CN104846368A - 一种基于激光熔覆的铝合金耐蚀二维码标刻方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种基于激光熔覆的铝合金耐蚀二维码标刻方法，采用预置粉末法在铝合金基体上均匀地涂覆一层由镍基合金粉末、石墨粉、无水乙醇和清漆混合而成的涂层材料，经激光在涂层表面标刻DM码使之和基体表面一薄层同时熔化，并快速凝固后形成稀释度极低、与基体成冶金结合的表面涂层，再用超声波清洗机清洗掉未标刻的部分，从而形成耐盐雾腐蚀的DM码标记。本发明产生的DM码标记的耐盐雾腐蚀性能得以大大提高，而且对DM码标记区域外的零件基体影响较小，相对于其他提高DM码耐蚀性的方法本发明效率也大大提高。

Description

一种基于激光熔覆的铝合金耐蚀二维码标刻方法

技术领域

本发明涉及激光标刻技术及激光表面改性技术领域，具体来说是一种基于激光熔覆的提高铝合金表面DM码耐盐雾腐蚀性的激光标刻方法，所述方法可以达到标刻在铝合金表面上的DM码在长时间盐雾腐蚀后仍可有效识读的目的。

背景技术

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。激光直接标刻技术可在多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。

零件在制造加工或使用过程中往往会经历各种恶劣工况，所以标刻在零件表面的DM码在生产现场及使用过程中不可避免地会暴露在盐雾等腐蚀性气体环境中，盐雾等腐蚀性气体的侵蚀会使激光标刻在合金零件表面的DM码势产生污损、破坏，这势必影响在零件表面已有DM码的可识读性。所以，激光直接标刻的DM码在恶劣环境中是否能够长期有效便成为了是否能够对零件进行全生命周期管理及信息追踪的决定性因素。因此提高零件表面直接标刻的DM码的耐蚀性对于实现零件全生命周期管理和信息追踪十分重要。

激光熔覆是一种新型的材料加工与表面改性技术，它通过在基体材料表面添加熔覆材料，并利用高能密度的激光束使之与基材表面薄层一起熔凝的方法，在基材表面形成与其为冶金结合的添料熔覆层，适用于局部易磨损、冲击、剥蚀、腐蚀的零部件，应用广泛。

现有提高零件表面DM码耐久性以及经历恶劣环境后的识读成功率的方法原理主要包括：对于已标刻DM码的零件采用硫酸阳极化或铬酸阳极化；在零件表面的DM码标识区域涂覆一层透明涂层用于保护零件表面已有的DM码以提高其在恶劣环境中的耐久性；：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；根据目前的研究，这些方法在应用时具有下列缺陷：

1、对于已标刻DM码的零件采用硫酸阳极化或铬酸阳极化的方法存在如下几方面弊端：(1)在硫酸阳极化或铬酸阳极化过程中，零件表面阳极化的区域很难控制，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影响较大；(2)硫酸阳极化或铬酸阳极化会在零件表面产生一厚度不可控的阳极氧化膜，该氧化膜会在码区产生较大面积的污染甚至将整个码区覆盖，导致激光标刻在铝合金表面的DM码不可读；(3)阳极化设备复杂昂贵，操作繁杂。

2、在DM码标识区域涂覆一层透明涂层尽管可以提高零件表面DM码的耐蚀性，但透明涂层会给DM码的识读带来诸多问题，可识读性低成为此种方法提高DM码耐久性的瓶颈。

3、在零件表面用激光焊接抗磨损、耐腐蚀的金属粉末形成DM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。

4、上述后两种方法严格来说并不是激光标刻DM码时可以运用的方法，它们大多是通过改变零件表面DM码的标刻方式来实现提高DM码的耐久性的，且对于提高DM码耐久性效果不明显，所以这些方法在实际生产中应用价值不高，应用范围也受到限制。

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)的不可知使得提出有效的防护零件表面DM码的措施困难较大，如何保证在不同盐雾环境中对DM码的防护工作都能有效，如何保证DM码经盐雾侵蚀以后可简单的放置在摄像机感应区域之内并能被高效识读是提高激光直接标刻在铝合金表面的DM码的耐盐雾腐蚀性能的关键。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明提出一种基于激光熔覆的提高铝合金表面DM码耐盐雾腐蚀性的激光标刻方法。基于提高铝合金零件表面DM码耐盐雾腐蚀性的目的，需要解决盐雾腐蚀后标刻在铝合金表面的DM码边缘或模块模糊，甚至码区部分数据完全丢失以及经盐雾腐蚀后DM码识读性等问题，使铝合金零件表面DM码得到有效防护，提高激光直接标刻在铝合金零件表面DM码的耐盐雾腐蚀性能。

