專利名稱：一種提高鋁合金表面二維碼耐鹽霧腐蝕性的激光標刻方法
技術領域：
本發(fā)明涉及激光標刻技術領域，具體為一種提高鋁合金表面二維碼耐鹽霧腐蝕性的激光標刻方法，以實現(xiàn)標刻在鋁合金表面上的二維條碼在長時間鹽霧環(huán)境后仍可有效識讀的目的。
背景技術：
實踐證明，激光直接標刻技術與Data Matrix碼(以下簡稱DM碼)技術能較好的解決產(chǎn)品的質(zhì)量追蹤問題。激光標刻技術可在各種材料表面產(chǎn)生永久、高對比度的優(yōu)質(zhì)標記，比如金屬、玻璃、陶瓷或木材等。保證產(chǎn)品在全生命周期的任一時刻都有一個有效的唯一標識是實現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期管理和信息追蹤的關鍵。
零件在生產(chǎn)加工或使用過程中往往遭受到各種惡劣，比如在鋁合金零件在使用過程中往往會遭受鹽霧、沙粒等惡劣環(huán)境的侵蝕。鹽霧、沙粒等惡劣環(huán)境的侵蝕會使激光標刻在合金零件表面的二維碼勢產(chǎn)生污損、破壞，這勢必影響在零件表面已有標識的識讀性，甚至使已有標識不可讀，最終導致同批次零件無法區(qū)分、無法進行零件質(zhì)量的全過程追蹤。因此如何提高零件表面直接標刻的二維碼的耐蝕性是實現(xiàn)鋁合金零件全生命周期管理和信息追蹤的重要環(huán)節(jié)。現(xiàn)有增強零件表面二維條碼耐久性以及經(jīng)歷惡劣環(huán)境后的識讀效率的方法原理主要包括配比不同成分組成的抗磨損、耐腐蝕的金屬粉末用激光焊接在零件表面形成二維條碼，該方法可增強零件表面二維條碼的耐磨性與抗腐蝕性；用透明涂層將二維條碼標識區(qū)域保護起來以增強零件表面二維碼對惡劣環(huán)境的抵抗力，并進行透明涂層下的二維碼識讀研究；在零件表面進行深度微銑削形成對比度較好的二維碼，該方法可使二維碼在經(jīng)歷熱處理等較為惡劣的環(huán)境后仍然有較高的對比度，從而增加零件表面二維碼對熱處理的抵抗能力。根據(jù)目前的研究，這些方法在應用時具有下列缺陷I、零件表面用激光焊接抗磨損、耐腐蝕的金屬粉末形成的二維碼，其耐蝕性確實可得以提高，但該方法工藝較為復雜，成本較高，整體效果不經(jīng)濟。2、零件表面透明涂層保護膜下的二維碼盡管其耐蝕性可得到提高，但透明圖層下二維碼的識讀是該方法的瓶頸所在，透明圖層下二維碼的識讀目前存在諸多問題，此外零件表面添加多余物在一些航空航天產(chǎn)品零件上往往是不允許的。3、零件表面進行深度微銑削形成的二維碼對淬火、失效等熱處理具有較高的抵抗力，但該方法不改變鋁合金基體本身的耐蝕性，采用該方法提高零件表面二維碼的耐蝕性，尤其是在鹽霧等惡劣環(huán)境下其效果不明顯。4、這些方法大多是通過改變零件表面二維碼的標刻方式來實現(xiàn)二維碼的耐久性與防護的，在零件表面二維碼已定(包括基材已確定、標刻方式已定)的前提下，比如鋁合金表面用激光標刻形成二維碼，這些方法針對在鹽霧惡等劣環(huán)境的防護是無效的。現(xiàn)有方法上述缺陷，加上鹽霧侵蝕時間往往是變化的以及鹽霧環(huán)境(如PH、濕度)的不可知對零件表面二維碼的防護措施提出了難題，如何保證防護措施能在不同鹽霧環(huán)境中對二維碼的保護始終有效，如何保證對二維碼在鹽霧侵蝕以后可簡單有效的暴露在傳感器(攝像機)感應區(qū)域之內(nèi)并能有效識讀是提高激光直接標刻在鋁合金表面的二維條碼的耐鹽霧腐蝕性能的關鍵。