采用Nd∶YAG脉冲激光器在高硅铝合金缸套表面进行微造型,研究了典型激光参数对微坑几何形貌的影响。随能量密度的增大,微坑直径先增大后保持不变,最大值达到100 μm,激光能量密度对凹坑深度的影响较小;微坑直径和深度随着脉冲次数增加均呈先增加后减小趋势,当脉冲数为20时,微坑直径和深度达到最大值,均约为140 μm;对高硅铝合金缸套烧蚀阈值进行计算,得到1个脉冲条件下的烧蚀阈值φth=2.08 J/cm 2,因能量累积效应,缸套的烧蚀阈值随脉冲数增加而减小。在微坑深度、直径一定的情况下,不同面积占有率的微织构均能起到减磨的作用,其中10%和20%的面积占有率的减磨效果明显优于5%的面积占有率。

为了提高金属表面激光吸收率及激光微织构加工表面质量, 采用W-71s型喷枪在试样表面分别喷涂黑漆、水玻璃和黄料, 并用Nd∶YAG激光器对其进行激光微凹坑加工。与无涂层试样相比, 激光加工水玻璃和黄料涂层试样表面蚀除凹坑体积都增加, 其凹坑边缘熔渣体积都减少, 其中, 黄料涂层试样表面蚀除凹坑体积增加了29.4%; 在此基础上, 利用正交试验法探讨水玻璃和黄料的配比以及厚度对激光微织构加工表面蚀除凹坑体积和凹坑边缘熔渣体积的影响。结果表明, 吸光涂料的厚度控制在0.1mm左右, 黄料含量17%、水玻璃含量18%的涂料为最优涂料配方; 正交试验表中最优试样表面蚀除凹坑体积相比无涂层试样增加了70.6%, 其凹坑边缘熔渣体积减少了16.2%。该工艺显著提高了激光吸收率和激光加工表面质量。

为研究激光表面微凹坑对AZ31B 镁合金耐腐蚀性能的影响，利用光纤激光器在材料表面制备微凹坑阵列。通过扫描显微镜观测微凹坑的形貌、直径和深度，利用双单元电化学工作站测试微凹坑制备前后材料表面的动电位极化曲线。结果表明: 微凹坑的直径和深度均随激光功率的增大而增大，微凹坑周围出现烧蚀现象；微凹坑直径与扫描次数无显著相关性，但微凹坑圆度与扫描次数呈正相关性。在相同微凹坑密度下，与未处理试样相比，激光功率为6、10、16 W 时试样的自腐蚀电位分别向正移-33、40、26 mV，自腐蚀电流分别减少了91.93%、92.09%、91.19%。激光功率为10 W 时具有最好的抗腐蚀性能；在相同激光功率下，与未处理试样相比，微凹坑密度为1.5%、2.5%、5.0%时试样的自腐蚀电位分别向正移21、40、56 mV，自腐蚀电流分别减少了92.22%、92.09%、94.05%。在实验密度范围内，微凹坑密度越高，AZ31B镁合金表面的抗腐蚀性能越好。

为了探索激光冲击20CrNiMo钢表面微造型摩擦学性能, 从表层微观结构和表面宏观形貌两个角度, 研究了激光冲击强化的方法对20CrNiMo钢表面摩擦磨损性能的影响。采用激光以不同搭接率搭接冲击20CrNiMo钢, 用透射电子显微镜观察激光搭接冲击20CrNiMo钢试样表层微观组织结构, 取得了试样表层晶粒状态的照片; 采用CETR UMT摩擦磨损试验机对其进行摩擦磨损试验, 取得了试样表面摩擦系数和磨损量的数据。结果表明, 激光冲击强化作用可以导致20CrNiM