本发明就解决其技术问题所采用的技术方案的整体思路是：采用预置粉末法在铝合金基体上均匀地涂覆一层由镍基合金粉末、石墨粉、无水乙醇和清漆混合而成的涂层材料，经激光在涂层表面标刻DM码使之和基体表面一薄层同时熔化，并快速凝固后形成稀释度极低、与基体成冶金结合的表面涂层，再用超声波清洗机清洗掉未标刻的部分，从而形成耐盐雾腐蚀的DM码标记。

本发明的技术方案为：

所述一种基于激光熔覆的铝合金耐蚀二维码标刻方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：制备激光熔覆涂层：

步骤1.1：将镍基合金粉末和石墨粉按质量比20:1配比并充分混合；将混合粉末与无水乙醇和清漆按质量比20:2:1配比并充分混合，得到涂层材料；

步骤1.2：将涂层材料均匀涂覆在铝合金试件表面后对铝合金试件进行干燥处理；

步骤2：确定激光标刻工艺参数：

步骤2.1：采用正交试验的方法设置激光打标机的N组工艺参数，并依据N组工艺参数，用激光打标机在铝合金试件涂层面上标刻N个DM码；

步骤2.2：将标刻有N个DM码的铝合金试件进行超声波清洗，使未经激光熔覆的表面涂层脱落；

步骤2.3：对铝合金试件上标刻的N个DM码进行质量校验，获取标刻整体质量等级达到“A”的DM码的激光标刻工艺参数；

步骤3：在待标刻的铝合金试件上均匀涂覆涂层材料并进行干燥处理，根据步骤2得到的激光标刻工艺参数通过激光打标机在待标刻的铝合金试件涂层面上标刻DM码，再对标刻完的铝合金试件进行超声波清洗，使未经激光熔覆的表面涂层脱落。

进一步的优选方案，所述一种基于激光熔覆的铝合金耐蚀二维码标刻方法，其特征在于：涂层材料涂覆在铝合金试件表面之前，对铝合金试件进行打磨处理，使得铝合金试件上需进行涂层的面的表面粗糙度不大于6.4μm。

进一步的优选方案，所述一种基于激光熔覆的铝合金耐蚀二维码标刻方法，其特征在于：对铝合金试件进行超声波清洗的过程为：先将铝合金试件在水中进行超声波清洗，然后用空气刷刷净铝合金试件表面，再将铝合金试件在丙酮中进行超声波清洗。

所述一种基于激光熔覆的铝合金耐蚀二维码标刻方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：制备激光熔覆涂层：

步骤1.1：将镍基合金粉末和石墨粉按质量比20:1配比并充分混合；将混合粉末与无水乙醇和清漆按质量比20:2:1配比并充分混合，得到涂层材料；

步骤1.2：将涂层材料均匀涂覆在铝合金试件表面后对铝合金试件进行干燥处理；

步骤2：通过激光打标机在待标刻的铝合金试件涂层面上标刻DM码；激光打标机的工艺参数为激光功率8W～10W，标刻速度20mm/s～40mm/s，Q频率20KHz～40KHz，线填充间距0.001mm～0.015mm，缩进-0.001mm～0.001mm；

步骤3：对标刻完的铝合金试件进行超声波清洗，使未经激光熔覆的表面涂层脱落。

有益效果

1)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码标记其耐盐雾腐蚀性得到了大大的提高。经过发明人研究，镍基合金粉末与铝合金基体结合性较好且当粉末配比合理、涂层均匀且激光标刻工艺参数设置合理时，在铝合金表面可通过低功率激光熔覆的方式产生整体质量等级为“A”的DM码。用镍基合金粉末等涂层材料在铝合金表面制备的涂层经激光辐照和基体表面一薄层同时熔化，并快速凝固后形成稀释度极低、与基体成冶金结合的表面涂层，使基体部分在盐雾腐蚀环境中不被氧化或弱氧化，激光标刻部分在盐雾腐蚀环境中不被还原或弱还原，避免了因氧化还原产生的物质沉积在DM码标记表面而产生的污染、边缘模糊，从而使盐雾腐蚀对该DM码标记产生的等影响最小。同时由于加入了适量的石墨粉，将形成与基体材料颜色反差较大的DM码，保证了本发明制作的耐蚀二维码的识读性。所以，该方法产生的DM码标记的耐盐雾腐蚀性能得以大大提高。

