基于电子态密度变化效应的面齿轮材料飞秒激光动能量传热模型与烧蚀规律研究

飞秒激光精修是面齿轮精密加工的最后工序。研究飞秒激光烧蚀面齿轮材料18Cr2Ni4WA的物理过程作用机理,在基本的双温方程基础上,研究电子态密度变化效应,建立飞秒激光烧蚀面齿轮材料的动能量传热模型,仿真分析了飞秒激光烧蚀面齿轮材料的电子温度和晶格温度变化。飞秒激光烧蚀面齿轮材料试验发现,随着能量密度的增大,凹坑半径和深度都有一定的增大,且凹坑熔融物趋于增多,当能量密度为1.58 J/cm^(2)时烧蚀质量较好;随着脉宽的增大,形貌变化不大,但熔融物产生逐渐减少,凹坑趋于平整。通过研究飞秒激光烧蚀面齿轮材料18Cr2Ni4WA的烧蚀规律,为提高面齿轮的精密加工质量提供了参考。