一种陶瓷材料表面标记制作工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种陶瓷材料表面标记制作工艺，所述陶瓷材料中堇青石成分大于90％，且表面干燥，使用激光束在陶瓷材料表面灼刻，所述激光束波长为1.06um，光束输出功率为20w～50w，灼刻时对激光束进行聚焦，灼刻点距聚焦镜距离为焦距的75％～120％，激光束在陶瓷表面的扫描速度为50～250mm/s。本发明专利技术所述激光标记打码技术，由于针对堇青石材料的特性选择特定的激光参数，打码速度快，标记牢固可靠，对所标记的物体无损坏，工作环境好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种标记工艺，尤其涉及一种在陶瓷材料表面做标记的工艺。
技术介绍
陶瓷材料的应用范围日趋广泛，其不仅作为日常的生活用品，同时在工业领域也逐渐大规模应用。堇青石是一种硅酸盐矿物，它可呈无色，但通常具有浅蓝或浅紫色，玻璃光泽。堇青石还具有一个特点，它们会在不同的方向上发出不同颜色的光线，这叫多色性。品优色美的堇青石被当作宝石，除此以外，堇青石没有什么工业上的用途。堇青石产于片岩、片麻岩及蚀变火成岩中。人们因此也称堇青石为二色石。人工可以合成镁堇青石，用于耐火材料。正由于堇青石出色的耐高温等稳定性能，堇青石被用作高温催化剂用的陶瓷材料载体，由于生产需要，每个载体上都需要印上相应的标记，现有技术往往是通过油墨等染料印刷上去。但是这样的染料印刷工艺有许多缺点1.其附着力不够，在外界的摩擦等作用下容易变模糊甚至脱落；2.印刷困难，特别是遇到曲面的物件表面时，印刷极为困难；3.印刷图案或文字的精度不高，当印刷的图案或文字很小时不清晰；4.印刷上去的染料不稳定，在高温或腐蚀性环境下容易褪色，因此做好标记的物体无法高温烘干或经激烈的化学处理。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种便于加工，稳定可靠的陶瓷材料表面标记制作工艺为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是提供一种。一种陶瓷材料表面标记制作工艺，其特征在于，所述陶瓷材料中堇青石成分大于90 %，陶瓷材料表面干燥， 使用激光束在陶瓷材料表面灼刻，所述激光束波长为1. 06 μ m,光束输出功率为20w 50w， 灼刻时对激光束进行聚焦，灼刻点距聚焦镜距离为焦距的75% 120%，激光束在陶瓷表面的扫描速度为50 250mm/s。其中，所述堇青石中含有如下成分MgO :13. 5 士 1. Owt %Al2O3 :35. 4士 1. 5wt%SiO2 :50. 4士 1. 5wt%其中，所述激光束由ND: YAG激光器产生。其中，所述激光束的方向由两个旋转轴互相垂直的反射镜调整。本专利技术的有益效果是区别于现有技术的，本专利技术所述激光标记打码技术，由于针对堇青石材料的特性选择特定的激光参数，打码速度快，标记牢固可靠，对所标记的物体无损坏，工作环境好。附图说明图1是本专利技术具体实施方式所述方法中所使用的激光灼刻设备结构俯视示意图；图2是本专利技术具体实施方式所述方法中所使用的激光灼刻设备结构侧视示意图。标记说明1场镜2X轴电机3Y轴电机4扫描头5扩束镜6部分反射镜7DPL半导体模块8声光Q开关9全反射镜10红光光源12X轴反射镜13Y轴反射镜具体实施例方式为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。请参阅图1以及图2，本实施例所使用的激光灼刻设备中各个部分作用如下红光光源10 红光电源产生红光；全反射镜9 将红光进行全反射；声光Q开关8 利用声光衍射原理将连续Nd: YAG激光调制成高峰值功率的脉冲激光；由DPL半导体模块7、前后膜片腔镜组成Nd: YAG激光谐振腔，配合水冷系统，共同作用产生激光；部分反射镜6 将YAG聚光腔产生的激光进行反射；扩束镜5 对激光进行扩束，以便减少发出激光光束的发散度；扫描头4 由光学扫描振镜系统和聚焦系统组成扫描头；包括X轴电机2、Y轴电机 3，X轴反射镜12、Y轴反射镜与场镜1。