2)该方法形成的DM码标记的区域与常规方法进行激光直接标刻一致，对DM码标刻区域外的零件区域影响特别小，更不会像阳极氧化产生的氧化膜区域不可控制且会覆盖整个零件表面。所以该标记方法对DM码标记区域外的零件基体影响较小。

3)该方法制作DM码标记过程简单、操作性强，相对于其他提高DM码耐蚀性的方法其效率大大提高。

综上，相对于激光直接标刻在铝合金表面的DM码标记，该发明产生的DM码标记其耐盐雾腐蚀性能得到了大大提高，而且标记区域的涂层可控，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。根据发明人初步统计，直接标刻在铝合金表面的DM码的耐盐雾时间为13～15h，而使用本发明产生的DM码标记可经受40～42h盐雾腐蚀，其盐雾腐蚀性能提高了3倍。

附图说明

图1是本发明制作耐盐雾腐蚀DM码标记总过程的示意图；

图2是常规激光标刻DM码和本发明制作DM码实例图；

图3是本发明制作的耐盐雾腐蚀的DM码实例图；

图4是常规激光标刻制作的DM实例图；

图5是实例1中本发明产生的DM码标记经历2.5h盐雾腐蚀后的图像；

图6是实例1中未进行处理的DM码标记经历2.5h盐雾腐蚀后的图像；

图7是实例1中本发明的DM码标记经历12.5h盐雾腐蚀后的图像；

图8是实例1中未进行处理的DM码标记经历12.5h盐雾腐蚀后的图像；

图9是实例1中本发明产生的DM码标记经历25.5h盐雾腐蚀后的图像；

图10是实例1中未进行处理的DM码标记经历25.5h盐雾腐蚀后的图像；

图11是实例2中本发明产生的DM码标记经历2.5h盐雾腐蚀后的图像；

图12是实例2中未进行处理的DM码标记经历2.5h盐雾腐蚀后的图像；

图13是实例2中本发明的DM码标记经历12.5h盐雾腐蚀后的图像；

图14是实例2中未进行处理的DM码标记经历12.5h盐雾腐蚀后的图像；

图15是实例2中本发明产生的DM码标记经历25.5h盐雾腐蚀后的图像；

图16是实例2中未进行处理的DM码标记经历25.5h盐雾腐蚀后的图像；

图17是实例3中本发明产生的DM码标记经历2.5h盐雾腐蚀后的图像；

图18是实例3中未进行处理的DM码标记经历2.5h盐雾腐蚀后的图像；

图19是实例3中本发明的DM码标记经历12.5h盐雾腐蚀后的图像；

图20是实例3中未进行处理的DM码标记经历12.5h盐雾腐蚀后的图像；

图21是实例3中本发明产生的DM码标记经历25.5h盐雾腐蚀后的图像；

图22实例中3中未进行处理的DM码标记经历25.5h盐雾腐蚀后的图像。

具体实施方式

实施例1：

本实施例选用牌号为2A12的铝合金板料作为待标刻的铝合金试件，其规格为Ф50*5mm。

本实施例的步骤为：

步骤1：制备激光熔覆涂层：

步骤1.1：将镍基合金粉末(镍基合金粉末牌号为Ni20)和石墨粉按质量比20:1配比并放置于球磨机中充分混合；将所得的混合粉末与无水乙醇和清漆按质量比20:2:1配比并充分搅拌混合，得到涂层材料。

步骤1.2：将涂层材料均匀涂覆在铝合金试件表面，然后将铝合金试件置于电热鼓风干燥箱中干燥，干燥温度为100摄氏度，干燥时间为60分钟。在涂覆涂层材料前，需要对铝合金试件表面进行打磨，使该面的表面粗糙度不大于6.4μm，满足与涂层结合良好的要求。

