本发明专利技术提出一种提高铝合金表面二维码耐盐雾腐蚀性的激光标刻方法，在铝板基体上用激光直接标刻形成DM码底层，采用热敏方法在蜡纸上做一正方形图案，正方形图案比所铝板表面已有的DM码规格更大，将蜡纸作为模板用电化学蚀刻的方法在铝板DM码区域进行电化学蚀刻，形成一层具有保护作用的氧化膜，从而形成耐盐雾腐蚀的DM码标记。相对于激光直接标刻在铝合金表面的DM码标记，本发明专利技术产生的DM码标记其耐盐雾腐蚀性能得到了大大提高，而且标记区域的氧化膜可控，标记对标记区域外的零件基体影响较小，操作简单，效率较高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及激光标刻
，具体为，以实现标刻在铝合金表面上的二维条码在长时间盐雾环境后仍可有效识读的目的。
技术介绍
实践证明，激光直接标刻技术与Data Matrix码(以下简称DM码)技术能较好的解决产品的质量追踪问题。激光标刻技术可在各种材料表面产生永久、高对比度的优质标记，比如金属、玻璃、陶瓷或木材等。保证产品在全生命周期的任一时刻都有一个有效的唯一标识是实现产品全生命周期管理和信息追踪的关键。零件在生产加工或使用过程中往往遭受到各种恶劣，比如在铝合金零件在使用过程中往往会遭受盐雾、沙粒等恶劣环境的侵蚀。盐雾、沙粒等恶劣环境的侵蚀会使激光标刻在合金零件表面的二维码势产生污损、破坏，这势必影响在零件表面已有标识的识读性，甚至使已有标识不可读，最终导致同批次零件无法区分、无法进行零件质量的全过程追踪。因此如何提高零件表面直接标刻的二维码的耐蚀性是实现铝合金零件全生命周期管理和信息追踪的重要环节。现有增强零件表面二维条码耐久性以及经历恶劣环境后的识读效率的方法原理主要包括配比不同成分组成的抗磨损、耐腐蚀的金属粉末用激光焊接在零件表面形成二维条码，该方法可增强零件表面二维条码的耐磨性与抗腐蚀性；用透明涂层将二维条码标识区域保护起来以增强零件表面二维码对恶劣环境的抵抗力，并进行透明涂层下的二维码识读研究；在零件表面进行深度微铣削形成对比度较好的二维码，该方法可使二维码在经历热处理等较为恶劣的环境后仍然有较高的对比度，从而增加零件表面二维码对热处理的抵抗能力。根据目前的研究，这些方法在应用时具有下列缺陷I、零件表面用激光焊接抗磨损、耐腐蚀的金属粉末形成的二维码，其耐蚀性确实可得以提高，但该方法工艺较为复杂，成本较高，整体效果不经济。2、零件表面透明涂层保护膜下的二维码尽管其耐蚀性可得到提高，但透明图层下二维码的识读是该方法的瓶颈所在，透明图层下二维码的识读目前存在诸多问题，此外零件表面添加多余物在一些航空航天产品零件上往往是不允许的。3、零件表面进行深度微铣削形成的二维码对淬火、失效等热处理具有较高的抵抗力，但该方法不改变铝合金基体本身的耐蚀性，采用该方法提高零件表面二维码的耐蚀性，尤其是在盐雾等恶劣环境下其效果不明显。4、这些方法大多是通过改变零件表面二维码的标刻方式来实现二维码的耐久性与防护的，在零件表面二维码已定(包括基材已确定、标刻方式已定)的前提下，比如铝合金表面用激光标刻形成二维码，这些方法针对在盐雾恶等劣环境的防护是无效的。现有方法上述缺陷，加上盐雾侵蚀时间往往是变化的以及盐雾环境(如PH、湿度)的不可知对零件表面二维码的防护措施提出了难题，如何保证防护措施能在不同盐雾环境中对二维码的保护始终有效，如何保证对二维码在盐雾侵蚀以后可简单有效的暴露在传感器(摄像机)感应区域之内并能有效识读是提高激光直接标刻在铝合金表面的二维条码的耐盐雾腐蚀性能的关键。实际应用中为了提高铝合金的耐蚀性，往往采用硫酸阳极化或铬酸阳极化的方法。若将这种方法应用在激光直接标刻在铝合金表面的DM码以提高DM码的耐蚀会存在如下几方面弊端其一，硫酸阳极化或铬酸阳极化较难控制零件表面阳极化的区域，除标识区域外，往往会导致零件非标识区域的表面也被阳极化，对零件的物理化学性能产生较大影响；其二，该方法较难控制阳极氧化膜的厚度使其对零件表面已有的二维码标识影响最小，采用该方法往往会使阳极化所形成的氧化膜会较大面积污 染码区甚至整个将码区覆盖，从而导致激光标刻在铝合金表面的DM码不可读；其三，阳极化设备较为庞大，操作较为繁杂。