實際應用中為了提高鋁合金的耐蝕性，往往采用硫酸陽極化或鉻酸陽極化的方法。若將這種方法應用在激光直接標刻在鋁合金表面的DM碼以提高DM碼的耐蝕會存在如下幾方面弊端其一，硫酸陽極化或鉻酸陽極化較難控制零件表面陽極化的區(qū)域，除標識區(qū)域外，往往會導致零件非標識區(qū)域的表面也被陽極化，對零件的物理化學性能產(chǎn)生較大影響；其二，該方法較難控制陽極氧化膜的厚度使其對零件表面已有的二維碼標識影響最小，采用該方法往往會使陽極化所形成的氧化膜會較大面積污 染碼區(qū)甚至整個將碼區(qū)覆蓋，從而導致激光標刻在鋁合金表面的DM碼不可讀；其三，陽極化設備較為龐大，操作較為繁雜。

發(fā)明內(nèi)容
要解決的技術問題為解決現(xiàn)有技術存在的問題，本發(fā)明提出一種提高鋁合金表面二維碼耐鹽霧腐蝕性的激光標刻方法，其目的是從DM碼的表面防護思路出發(fā)，解決鹽霧腐蝕后導致標刻在鋁合金表面的DM碼邊緣或模塊模糊、不清晰，甚至連碼區(qū)部分數(shù)據(jù)完全丟失等問題，使鋁合金表面DM碼得到有效防護，提高激光直接標刻在鋁合金DM碼的耐鹽霧腐蝕性能。技術方案本發(fā)明就解決其技術問題所采用的技術方案整體思路是在鋁板基體上用激光直接標刻形成DM碼底層，采用熱敏方法在蠟紙上做一正方形圖案，正方形圖案比所鋁板表面已有的DM碼規(guī)格更大，將蠟紙作為模板用電化學蝕刻的方法在鋁板DM碼區(qū)域進行電化學蝕刻，形成一層具有保護作用的氧化膜，從而形成耐鹽霧腐蝕的DM碼標記，該技術方案的基本流程如圖I所示。本發(fā)明的技術方案為所述一種提高鋁合金表面二維碼耐鹽霧腐蝕性的激光標刻方法，其特征在于包括以下步驟步驟I :確定激光標刻工藝參數(shù)步驟I. I :對鋁合金試件的標刻面進行打磨，使標刻面的表面粗糙度符合激光打標機的標刻要求；步驟I. 2 :用激光打標機在標刻面上標刻DM碼，并按照標準AM-DPM-1-2006，采用條碼校驗儀對標刻的DM碼進行質(zhì)量校驗；步驟I. 3 :調(diào)整激光打標機的激光標刻工藝參數(shù)，重復步驟I. 2，直至標刻的DM碼整體質(zhì)量等級達到“A”，并記錄標刻的DM碼整體質(zhì)量等級達到“A”時的激光標刻工藝參數(shù)；步驟2 :按照步驟I得到的激光標刻工藝參數(shù)，采用激光打標機在待標刻的鋁合金試件標刻面上標刻DM碼；將標刻完的試件在丙酮中進行至少IOmin超聲波清洗，然后用空氣刷刷凈鋁合金試件表面，最后對試件進行干燥，并靜置至少0. 5h ；步驟3 :在計算機中生成一個全黑的正方形圖案，該圖案的邊長比步驟2中標刻的DM碼長和寬均多出至少4mm ;采用熱敏方式將該正方形圖案打印在蠟紙上；
步驟4 :采用電解液將蠟紙上的正方形圖案和步驟2得到的鋁合金試件上的DM碼潤濕，并將蠟紙上的正方形圖案與所述鋁合金試件上的DM碼貼合；所述電解液主要成分為檸檬酸和硝酸鈣；步驟5 :將所述鋁合金試件放置在電化學蝕刻設備的陰極上，將電化學蝕刻設備的陽極放置在蠟紙的正方形圖案上，且陽極位置完全覆蓋蠟紙上的正方形圖案；開啟電化學蝕刻設備，待電化學蝕刻完成后，取下鋁合金試件，并在空氣中靜置至少0. 5h ；步驟6 :將步驟5得到的鋁合金試件在純凈水中進行至少IOmin超聲波清洗，然后用空氣刷刷凈鋁合金試件表面，最后對試件進行干燥，并靜置至少24h，使鋁合金試件DM碼表面形成的保護膜充分氧化，并得以穩(wěn)定。所述一種提高鋁合金表面二維碼耐鹽霧腐蝕性的激光標刻方法，其特征在于在步驟I. I中對鋁合金試件的標刻面進行打磨，使標刻面的表面粗糙度約為3. 2pm。