步骤2：确定激光标刻工艺参数：

步骤2.1：采用正交试验的方法设置激光打标机的N组工艺参数，并依据N组工艺参数，用激光打标机在铝合金试件涂层面上标刻N个DM码，DM码码字为“30Q324343430794<OQQ”，条码规格为8*8mm。

步骤2.2：将步骤2.1中标刻有DM码的铝合金试件在纯净水中进行10min超声波清洗，然后用空气刷刷净铝合金试件表面，然后在丙酮中进行5min超声波清洗，清洗后表面未经激光熔覆的部分自然脱落，经激光标刻的DM码留在零件表面，从而获得清晰完整的DM码。

步骤2.3：按照标准AIM-DPM-1-2006，采用条码校验仪对铝合金试件上标刻的N个DM码进行质量校验，获取标刻整体质量等级达到“A”的DM码的激光标刻工艺参数。本实施例中DM码整体质量等级达到“A”的激光标刻工艺参数有多组，我们选取的激光标刻工艺参数为：激光功率＝10W，标刻速度＝30mm/s，Q频率＝20KHz，线填充间距＝0.010mm，缩进＝-0.001mm。

步骤3：在待标刻的铝合金试件上均匀涂覆涂层材料并进行干燥处理，根据步骤2得到的激光标刻工艺参数通过激光打标机在待标刻的铝合金试件涂层面上标刻DM码，再对标刻完的铝合金试件进行超声波清洗，使未经激光熔覆的表面涂层脱落，实现在铝合金试件涂层面上制作条码等级为“A”的DM码。

本实施例中为了进行对比，采用常规激光标刻方法在铝合金试件上标刻了DM码，具体过程为：

1、用激光打标机在铝合金试件标刻面上标刻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；

2、调整激光打标机的激光标刻工艺参数，重复上述标刻步骤，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；

3、将激光标刻工艺参数设置为DM码整体质量等级达到“A”时的激光标刻工艺参数，由于DM码整体质量等级达到“A”的激光标刻工艺参数有多组，这里选取的使标刻的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＝6.8W，标刻速度＝500mm/s，Q频率＝20KHz，线填充间距＝0.005mm，缩进＝-0.001mm。采用激光打标机在铝合金试件标刻面上标刻DM码；

4、将标刻完的试件在纯净水中进行5min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。

这样，在铝合金试件上标刻了两个DM码，如图2所示。用条码校验仪对试件上的两个DM码进行质量校验，分别记录试件的DM码的整体质量等级以及各个评估分参量的等级，评估分参量包括对比度、X方向打印增长、Y方向打印增长。

本实施例中通过激光熔覆标刻的DM码标记与常规激光标刻的DM码标记的质量数据如表1所示。

表1

按盐雾试验标准设置试验环境，将试件放置在试验环境中进行盐雾试验。盐雾试验2.5h小时后将试件取出用水洗净，静置至少0.5h之后，本发明产生后的DM码标记如图5所示，激光直接标刻在铝合金表面的DM码标记如图6所示，两种标记在条码校验仪与条码扫描枪均可正确解码，两种DM码标记的具体质量如表2所示。

表2

将试件再次放回盐雾试验环境中，重新进行盐雾试验。再进行盐雾试验10.5h后将试件取出用水洗净，静置至少0.5h之后，本发明产生的DM码标记如图7所示，激光直接标刻在铝合金表面的DM码标记如图8所示，尽管两种标记在条码校验仪与条码扫描枪均可正确解码，但未经处理的DM码已经变得失效，两种DM码标记的具体质量如表3示。

表3

将试件再次放回盐雾试验环境中，重新进行盐雾试验。再进行盐雾试验13h后将试件取出用水洗净，静置至少0.5h之后，本发明产生的DM码标记如图9所示，激光直接标刻在铝合金表面的DM码标记如图10所示，此时未经处理的DM码在条码校验仪与条码扫描枪均已无法解码，但本发明的DM码标记仍然正确解码，且整体质量等级为C。继续试验发现本发明产生的DM码标记在一共经历了38小时后其整体质量等级才降为F，43小时后才无法正确解码。

实施例2：

本实施例选用牌号为2A12的铝合金板料作为待标刻的铝合金试件，其规格为Ф50*5mm。

本实施例的步骤为：

步骤1：制备激光熔覆涂层：

步骤1.1：将镍基合金粉末(镍基合金粉末牌号为Ni20)和石墨粉按质量比20:1配比并放置于球磨机中充分混合；将所得的混合粉末与无水乙醇和清漆按质量比20:2:1配比并充分搅拌混合，得到涂层材料。