技术实现思路
要解决的技术问题为解决现有技术存在的问题，本专利技术提出，其目的是从DM码的表面防护思路出发，解决盐雾腐蚀后导致标刻在铝合金表面的DM码边缘或模块模糊、不清晰，甚至连码区部分数据完全丢失等问题，使铝合金表面DM码得到有效防护，提高激光直接标刻在铝合金DM码的耐盐雾腐蚀性能。技术方案本专利技术就解决其技术问题所采用的技术方案整体思路是在铝板基体上用激光直接标刻形成DM码底层，采用热敏方法在蜡纸上做一正方形图案，正方形图案比所铝板表面已有的DM码规格更大，将蜡纸作为模板用电化学蚀刻的方法在铝板DM码区域进行电化学蚀刻，形成一层具有保护作用的氧化膜，从而形成耐盐雾腐蚀的DM码标记，该技术方案的基本流程如图I所示。本专利技术的技术方案为所述，其特征在于包括以下步骤步骤I :确定激光标刻工艺参数步骤I. I :对铝合金试件的标刻面进行打磨，使标刻面的表面粗糙度符合激光打标机的标刻要求；步骤I. 2 :用激光打标机在标刻面上标刻DM码，并按照标准AM-DPM-1-2006，采用条码校验仪对标刻的DM码进行质量校验；步骤I. 3 :调整激光打标机的激光标刻工艺参数，重复步骤I. 2，直至标刻的DM码整体质量等级达到“A”，并记录标刻的DM码整体质量等级达到“A”时的激光标刻工艺参数；步骤2 :按照步骤I得到的激光标刻工艺参数，采用激光打标机在待标刻的铝合金试件标刻面上标刻DM码；将标刻完的试件在丙酮中进行至少IOmin超声波清洗，然后用空气刷刷净铝合金试件表面，最后对试件进行干燥，并静置至少0. 5h ；步骤3 :在计算机中生成一个全黑的正方形图案，该图案的边长比步骤2中标刻的DM码长和宽均多出至少4mm ;采用热敏方式将该正方形图案打印在蜡纸上；步骤4 :采用电解液将蜡纸上的正方形图案和步骤2得到的铝合金试件上的DM码润湿，并将蜡纸上的正方形图案与所述铝合金试件上的DM码贴合；所述电解液主要成分为柠檬酸和硝酸钙；步骤5 :将所述铝合金试件放置在电化学蚀刻设备的阴极上，将电化学蚀刻设备的阳极放置在蜡纸的正方形图案上，且阳极位置完全覆盖蜡纸上的正方形图案；开启电化学蚀刻设备，待电化学蚀刻完成后，取下铝合金试件，并在空气中静置至少0. 5h ；步骤6 :将步骤5得到的铝合金试件在纯净水中进行至少IOmin超声波清洗，然后用空气刷刷净铝合金试件表面，最后对试件进行干燥，并静置至少24h，使铝合金试件DM码表面形成的保护膜充分氧化，并得以稳定。所述，其特征在于在步骤I. I中对铝合金试件的标刻面进行打磨，使标刻面的表面粗糙度约为3. 2pm。 所述，其特征在于在步骤I. 3中调整激光打标机的激光标刻工艺参数，重复步骤I. 2，直至标刻的DM码整体质量等级达到“A”，且在DM码表面具有“硅灰”现象，并记录标刻的DM码整体质量等级达到“A”，且在DM码表面具有“硅灰”现象时的激光标刻工艺参数。所述，其特征在于在步骤1.3中，标刻的DM码整体质量等级达到“A”时的激光标刻工艺参数为激光功率6. 5W 7. 2W,标刻速度480mm/s 520mm/s，Q频率20KHz 22KHz，线填充间距0. 003mm 0. 008mm,缩进-0. OOlmm 0. 001mm。所述，其特征在于在步骤4中所述电解液采用由“通用标刻系统公司”提供的主要成分为柠檬酸和硝酸钙的ME3溶液。所述，其特征在于步骤5中，电化学蚀刻设备的蚀刻参数为蚀刻功率5W 6W、蚀刻时间6S 8S、氧化功率4W 5W、氧化时间 I. 5S2. 5S。