所述一種提高鋁合金表面二維碼耐鹽霧腐蝕性的激光標刻方法，其特征在于在步驟I. 3中調(diào)整激光打標機的激光標刻工藝參數(shù)，重復步驟I. 2，直至標刻的DM碼整體質(zhì)量等級達到“A”，且在DM碼表面具有“硅灰”現(xiàn)象，并記錄標刻的DM碼整體質(zhì)量等級達到“A”，且在DM碼表面具有“硅灰”現(xiàn)象時的激光標刻工藝參數(shù)。所述一種提高鋁合金表面二維碼耐鹽霧腐蝕性的激光標刻方法，其特征在于在步驟1.3中，標刻的DM碼整體質(zhì)量等級達到“A”時的激光標刻工藝參數(shù)為激光功率6. 5W 7. 2W,標刻速度480mm/s 520mm/s，Q頻率20KHz 22KHz，線填充間距0. 003mm 0. 008mm,縮進-0. OOlmm 0. 001mm。所述一種提高鋁合金表面二維碼耐鹽霧腐蝕性的激光標刻方法，其特征在于在步驟4中所述電解液采用由“通用標刻系統(tǒng)公司”提供的主要成分為檸檬酸和硝酸鈣的ME3溶液。所述一種提高鋁合金表面二維碼耐鹽霧腐蝕性的激光標刻方法，其特征在于步驟5中，電化學蝕刻設備的蝕刻參數(shù)為蝕刻功率5W 6W、蝕刻時間6S 8S、氧化功率4W 5W、氧化時間 I. 5S"2. 5S。有益效果本發(fā)明的有益效果包括以下幾方面I)相對于激光直接標刻在鋁合金標面的DM碼，該方法產(chǎn)生的DM碼標記其耐鹽霧腐蝕性得到了大大的提高。經(jīng)過發(fā)明人研究，當激光標刻工藝參數(shù)設置合理，在鋁合金表面的整體質(zhì)量等級為A且具有“硅灰”現(xiàn)象的DM碼較為合適作為整個DM碼標記的底層。通過蠟紙模板的電化學蝕刻會在底層表面產(chǎn)生一層的白色或暗白色的氧化膜，調(diào)整合適的電化學標記參數(shù)會使該氧化膜均勻且較為致密，并且對激光直接標刻在鋁合金表面DM碼的質(zhì)量影響較小，對比度下降也很小，這使該方法產(chǎn)生的DM碼標記具有強耐鹽霧腐蝕能力成為了可能。同時由于將形成氧化膜的DM碼在空氣中靜置至少24h使得該氧化膜得以充分氧化并形成了穩(wěn)定的結構，這層致密且結構穩(wěn)定的氧化膜在鹽霧腐蝕環(huán)境中牢牢將底層的DM碼保護起來，使其基體部分在鹽霧腐蝕環(huán)境中不被氧化或弱氧化，激光標刻部分在鹽霧腐蝕環(huán)境中不被還原或弱還原，避免了因氧化還原產(chǎn)生的物質(zhì)沉積在DM碼標記表面而產(chǎn)生的污染、邊緣模糊，從而使鹽霧腐蝕對該DM碼標記產(chǎn)生的等影響最小。所以，該方法產(chǎn)生的DM碼標記的耐鹽霧腐蝕性能得以大大提高。