步骤1.2：将涂层材料均匀涂覆在铝合金试件表面，然后将铝合金试件置于电热鼓风干燥箱中干燥，干燥温度为100摄氏度，干燥时间为60分钟。在涂覆涂层材料前，需要对铝合金试件表面进行打磨，使该面的表面粗糙度不大于6.4μm，满足与涂层结合良好的要求。

步骤2：确定激光标刻工艺参数：

步骤2.1：采用正交试验的方法设置激光打标机的N组工艺参数，并依据N组工艺参数，用激光打标机在铝合金试件涂层面上标刻N个DM码，DM码码字为“30Q324343430794<OQQ”，条码规格为8*8mm。

步骤2.2：将步骤2.1中标刻有DM码的铝合金试件在纯净水中进行10min超声波清洗，然后用空气刷刷净铝合金试件表面，然后在丙酮中进行5min超声波清洗，清洗后表面未经激光熔覆的部分自然脱落，经激光标刻的DM码留在零件表面，从而获得清晰完整的DM码。

步骤2.3：按照标准AIM-DPM-1-2006，采用条码校验仪对铝合金试件上标刻的N个DM码进行质量校验，获取标刻整体质量等级达到“A”的DM码的激光标刻工艺参数。本实施例中DM码整体质量等级达到“A”的激光标刻工艺参数有多组，我们选取的激光标刻工艺参数为：激光功率＝9W，标刻速度＝20mm/s，Q频率＝30KHz，线填充间距＝0.001mm，缩进＝0mm。

步骤3：在待标刻的铝合金试件上均匀涂覆涂层材料并进行干燥处理，根据步骤2得到的激光标刻工艺参数通过激光打标机在待标刻的铝合金试件涂层面上标刻DM码，再对标刻完的铝合金试件进行超声波清洗，使未经激光熔覆的表面涂层脱落，实现在铝合金试件涂层面上制作条码等级为“A”的DM码。

本实施例中为了进行对比，采用常规激光标刻方法在铝合金试件上标刻了DM码，具体过程为：

1、用激光打标机在铝合金试件标刻面上标刻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；

2、调整激光打标机的激光标刻工艺参数，重复上述标刻步骤，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；

3、将激光标刻工艺参数设置为DM码整体质量等级达到“A”时的激光标刻工艺参数，由于DM码整体质量等级达到“A”的激光标刻工艺参数有多组，这里选取的使标刻的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＝7W，标刻速度＝450mm/s，Q频率＝20KHz，线填充间距＝0.005mm，缩进＝0.001mm。采用激光打标机在铝合金试件标刻面上标刻DM码；

4、将标刻完的试件在纯净水中进行5min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。

这样，在铝合金试件上标刻了两个DM码，如图2所示。用条码校验仪对试件上的两个DM码进行质量校验，分别记录试件的DM码的整体质量等级以及各个评估分参量的等级，评估分参量包括对比度、X方向打印增长、Y方向打印增长。

本实施例中通过激光熔覆标刻的DM码标记与常规激光标刻的DM码标记的质量数据如表4所示。

表4

按盐雾试验标准设置试验环境，将试件放置在试验环境中进行盐雾试验。盐雾试验2.5h小时后将试件取出用水洗净，静置至少0.5h之后，本发明产生的DM码标记如图11所示，激光直接标刻在铝合金表面的DM码标记如图12所示，两种标记在条码校验仪与条码扫描枪均可正确解码，两种DM码标记的具体质量如表5所示。

表5

将试件再次放回盐雾试验环境中，重新进行盐雾试验。再进行盐雾试验10.5h后将试件取出用水洗净，静置至少0.5h之后，本发明产生的DM码标记如图13所示，激光直接标刻在铝合金表面的DM码标记如图14所示，尽管两种标记在条码校验仪与条码扫描枪均可正确解码，但未经处理的DM码已经变得失效，两种DM码标记的具体质量如表6示。