有益效果本专利技术的有益效果包括以下几方面I)相对于激光直接标刻在铝合金标面的DM码，该方法产生的DM码标记其耐盐雾本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种提高铝合金表面二维码耐盐雾腐蚀性的激光标刻方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：确定激光标刻工艺参数：步骤1.1：对铝合金试件的标刻面进行打磨，使标刻面的表面粗糙度符合激光打标机的标刻要求；步骤1.2：用激光打标机在标刻面上标刻DM码，并按照标准AIM？DPM？1？2006，采用条码校验仪对标刻的DM码进行质量校验；步骤1.3：调整激光打标机的激光标刻工艺参数，重复步骤1.2，直至标刻的DM码整体质量等级达到“A”，并记录标刻的DM码整体质量等级达到“A”时的激光标刻工艺参数；步骤2：按照步骤1得到的激光标刻工艺参数，采用激光打标机在待标刻的铝合金试件标刻面上标刻DM码；将标刻完的试件在丙酮中进行至少10min超声波清洗，然后用空气刷刷净铝合金试件表面，最后对试件进行干燥，并静置至少0.5h；步骤3：在计算机中生成一个全黑的正方形图案，该图案的边长比步骤2中标刻的DM码长和宽均多出至少4mm；采用热敏方式将该正方形图案打印在蜡纸上；步骤4：采用电解液将蜡纸上的正方形图案和步骤2得到的铝合金试件上的DM码润湿，并将蜡纸上的正方形图案与所述铝合金试件上的DM码贴合；所述电解液主要成分为柠檬酸和硝酸钙；步骤5：将所述铝合金试件放置在电化学蚀刻设备的阴极上，将电化学蚀刻设备的阳极放置在蜡纸的正方形图案上，且阳极位置完全覆盖蜡纸上的正方形图案；开启电化学蚀刻设备，待电化学蚀刻完成后，取下铝合金试件，并在空气中静置至少0.5h；步骤6：将步骤5得到的铝合金试件在纯净水中进行至少10min超声波清洗，然后用空气刷刷净铝合金试件表面，最后对试件进行干燥，并静置至少24h，使铝合金试件DM码表面形成的保护膜充分氧化，并得以稳定。...
【技术特征摘要】
1.ー种提高铝合金表面ニ维码耐盐雾腐蚀性的激光标刻方法，其特征在于包括以下步骤 步骤I:确定激光标刻エ艺參数 步骤1.1:对铝合金试件的标刻面进行打磨，使标刻面的表面粗糙度符合激光打标机的标刻要求； 步骤I. 2 :用激光打标机在标刻面上标刻DM码，并按照标准AM-DPM-1-2006，采用条码校验仪对标刻的DM码进行质量校验； 步骤I. 3 :调整激光打标机的激光标刻エ艺參数，重复步骤I. 2，直至标刻的DM码整体质量等级达到“A”，并记录标刻的DM码整体质量等级达到“A”时的激光标刻エ艺參数； 步骤2 :按照步骤I得到的激光标刻エ艺參数，采用激光打标机在待标刻的铝合金试件标刻面上标刻DM码；将标刻完的试件在丙酮中进行至少IOmin超声波清洗，然后用空气刷刷净铝合金试件表面，最后对试件进行干燥，并静置至少0. 5h ； 步骤3 :在计算机中生成一个全黑的正方形图案，该图案的边长比步骤2中标刻的DM码长和宽均多出至少4mm ;采用热敏方式将该正方形图案打印在蜡纸上； 步骤4 :采用电解液将蜡纸上的正方形图案和步骤2得到的铝合金试件上的DM码润湿，并将蜡纸上的正方形图案与所述铝合金试件上的DM码贴合；所述电解液主要成分为柠檬酸和硝酸钙； 步骤5 :将所述铝合金试件放置在电化学蚀刻设备的阴极上，将电化学蚀刻设备的阳极放置在蜡纸的正方形图案上，且阳极位置完全覆盖蜡纸上的正方形图案； 开启电化学蚀刻设备，待电化学蚀刻完成后，取下铝合金试件，并在空气中静置至少0.5h ； 步骤6 :将步骤5得到的铝合金试件在纯净水中进行至少IOmi...
【专利技术属性】
技术研发人员：何卫平，李夏霜，雷蕾，王健，徐阳锋，徐琅，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。