璃态转化温度以下；及去除切割面上在切割时产生的毛刺。

上述块体非晶合金的切割方法采用脉冲激光，其每个脉冲周期内具有一段冷却时间，可于该冷却时间内利于冷却保护气体对切割面进行高于临界冷却速度的冷却散热，以使切割面仍然保持非晶态。

附图说明

图1是采用本发明实施例的方法对块体非晶合金进行切割的状态示意图。

图2为本发明实施例块体非晶合金的脉冲激光切割方法的流程图。

图3至图9分别为采用本发明块体非晶合金的脉冲激光切割方法实施例1至实施例7所获得的块体非晶合金切割面的照片。

图10为采用本发明块体非晶合金的脉冲激光切割方法实施例4所获得的块体非晶合金的切割面的X射线衍射图片。

图11为使用传统的切割方法对非晶合金进行切割后样品切割面的照片。

主要元件符号说明

  样品  10  切割面  11  毛刺  12  脉冲激光器  20  冷却保护气体输出设备  30

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本发明的块体非晶合金的脉冲激光切割方法作进一步的详细说明。

请参阅图1，本发明实施的块体非晶合金的脉冲激光切割方法包括以下步骤：