[发明专利]一种硬脆材料的激光打标方法

说明书

本发明公开一种硬脆材料的激光打标方法，采用三层烧蚀硬脆材料表面进行打标，保证激光打标痕迹具有足够的深度，达到可视化效果；层二最外侧激光束的中心线与层一最外侧边缘的距离为d，层三最外侧激光束的中心线与层一最外侧边缘的距离为1.5d，使第二层和第三层的激光扫描可以有效去除前面一次激光扫描留下的残余高度，同时保证层一、层二和层三之间的扫描宽度逐步变窄，使层与层之间的边缘平缓过渡；同一层内相邻激光扫描路径中心线的距离为d，可以使相邻扫描路径之间形成清晰的分隔线，在光照下形成磨砂效果，进一步提高打标的清晰度。最终获得没有微裂纹且标记清晰的刻痕。本发明可应用于硬脆材料表面的激光打标。

技术领域

本发明涉及表面处理领域，具体涉及一种硬脆材料的激光打标方法。

背景技术

光纤激光打标机的成本低廉，目前已在塑料、钢材等材料上大规模应用，然而采用光纤在玻璃、陶瓷等硬脆材料上进行激光打标时，由于激光加热时的热应力梯度，硬脆材料表面的激光打标区域容易形成微裂纹，这些垂直于激光移动方向的裂纹将形成新的裂纹，扩展到原标记外附近区域形成碎片，从而影响标记的清晰度，严重时甚至使材料破裂。因此，需要发展新的光纤激光硬脆材料打标工艺。

发明内容

本发明的目的在于提供一种硬脆材料的激光打标方法，以在硬脆材料表面形成清晰刻痕，同时保证材料不会碎裂。

为了解决以上技术问题，本发明采用的具体技术方案如下：

一种硬脆材料的激光打标方法，由以下步骤组成：

步骤一，将所需的图形或字符输入打标软件，设定激光扫描路径为沿边界扫描，扫描方式为由外向内；

步骤二，假定激光光斑直径为d，字符或图形宽度为w，激光扫描路径的数目为n，则n＝W/2d，将圆整后的n作为激光扫描路径的数目，n为0.5的整数倍；

步骤三，将激光打标机的打标参数设定为单脉冲能量为0.5～1mj、扫描频率为20～50KHz、扫描速度为1～1.5m/s，相邻扫描路径中心之间的距离为d，扫描路径的数目为n，完成层一的激光扫描；

步骤四，采用与步骤三相同的单脉冲能量、扫描频率和扫描速度的光纤激光参数，进行层二的激光扫描，并且保证层二最外侧激光束的中心线与层一最外侧边缘的距离为d，相邻扫描路径中心之间的距离为d，扫描路径的数目为n-0.5，完成层二的激光扫描；

步骤五，采用与步骤三相同的单脉冲能量、扫描频率和扫描速度的光纤激光，进行层三的激光扫描，并且保证层三最外侧激光束的中心线与层一最外侧边缘的距离为1.5d，相邻扫描路径中心之间的距离为d，扫描路径的数目为n-1，完成层三的激光扫描；

所述的激光打标机采用光纤脉冲激光器，以高速振镜实现图形和字符的打标；激光束的光束模式为高斯分布；激光束光斑直径d小于等于50μm。

所述的扫描路径的数目为n为0.5的整数倍，且n大于等于3。

所述的硬脆材料为玻璃、陶瓷等材质。