2)該方法形成的DM碼標記的氧化膜區(qū)域空通過蠟紙模板的規(guī)格來精確控制，對在蠟紙模板外的零件區(qū)域影響特別小，更不會像陽極氧化產(chǎn)生的氧化膜區(qū)域不可控制且會覆蓋整個零件表面，總之，該標記方法對DM碼標記區(qū)域外的零件基體影響較小。3)該方法制作DM碼標記過程簡單、操作性強，相對于其他提高DM碼耐蝕性的方法其效率大大提高。綜上，相對于激光直接標刻在鋁合金表面的DM碼標記，該發(fā)明產(chǎn)生的DM碼標記其耐鹽霧腐蝕性能得到了大大提高，而且標記區(qū)域的氧化膜可控，標記對標記區(qū)域外的零件基體影響較小，操作簡單，效率較高。根據(jù)發(fā)明人初步統(tǒng)計，直接標刻在鋁合金表面的DM碼的耐鹽霧時間為13 15h，而使用本發(fā)明產(chǎn)生的DM碼標記可經(jīng)受36 40h鹽霧腐蝕，其鹽霧腐蝕性能提高了 2 3倍。



圖I是本發(fā)明制作耐鹽霧腐蝕二維碼標記總過程的示意圖 圖2是DM標記底層樣件實例3是本發(fā)明制作的耐鹽霧腐蝕的DM碼實例4是實例I中本發(fā)明產(chǎn)生的DM碼標記經(jīng)歷2. 5h鹽霧腐蝕后的圖像圖5是是實例I中未進行處理的DM碼標記經(jīng)歷2. 5h鹽霧腐蝕后的圖像圖6是是實例I中本發(fā)明的DM碼標記經(jīng)歷12. 5h鹽霧腐蝕后的圖像圖7是實例中I未進行處理的DM碼標記經(jīng)歷12. 5h鹽霧腐蝕后的圖像圖8是是實例I中本發(fā)明產(chǎn)生的DM碼標記經(jīng)歷25. 5h鹽霧腐蝕后的圖像圖9是實例中I未進行處理的DM碼標記經(jīng)歷25. 5h鹽霧腐蝕后的圖像圖10是實例2中本發(fā)明產(chǎn)生的DM碼標記經(jīng)歷2. 5h鹽霧腐蝕后的圖像圖11是實例2中未進行處理的DM碼標記經(jīng)歷2. 5h鹽霧腐蝕后的圖像圖12是實例2中本發(fā)明的DM碼標記經(jīng)歷12. 5h鹽霧腐蝕后的圖像圖13是實例中2未進行處理的DM碼標記經(jīng)歷12. 5h鹽霧腐蝕后的圖像圖14是實例2中本發(fā)明產(chǎn)生的DM碼標記經(jīng)歷25. 5h鹽霧腐蝕后的圖像圖15是實例中2未進行處理的DM碼標記經(jīng)歷25. 5h鹽霧腐蝕后的圖像圖16是實例3中本發(fā)明產(chǎn)生的DM碼標記經(jīng)歷2. 5h鹽霧腐蝕后的圖像圖17是實例3中未進行處理的DM碼標記經(jīng)歷2. 5h鹽霧腐蝕后的圖像圖18是實例3中本發(fā)明的DM碼標記經(jīng)歷12. 5h鹽霧腐蝕后的圖像圖19是實例中3未進行處理的DM碼標記經(jīng)歷12. 5h鹽霧腐蝕后的圖像圖20是實例3中本發(fā)明產(chǎn)生的DM碼標記經(jīng)歷25. 5h鹽霧腐蝕后的圖像圖21實例中3未進行處理的DM碼標記經(jīng)歷25. 5h鹽霧腐蝕后的圖像
具體實施例方式下面結合具體實施例描述本發(fā)明實施例I :本實施例選用牌號為2A12的招合金板料作為待標刻的招合金試件,其規(guī)格為①50*5mmo
