不锈钢（Stainless Steel）是一种合金材料，由铁、铬、镍、碳等金属元素组成，具有耐空气、蒸汽、水汽等弱腐蚀介质的特质。因其拥有优良的耐腐蚀性、耐高温性、强度高、易加工成型等优点，在许多工业加工领域有着极为广泛的用途。

以往提到不锈钢标记，大家可能会想到成本较低的传统喷漆或速度较快的冲压印，但其弊端十分明显，例如标识磨损脱漆、对比度不明显、褪色变色等。

在高标准的精密加工行业里，这些传统打标方式无法满足需求。激光打标应运而生，完美解决了高规范要求的打标需求。使用超快激光脉冲时，标记具有增强的抗腐蚀性能。这些脉冲的极短持续时间最小化了热影响区 (HAZ)，使表面保留了足够的游离铬。剩余的铬会形成一层氧化物层，提供抗腐蚀性。在医疗设备、航天航空、汽车、电子消费等行业有着显著的优势。

参与的激光源及实验方法

本实验主要评估了三种类型的激光器：

• FOTIA 激光器（纳秒-UV-355nm）

• AMT 激光器（皮秒-IR-1064nm）

• 光纤激光器（纳秒-IR-1064nm）

网格测试方法样品在不同的点光栅尺寸下进行了黑色标记，确保了垂直和水平方向上点间距的均匀性。填充间距决定了垂直间距，而水平间距则基于扫描速度除以重复频率计算。

抗腐蚀测试和钝化测试

样品经过盐雾测试和ASTM A967标准钝化测试。盐雾测试使用BEMCO P700台式盐雾环境室，使用5%浓度的盐溶液，在5 PSIG的恒定温度下进行，测试持续72小时，以模拟持续的高压、高温和盐雾的恶劣环境。

钝化测试严格遵守美国ASTM A967标准，这是一种不锈钢零件化学钝化处理的标准规范。该过程通过去除表面的游离铁形成保护性氧化层，增强不锈钢的抗腐蚀性。

L.a.b值是一个颜色空间模型，由三个参数组成：

L表示颜色亮度，取值[0-100]对应[纯黑--纯白]

A表示从绿到红的颜色轴，取值[-128--+127]对应[绿-红]

B表示从蓝到黄的颜色轴，取值[-128--+127]对应[蓝-黄]

纳秒激光器和超快激光都可以产生高对比度的黑色标记。

为了解皮秒激光在不锈钢上创建抗腐蚀黑色标记的优越性能，使用扫描电子显微镜 (SEM) 进行了详细的微观结构分析，分析了盐雾测试前后的标记。

SEM图像揭示了以下几个关键方面，突出了皮秒激光标记的优势：

SEM图像显示与其他激光相比，热影响区明显较小，表明标记区域周围的热应力最小。这种材料表面结构的保留有助于维持其抗腐蚀性能。

增强的微观结构稳定性

精细且精确的能量传递可以更好地保留不锈钢的微观结构，使其固有的抗腐蚀性能优于纳秒激光和光纤激光。

皮秒激光的快速能量传递导致表面形成薄且均匀的稳定氧化层，增强了不锈钢的抗腐蚀性能。

皮秒激光创建的标记显示出清洁且无污染的表面。没有熔融材料和碎屑的存在，确保了更稳定和耐腐蚀的标记。

通过钝化测试

英诺激光第三代超快激光器目前涵盖了紫外到绿光波长的皮秒激光器以及紫外到红外的飞秒激光器。该型号拥有领先的倍频晶体优化工艺、全自动晶体换点技术和光斑补偿技术，先进的技术保证了优质的光束质量，延长了晶体使用寿命并提高了激光器的稳定性。

该系列激光器拥有优秀的光束质量(M²＜1.1)，像散及对称性＜10%，可靠的脉冲和功率稳定性，且光斑圆度可定制95%以上。

皮秒打标应用

从上述实验表明，使用皮秒脉冲激光进行不锈钢的黑色激光打标拥有更好的抗腐蚀效果，这种标记在高要求的环境下可以较长时间保持清晰的标记。更适用于以下的场景：

医疗：在手术器械、植入物和医疗工具上进行永久且可读的标记，用于识别、追踪和符合法规要求，这些标记需要能够承受反复的消毒过程。

标记电子组件、印刷电路板和外壳以便于识别、追踪和防伪措施。标记需要能够抵抗环境因素，如湿气和化学物质。

标记零部件和组件以便于识别、追踪和质量控制。这包括发动机部件、紧固件和与安全相关的部件。

标记飞机部件以便于识别、追踪和维护记录。标记必须能够承受严酷的环境条件，包括温度变化和腐蚀性物质的暴露。