不銹鋼（Stainless Steel）是一種合金材料，由鐵、鉻、鎳、碳等金屬元素組成，具有耐空氣、蒸汽、水汽等弱腐蝕介質(zhì)的特質(zhì)。因其擁有優(yōu)良的耐腐蝕性、耐高溫性、強(qiáng)度高、易加工成型等優(yōu)點，在許多工業(yè)加工領(lǐng)域有著極為廣泛的用途。

以往提到不銹鋼標(biāo)記，大家可能會想到成本較低的傳統(tǒng)噴漆或速度較快的沖壓印，但其弊端十分明顯，例如標(biāo)識磨損脫漆、對比度不明顯、褪色變色等。

在高標(biāo)準(zhǔn)的精密加工行業(yè)里，這些傳統(tǒng)打標(biāo)方式無法滿足需求。激光打標(biāo)應(yīng)運(yùn)而生，完美解決了高規(guī)范要求的打標(biāo)需求。使用超快激光脈沖時，標(biāo)記具有增強(qiáng)的抗腐蝕性能。這些脈沖的極短持續(xù)時間最小化了熱影響區(qū) (HAZ)，使表面保留了足夠的游離鉻。剩余的鉻會形成一層氧化物層，提供抗腐蝕性。在醫(yī)療設(shè)備、航天航空、汽車、電子消費(fèi)等行業(yè)有著顯著的優(yōu)勢。

參與的激光源及實驗方法

本實驗主要評估了三種類型的激光器：

• FOTIA 激光器（納秒-UV-355nm）

• AMT 激光器（皮秒-IR-1064nm）

• 光纖激光器（納秒-IR-1064nm）

網(wǎng)格測試方法樣品在不同的點光柵尺寸下進(jìn)行了黑色標(biāo)記，確保了垂直和水平方向上點間距的均勻性。填充間距決定了垂直間距，而水平間距則基于掃描速度除以重復(fù)頻率計算。

抗腐蝕測試和鈍化測試

樣品經(jīng)過鹽霧測試和ASTM A967標(biāo)準(zhǔn)鈍化測試。鹽霧測試使用BEMCO P700臺式鹽霧環(huán)境室，使用5%濃度的鹽溶液，在5 PSIG的恒定溫度下進(jìn)行，測試持續(xù)72小時，以模擬持續(xù)的高壓、高溫和鹽霧的惡劣環(huán)境。

鈍化測試嚴(yán)格遵守美國ASTM A967標(biāo)準(zhǔn)，這是一種不銹鋼零件化學(xué)鈍化處理的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。該過程通過去除表面的游離鐵形成保護(hù)性氧化層，增強(qiáng)不銹鋼的抗腐蝕性。

L.a.b值是一個顏色空間模型，由三個參數(shù)組成：

L表示顏色亮度，取值[0-100]對應(yīng)[純黑--純白]

A表示從綠到紅的顏色軸，取值[-128--+127]對應(yīng)[綠-紅]

B表示從藍(lán)到黃的顏色軸，取值[-128--+127]對應(yīng)[藍(lán)-黃]

納秒激光器和超快激光都可以產(chǎn)生高對比度的黑色標(biāo)記。

為了解皮秒激光在不銹鋼上創(chuàng)建抗腐蝕黑色標(biāo)記的優(yōu)越性能，使用掃描電子顯微鏡 (SEM) 進(jìn)行了詳細(xì)的微觀結(jié)構(gòu)分析，分析了鹽霧測試前后的標(biāo)記。

SEM圖像揭示了以下幾個關(guān)鍵方面，突出了皮秒激光標(biāo)記的優(yōu)勢：

SEM圖像顯示與其他激光相比，熱影響區(qū)明顯較小，表明標(biāo)記區(qū)域周圍的熱應(yīng)力最小。這種材料表面結(jié)構(gòu)的保留有助于維持其抗腐蝕性能。

增強(qiáng)的微觀結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性

精細(xì)且精確的能量傳遞可以更好地保留不銹鋼的微觀結(jié)構(gòu)，使其固有的抗腐蝕性能優(yōu)于納秒激光和光纖激光。

皮秒激光的快速能量傳遞導(dǎo)致表面形成薄且均勻的穩(wěn)定氧化層，增強(qiáng)了不銹鋼的抗腐蝕性能。

皮秒激光創(chuàng)建的標(biāo)記顯示出清潔且無污染的表面。沒有熔融材料和碎屑的存在，確保了更穩(wěn)定和耐腐蝕的標(biāo)記。

通過鈍化測試

英諾激光第三代超快激光器目前涵蓋了紫外到綠光波長的皮秒激光器以及紫外到紅外的飛秒激光器。該型號擁有領(lǐng)先的倍頻晶體優(yōu)化工藝、全自動晶體換點技術(shù)和光斑補(bǔ)償技術(shù)，先進(jìn)的技術(shù)保證了優(yōu)質(zhì)的光束質(zhì)量，延長了晶體使用壽命并提高了激光器的穩(wěn)定性。

該系列激光器擁有優(yōu)秀的光束質(zhì)量(M2＜1.1)，像散及對稱性＜10%，可靠的脈沖和功率穩(wěn)定性，且光斑圓度可定制95%以上。

皮秒打標(biāo)應(yīng)用

從上述實驗表明，使用皮秒脈沖激光進(jìn)行不銹鋼的黑色激光打標(biāo)擁有更好的抗腐蝕效果，這種標(biāo)記在高要求的環(huán)境下可以較長時間保持清晰的標(biāo)記。更適用于以下的場景：

醫(yī)療：在手術(shù)器械、植入物和醫(yī)療工具上進(jìn)行永久且可讀的標(biāo)記，用于識別、追蹤和符合法規(guī)要求，這些標(biāo)記需要能夠承受反復(fù)的消毒過程。

標(biāo)記電子組件、印刷電路板和外殼以便于識別、追蹤和防偽措施。標(biāo)記需要能夠抵抗環(huán)境因素，如濕氣和化學(xué)物質(zhì)。

標(biāo)記零部件和組件以便于識別、追蹤和質(zhì)量控制。這包括發(fā)動機(jī)部件、緊固件和與安全相關(guān)的部件。

標(biāo)記飛機(jī)部件以便于識別、追蹤和維護(hù)記錄。標(biāo)記必須能夠承受嚴(yán)酷的環(huán)境條件，包括溫度變化和腐蝕性物質(zhì)的暴露。