本實施例的步驟為步驟I :確定激光標刻工藝參數(shù)步驟I. I :對鋁合金試件的標刻面進行打磨，使標刻面的表面粗糙度符合激光打標機的標刻要求，本實施例中標刻面的表面粗糙度約為3. 2pm ;步驟I. 2 :用大族YLP-DlO光纖激光打標機在標刻面上標刻DM碼，碼字為“30Q324343430794〈0QQ”，條碼規(guī)格為 8*8_，并按照 NASA 標準 AM-DPM-1-2006，采用“Microscan”條碼校驗儀對標刻的DM碼進行質(zhì)量校驗；步驟I. 3 :調(diào)整激光打標機的激光標刻工藝參數(shù)，重復步驟I. 2，直至標刻的DM碼整體質(zhì)量等級達到“A”，并記錄標刻的DM碼整體質(zhì)量等級達到“A”時的激光標刻工藝參數(shù)。由于DM碼整體質(zhì)量等級達到“A”的激光標刻工藝參數(shù)可能有多組，使為了提高DM碼的識別效果，本實施例中，還要求在DM碼表面具有“硅灰”現(xiàn)象，即激光標刻區(qū)域不呈乳白色而呈灰黑色的現(xiàn)象；所以本步驟得到的是使標刻的DM碼整體質(zhì)量等級達到“A”，且在DM 碼表面具有“硅灰”現(xiàn)象時的激光標刻工藝參數(shù)激光功率=7W，標刻速度=500mm/s，Q頻率=21KHz,線填充間距=0. 003mm,縮進=0. 001mm。步驟2 :按照步驟I得到的激光標刻工藝參數(shù)，采用激光打標機在待標刻的鋁合金試件標刻面上標刻DM碼,本實施例中為了進行對比,在待標刻的招合金試件標刻面上標刻了兩個DM碼，并且在靜置24h后,用條碼校驗儀對試件上的兩個DM碼進行質(zhì)量校驗,分別記錄試件的DM碼的整體質(zhì)量等級以及各個評估分參量的等級，評估分參量包括對比度、X方向打印增長、Y方向打印增長。而后將標刻完的試件在丙酮中進行至少IOmin超聲波清洗，然后用空氣刷刷凈鋁合金試件表面，最后對試件用熱吹風機進行干燥，并靜置至少0. 5h0步驟3 :在計算機中用Enlable軟件生成一個全黑的正方形圖案，該圖案的邊長為14mm,比步驟2中標刻的DM碼長和寬均多出至少4mm ;采用熱敏方式用TSC-343C打印機在蠟紙上打印五個正方形圖案。步驟4 :采用電解液將蠟紙上的正方形圖案和步驟2得到的鋁合金試件上的一個DM碼潤濕，并將蠟紙上的正方形圖案與所述鋁合金試件上潤濕的DM碼貼合；所述電解液采用由“通用標刻系統(tǒng)公司”提供的主要成分為檸檬酸和硝酸鈣的ME3溶液，通過該電解液的電化學蝕刻可在鋁合金表面形成層白色或暗白色的氧化膜。試件上另一個DM碼不做處理，用于對比試驗。步驟5 :將所述鋁合金試件放置在UMS電化學蝕刻設備的不銹鋼板(陰極)上，標有DM碼的端面朝上，將電化學蝕刻設備的打印頭(陽極)倒置在蠟紙的正方形圖案上，且陽極位置完全覆蓋蠟紙上的正方形圖案，并使打印頭保持平穩(wěn)；調(diào)整蝕刻功率、蝕刻時間、間隔時間、氧化功率、氧化時間等參量開始電化學蝕刻，待電化學蝕刻完成后，取下打印頭及試件上的蠟紙，并將試件從陰極板上取下，并在空氣中靜置至少0. 5h ;本實施例電化學蝕刻設備的蝕刻參數(shù)為蝕刻功率=6W、蝕刻時間=8S、氧化功率=4W、氧化時間=1. 75S。步驟6 :將步驟5得到的試件在純凈水中進行至少IOmin超聲波清洗，然后用空氣刷刷凈鋁合金試件表面，最后用熱吹風機進行干燥，并靜置至少24h，使鋁合金試件DM碼表面形成的較薄的保護膜充分氧化，并得以穩(wěn)定，形成具有保護膜的DM碼標記，如圖3所示。最后用條碼校驗儀觀測有氧化保護膜的DM碼質(zhì)量數(shù)據(jù)，并記錄。
本實施例中進過電化學蝕刻處理的DM碼標記與未進行處理的DM碼標記的質(zhì)量數(shù)據(jù)如表I所示。表I
.幣體質(zhì).M:對比度I宋使!_X ,//NJjY //Ni] M.iii投式