表6

将试件再次放回盐雾试验环境中，重新进行盐雾试验。再进行盐雾试验13h后将试件取出用水洗净，静置至少0.5h之后，本发明产生的DM码标记如图15所示，激光直接标刻在铝合金表面的DM码标记如图16所示，此时未经处理的DM码在条码校验仪与条码扫描枪下均已无法解码，但本发明的DM码标记仍然正确解码，且整体质量等级为D。继续试验发现本发明产生的DM码标记在一共经历了29小时后其整体质量等级才降为F，40小时后才无法正确解码。

实施例3：

本实施例选用牌号为2A12的铝合金板料作为待标刻的铝合金试件，其规格为Ф50*5mm。

本实施例的步骤为：

步骤1：制备激光熔覆涂层：

步骤1.1：将镍基合金粉末(镍基合金粉末牌号为Ni20)和石墨粉按质量比20:1配比并放置于球磨机中充分混合；将所得的混合粉末与无水乙醇和清漆按质量比20:2:1配比并充分搅拌混合，得到涂层材料。

步骤1.2：将涂层材料均匀涂覆在铝合金试件表面，然后将铝合金试件置于电热鼓风干燥箱中干燥，干燥温度为100摄氏度，干燥时间为60分钟。在涂覆涂层材料前，需要对铝合金试件表面进行打磨，使该面的表面粗糙度不大于6.4μm，满足与涂层结合良好的要求。

步骤2：确定激光标刻工艺参数：

步骤2.1：采用正交试验的方法设置激光打标机的N组工艺参数，并依据N组工艺参数，用激光打标机在铝合金试件涂层面上标刻N个DM码，DM码码字为“30Q324343430794<OQQ”，条码规格为8*8mm。

步骤2.2：将步骤2.1中标刻有DM码的铝合金试件在纯净水中进行10min超声波清洗，然后用空气刷刷净铝合金试件表面，然后在丙酮中进行5min超声波清洗，清洗后表面未经激光熔覆的部分自然脱落，经激光标刻的DM码留在零件表面，从而获得清晰完整的DM码。

步骤2.3：按照标准AIM-DPM-1-2006，采用条码校验仪对铝合金试件上标刻的N个DM码进行质量校验，获取标刻整体质量等级达到“A”的DM码的激光标刻工艺参数。本实施例中DM码整体质量等级达到“A”的激光标刻工艺参数有多组，我们选取的激光标刻工艺参数为：激光功率＝8W，标刻速度＝40mm/s，Q频率＝40KHz，线填充间距＝0.015mm，缩进＝0.001mm。

步骤3：在待标刻的铝合金试件上均匀涂覆涂层材料并进行干燥处理，根据步骤2得到的激光标刻工艺参数通过激光打标机在待标刻的铝合金试件涂层面上标刻DM码，再对标刻完的铝合金试件进行超声波清洗，使未经激光熔覆的表面涂层脱落，实现在铝合金试件涂层面上制作条码等级为“A”的DM码。

本实施例中为了进行对比，采用常规激光标刻方法在铝合金试件上标刻了DM码，具体过程为：

1、用激光打标机在铝合金试件标刻面上标刻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；

2、调整激光打标机的激光标刻工艺参数，重复上述标刻步骤，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；

3、将激光标刻工艺参数设置为DM码整体质量等级达到“A”时的激光标刻工艺参数，由于DM码整体质量等级达到“A”的激光标刻工艺参数有多组，这里选取的使标刻的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＝6.8W，标刻速度＝500mm/s，Q频率＝20KHz，线填充间距＝0.005mm，缩进＝-0.001mm。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；

4、将标刻完的试件在纯净水中进行5min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。

这样，在铝合金试件上标刻了两个DM码，如图2所示。用条码校验仪对试件上的两个DM码进行质量校验，分别记录试件的DM码的整体质量等级以及各个评估分参量的等级，评估分参量包括对比度、X方向打印增长、Y方向打印增长。

本实施例中通过激光熔覆标刻的DM码标记与常规激光标刻的DM码标记的质量数据如表7所示。

表7

按盐雾试验标准设置试验环境，将试件放置在试验环境中进行盐雾试验。盐雾试验2.5h小时后将试件取出用水洗净，静置至少0.5h之后，本发明产生的DM码标记如图17所示，激光直接标刻在铝合金表面的DM码标记如图18所示，两种标记在条码校验仪与条码扫描枪均可正确解码，两种DM码标记的具体质量如表8所示。