X轴电机2、Y轴电机3 =XY轴组成超高速精密扫描振镜系统使照射在镜片上的激光光束反射偏转。X轴反射镜12、Y轴反射镜13 用于反射激光束。场镜1 将激光光束聚焦于工作表面，并且在垂直光轴的二维焦平面上的工作区域内获得良好的聚焦效果。打码过程当被灼刻的物体进入聚焦镜内工作位置(距离聚焦镜200mm)，由激光谐振腔输出波长为1.06um的激光束经扩束镜5扩束后，再经X轴、Y轴两只振镜扫描器的镜片(即X轴反射镜12与Y轴反射镜13)反射，再通过光学聚焦透镜(即场镜1)到被灼刻物体的工作表面。振镜扫描器在计算机控制下产生快速摆动，使激光束在平面X、Y两维方向上进行扫描，扫描速度为50mm/s 250mm/s激光束聚集在载体表面形成一个个微面烘灼形成雕刻图案。 许多陶瓷载体表面很白、很亮，会反射激光，不能打码。所以需要选择堇青石载体。由于载体所用的原料、加工工艺等影响，打码要取得较佳效果要调整各种参数，若波段、扫描速度、距离等选择不恰当，都将影响打码的效果，图形字迹模糊，甚至不显任何痕迹，致使打码失败。例如当雕刻速度调到250mm/s以上时，激光对堇青石载体表面灼烧时间少，雕刻的图形字迹模糊；当雕刻速度调到20mm/s以下时，激光对堇青石载体表面灼烧严重，雕刻深，破坏载体表面；当激光场镜与载体距离不在聚焦工作位置内(如在150mm或MOmm的位置)，照射到载体表面的激光分散，激光强度很弱，不能雕刻图形；当载体表面含有的水分比较多时，雕刻的图形字迹模糊。对打码效果较好的样品中材料进行抽样检测，材料中堇青石含量分别为权利要求1.一种陶瓷材料表面标记制作工艺，其特征在于，所述陶瓷材料中堇青石成分大于 90 %，陶瓷材料表面干燥，使用激光束在陶瓷材料表面灼刻，所述激光束波长为1. 06 μ m，光束输出功率为20w 50w，灼刻时对激光束进行聚焦，灼刻点距聚焦镜距离为焦距的75% 120%，激光束在陶瓷表面的扫描速度为50 250mm/s。2.根据权利要求1所述的陶瓷材料表面标记制作工艺，其特征在于，所述堇青石中含有如下成分MgO 13. 5 士 1. Owt %Al2O3 35. 4士 1. 5wt%SiO2 :50. 4士 1. 5wt%3.根据权利要求1所述的陶瓷材料表面标记制作工艺，其特征在于，所述激光束由 ND: YAG激光器产生。4.根据权利要求1所述的陶瓷材料表面标记制作工艺，其特征在于，所述激光束的方向由两个旋转轴互相垂直的反射镜调整。全文摘要本专利技术公开了一种陶瓷材料表面标记制作工艺，所述陶瓷材料中堇青石成分大于90％，且表面干燥，使用激光束在陶瓷材料表面灼刻，所述激光束波长为1.06um，光束输出功率为20w～50w，灼刻时对激光束进行聚焦，灼刻点距聚焦镜距离为焦距的75％～120％，激光束在陶瓷表面的扫描速度为50～250mm/s。本专利技术所述激光标记打码技术，由于针对堇青石材料的特性选择特定的激光参数，打码速度快，标记牢固可靠，对所标记的物体无损坏，工作环境好。文档编号B41M5/24GK102294906SQ2010102058公开日2011年12月28日 申请日期2010年6月22日 优先权日2010年6月22日专利技术者何承安, 纪成绸, 翁夏翔, 翁希明 申请人:翁希明本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种陶瓷材料表面标记制作工艺，其特征在于，所述陶瓷材料中堇青石成分大于９０％，陶瓷材料表面干燥，使用激光束在陶瓷材料表面灼刻，所述激光束波长为１．０６μｍ，光束输出功率为２０ｗ～５０ｗ，灼刻时对激光束进行聚焦，灼刻点距聚焦镜距离为焦距的７５％～１２０％，激光束在陶瓷表面的扫描速度为５０～２５０ｍｍ／ｓ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：翁希明，纪成绸，何承安，翁夏翔，
申请(专利权)人：翁希明，
类型：发明
国别省市：35