等緩錯_增^印增K 損傷
木發(fā)明 DM 朽標 id A85%—(A)—I—.LO (A)-2% (A)4% A
宋處I1RDM 丨馮標丨.1 A100% 1.0 (A)1% (A)1% (A) A按鹽霧試驗標準設置試驗環(huán)境，將試件放置在試驗環(huán)境中進行鹽霧試驗。鹽霧試·驗2. 5h小時后將試件取出用水洗凈，靜置至少0. 5h之后，本發(fā)明產(chǎn)生后的DM碼標記如圖4所示，激光直接標刻在鋁合金表面的DM碼標記如圖5所示，兩種標記在條碼校驗儀與條碼掃描槍均可正確解碼，兩種DM碼標記的具體質(zhì)量如表2所示。表2
整體質(zhì)量對比度未使用糾I X方向打I Y方向打固定模式
WmI ill ill 11
本發(fā)明 DM 碼標記 A80% (A) 1.0 (A) 2% (A) 4%A
未處理 DM 碼標記 A100%1.0 (A) 25% (A) 15% (A) A將試件再次放回鹽霧試驗環(huán)境中，重新進行鹽霧試驗。再進行鹽霧試驗10. 5h后將試件取出用水洗凈，靜置至少0. 5h之后，本發(fā)明產(chǎn)生的DM碼標記如圖6所示，激光直接標刻在鋁合金表面的DM碼標記如圖7所示，盡管兩種標記在條碼校驗儀與條碼掃描槍均可正確解碼，但未經(jīng)處理的DM碼已經(jīng)變得失效,兩種DM碼標記的具體質(zhì)量如表3示。表3
_沐質(zhì)從I刈比度末+ 使.⑴糾 X JfMJ Y JfMi w.m弋等綴 __ 錯印增長印增K 損傷
木發(fā)明 DMyWik! C I 47% (C) 0.84(A) -14% 33%C
:未處繩 DM 碼標'id F I 96% 0.0 (F) 31% (F) 30% CF)F 將試件再次放回鹽霧試驗環(huán)境中，重新進行鹽霧試驗。再進行鹽霧試驗13h后將試件取出用水洗凈，靜置至少0. 5h之后，本發(fā)明產(chǎn)生的DM碼標記如圖8所示，激光直接標刻在鋁合金表面的DM碼標記如圖9所示，此時未經(jīng)處理的DM碼在條碼校驗儀與條碼掃描槍均已無法解碼，但本發(fā)明的DM碼標記仍然正確解碼，且整體質(zhì)量等級為D。繼續(xù)試驗發(fā)現(xiàn)本發(fā)明產(chǎn)生的DM碼標記在一共經(jīng)歷了 30小時后其整體質(zhì)量等級才降為F，40小時后才無法正確解碼。實施例2 本實施例選用牌號為2A12的招合金板料作為待標刻的招合金試件,其規(guī)格為①50*5mmo本實施例的步驟為步驟I :確定激光標刻工藝參數(shù)步驟I. I :對鋁合金試件的標刻面進行打磨，使標刻面的表面粗糙度符合激光打標機的標刻要求，本實施例中標刻面的表面粗糙度約為3. 2pm ; 步驟I. 2 :用大族YLP-DlO光纖激光打標機在標刻面上標刻DM碼，碼字為“30Q324343430794〈0QQ”，條碼規(guī)格為 8*8_，并按照 NASA 標準 AM-DPM-1-2006，采用“Microscan”條碼校驗儀對標刻的DM碼進行質(zhì)量校驗；步驟I. 3 :調(diào)整激光打標機的激光標刻工藝參數(shù)，重復步驟I. 2，直至標刻的DM碼整體質(zhì)量等級達到“A”，并記錄標刻的DM碼整體質(zhì)量等級達到“A”時的激光標刻工藝參數(shù)。