金屬激光彩色打標技術研究.pdf

1、金屬上激光彩色打標由于工藝特殊,并受到材料的適用性和激光器性能要求的限制沒有得到廣泛的應用,但是它有巨大的潛力市場。為了探究金屬上激光彩色打標的本質(zhì),本論文對激光在不銹鋼和鈦上彩色打標的機理和打標后表面顏色的呈色機理進行研究。 首先對彩色打標系統(tǒng)在正負離焦位置的光斑大小進行評價,然后介紹了采用掃描區(qū)域的工藝方法來實現(xiàn)彩色打標。研究了激光功率密度、掃描中點的搭接率、掃描中行的搭接率等影響激光能量輸入方式,分析了激光能量輸入方式對掃

2、描后產(chǎn)生不同結(jié)果影響,分析了金屬上激光彩色打標機理。激光在金屬上的彩色打標機理是指控制激光能量的輸入方式,并采用掃描區(qū)域的方法在金屬表面氧化或氮化出光學薄膜。 在工程實現(xiàn)方面,單彩打標采用封閉區(qū)域掃描的方法來實現(xiàn)。多彩打標采用組合單彩區(qū)域的方法來實現(xiàn)。 此外,本文研究了打標后表面顏色的呈色機理。采用X-Ray Diffraction(XRD)分析激光掃描后生成的薄膜,得到的結(jié)果是不銹鋼上薄膜中含有鐵的氧化物和氮化物,鈦上

3、薄膜中含有鈦的氧化物和氮化物,不同顏色薄膜具有不同的物質(zhì)組成。采用Scanning Electronic Microscope(SEM)分析了不同顏色薄膜樣件上橫截面的形貌,觀察到不銹鋼或鈦的表面上所生成薄膜的厚度大約為幾百納米,并且觀察到在鈦的氧化膜和鈦基底的中間生成了微米大小的孔穴。通過對于不銹鋼和鈦上薄膜等結(jié)構(gòu)的認識,采用薄膜干涉來解釋表面顏色的呈色機理,并通過計算理想條件下單層介質(zhì)膜的反射率,來反映表面生成的薄膜是影響表面呈色的