表8

将试件再次放回盐雾试验环境中，重新进行盐雾试验。再进行盐雾试验10.5h后将试件取出用水洗净，静置至少0.5h之后，本发明产生的DM码标记如图19所示，激光直接标刻在铝合金表面的DM码标记如图20所示，尽管两种标记在条码校验仪与条码扫描枪均可正确解码，但未经处理的DM码已经变得失效，两种DM码标记的具体质量如表9示。

表9

将试件再次放回盐雾试验环境中，重新进行盐雾试验。再进行盐雾试验13h后将试件取出用水洗净，静置至少0.5h之后，本发明产生的DM码标记如图21所示，激光直接标刻在铝合金表面的DM码标记如图22所示，此时未经处理的DM码在条码校验仪与条码扫描枪下均已无法解码，但本发明的DM码标记仍然正确解码，且整体质量等级为D。继续试验发现本发明产生的DM码标记在一共经历了30小时后其整体质量等级才降为F，45小时后才无法正确解码。

Claims (6)

1.一种基于激光熔覆的铝合金耐蚀二维码标刻方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：制备激光熔覆涂层：

步骤1.1：将镍基合金粉末和石墨粉按质量比20:1配比并充分混合；将混合粉末与无水乙醇和清漆按质量比20:2:1配比并充分混合，得到涂层材料；

步骤1.2：将涂层材料均匀涂覆在铝合金试件表面后对铝合金试件进行干燥处理；

步骤2：确定激光标刻工艺参数：

步骤2.1：采用正交试验的方法设置激光打标机的N组工艺参数，并依据N组工艺参数，用激光打标机在铝合金试件涂层面上标刻N个DM码；

步骤2.2：将标刻有N个DM码的铝合金试件进行超声波清洗，使未经激光熔覆的表面涂层脱落；

步骤2.3：对铝合金试件上标刻的N个DM码进行质量校验，获取标刻整体质量等级达到“A”的DM码的激光标刻工艺参数；

步骤3：在待标刻的铝合金试件上均匀涂覆涂层材料并进行干燥处理，根据步骤2得到的激光标刻工艺参数通过激光打标机在待标刻的铝合金试件涂层面上标刻DM码，再对标刻完的铝合金试件进行超声波清洗，使未经激光熔覆的表面涂层脱落。

2.根据权利要求1所述一种基于激光熔覆的铝合金耐蚀二维码标刻方法，其特征在于：涂层材料涂覆在铝合金试件表面之前，对铝合金试件进行打磨处理，使得铝合金试件上需进行涂层的面的表面粗糙度不大于6.4μm。

3.根据权利要求1所述一种基于激光熔覆的铝合金耐蚀二维码标刻方法，其特征在于：对铝合金试件进行超声波清洗的过程为：先将铝合金试件在水中进行超声波清洗，然后用空气刷刷净铝合金试件表面，再将铝合金试件在丙酮中进行超声波清洗。

4.一种基于激光熔覆的铝合金耐蚀二维码标刻方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：制备激光熔覆涂层：

步骤1.1：将镍基合金粉末和石墨粉按质量比20:1配比并充分混合；将混合粉末与无水乙醇和清漆按质量比20:2:1配比并充分混合，得到涂层材料；

步骤1.2：将涂层材料均匀涂覆在铝合金试件表面后对铝合金试件进行干燥处理；

步骤2：通过激光打标机在待标刻的铝合金试件涂层面上标刻DM码；激光打标机的工艺参数为激光功率8W～10W，标刻速度20mm/s～40mm/s，Q频率20KHz～40KHz，线填充间距0.001mm～0.015mm，缩进-0.001mm～0.001mm；

步骤3：对标刻完的铝合金试件进行超声波清洗，使未经激光熔覆的表面涂层脱落。

5.根据权利要求4所述一种基于激光熔覆的铝合金耐蚀二维码标刻方法，其特征在于：涂层材料涂覆在铝合金试件表面之前，对铝合金试件进行打磨处理，使得铝合金试件上需进行涂层的面的表面粗糙度不大于6.4μm。

6.根据权利要求4所述一种基于激光熔覆的铝合金耐蚀二维码标刻方法，其特征在于：对铝合金试件进行超声波清洗的过程为：先将铝合金试件在水中进行超声波清洗，然后用空气刷刷净铝合金试件表面，再将铝合金试件在丙酮中进行超声波清洗。