创新的激光辅助加工技术有望在制造难加工材料时降低成本和提高精度

与传统加工相比，科学家最近开发的一种创新的激光辅助加工技术可以提高镍基高温合金625的切削性能。这种改进有助于降低切削力，延缓磨损，并降低最终机器的表面粗糙度。

高温镍基高温合金广泛应用于各个行业，从航空航天、化工到核能，以及锅炉、热交换器管和蒸汽轮机等发电系统。与传统金属相比，这些材料因其卓越的硬度、耐高温性、耐腐蚀性、卓越的高温机械性能和更长的耐用性而备受推崇。然而，这些特性使高温合金如此有价值，也使它们对使用传统方法的机器极具挑战性，使其不经济。由于它们需要高精度，因此挑战更大。

国际粉末冶金和新材料高级研究中心是科学技术部下属的一个自治机构，其科学家通过开发一种为难加工材料量身定制的激光辅助加工技术，成功地解决了加工挑战。

该项目由DST的清洁煤研发计划支持，旨在开发镍基高温合金的激光辅助加工工艺，并将其性能与传统方法进行比较。

该团队使用了一种混合切割工艺，其中利用聚焦激光束来加热工件的局部区域，并从延展性区域去除软化材料。该创新系统集成了光纤耦合二极管激光器。它还包括一个用于精确切削力测量的压电测功机和一个用于测量加工过程中表面温度的高速高温计。增加的 5 轴通用夹具增强了系统在为切割工具定位激光时的灵活性。

在这种创新方法中，利用激光来软化高温合金材料，镍基高温合金通常超过800°C，使其更具延展性且更易于加工。这有助于避免材料变形，这对尺寸精度很重要。

该技术的独特之处在于可以精确控制激光的位置和强度，确保在加工过程之前只加热一小部分目标材料。然后用切割工具快速去除软化的材料，防止对材料内部造成任何热损伤。

该团队比较了镍基高温合金 625 激光辅助加工与正常加工的切削力、加工表面质量和刀具磨损。研究结果发布在《Lasers Manuf. Mater》杂志上。过程。结果表明，与传统加工相比，激光辅助加工显著提高了IN625的切削性能。这种改进在降低切削力、延迟刀具磨损和降低表面粗糙度方面是显而易见的。

该研究强调了激光辅助加工在提高 IN625 切削性能方面的巨大潜力。此外，激光辅助加工工艺通过降低切削力来节省能源，使其成为绿色加工。

这种先进的激光辅助加工工艺代表了在寻求更高效、更具成本效益的方法以从难加工材料制造精密部件方面迈出的关键一步。它可以降低电力部门的成本，提高航空发动机行业的效率，以及化学和核部门具有成本效益的加工。

ARCI团队正在进行的研究和实验为这种创新加工技术的未来发展和完善奠定了基础。