由于DM碼整體質(zhì)量等級達到“A”的激光標刻工藝參數(shù)可能有多組，使為了提高DM碼的識別效果，本實施例中，還要求在DM碼表面具有“硅灰”現(xiàn)象，即激光標刻區(qū)域不呈乳白色而呈灰黑色的現(xiàn)象；所以本步驟得到的是使標刻的DM碼整體質(zhì)量等級達到“A”，且在DM碼表面具有“硅灰”現(xiàn)象時的激光標刻工藝參數(shù)激光功率=6. 5W，標刻速度=500mm/s，Q頻率=20KHz,線填充間距=0. 005mm,縮進=-0. 001mm。步驟2 :按照步驟I得到的激光標刻工藝參數(shù)，采用激光打標機在待標刻的鋁合金試件標刻面上標刻DM碼,本實施例中為了進行對比,在待標刻的招合金試件標刻面上標刻了兩個DM碼，并且在靜置24h后,用條碼校驗儀對試件上的兩個DM碼進行質(zhì)量校驗,分別記錄試件的DM碼的整體質(zhì)量等級以及各個評估分參量的等級，評估分參量包括對比度、X方向打印增長、Y方向打印增長。而后將標刻完的試件在丙酮中進行至少IOmin超聲波清洗，然后用空氣刷刷凈鋁合金試件表面，最后對試件用熱吹風機進行干燥，并靜置至少0. 5h0步驟3 :在計算機中用Enlable軟件生成一個全黑的正方形圖案，該圖案的邊長為14mm,比步驟2中標刻的DM碼長和寬均多出至少4mm ;采用熱敏方式用TSC-343C打印機在蠟紙上打印五個正方形圖案。步驟4 :采用電解液將蠟紙上的正方形圖案和步驟2得到的鋁合金試件上的一個DM碼潤濕，并將蠟紙上的正方形圖案與所述鋁合金試件上潤濕的DM碼貼合；所述電解液采用由“通用標刻系統(tǒng)公司”提供的主要成分為檸檬酸和硝酸鈣的ME3溶液。試件上另一個DM碼不做處理，用于對比試驗。步驟5 :將所述鋁合金試件放置在UMS電化學蝕刻設備的不銹鋼板(陰極)上，標有DM碼的端面朝上，將電化學蝕刻設備的打印頭(陽極)倒置在蠟紙的正方形圖案上，且陽極位置完全覆蓋蠟紙上的正方形圖案，并使打印頭保持平穩(wěn)；調(diào)整蝕刻功率、蝕刻時間、間隔時間、氧化功率、氧化時間等參量開始電化學蝕刻，待電化學蝕刻完成后，取下打印頭及試件上的蠟紙，并將試件從陰極板上取下，并在空氣中靜置至少0. 5h ;本實施例電化學蝕刻設備的蝕刻參數(shù)為蝕刻功率=6W、蝕刻時間=6S、氧化功率=4W、氧化時間=2S。
步驟6 :將步驟5得到的試件在純凈水中進行至少IOmin超聲波清洗，然后用空氣刷刷凈鋁合金試件表面，最后用熱吹風機進行干燥，并靜置至少24h，使鋁合金試件DM碼表面形成的較薄的保護膜充分氧化，并得以穩(wěn)定，形成具有保護膜的DM碼標記。最后用條碼校驗儀觀測有氧化保護膜的DM碼質(zhì)量數(shù)據(jù)，并記錄。本實施例中進過電化學蝕刻處理的DM碼標記與未進行處理的DM碼標記的質(zhì)量數(shù)據(jù)如表4所示。表權利要求
1.ー種提高鋁合金表面ニ維碼耐鹽霧腐蝕性的激光標刻方法，其特征在于包括以下步驟 步驟I:確定激光標刻エ藝參數(shù) 步驟1.1:對鋁合金試件的標刻面進行打磨，使標刻面的表面粗糙度符合激光打標機的標刻要求； 步驟I. 2 :用激光打標機在標刻面上標刻DM碼，并按照標準AM-DPM-1-2006，采用條碼校驗儀對標刻的DM碼進行質(zhì)量校驗； 步驟I. 3 :調(diào)整激光打標機的激光標刻エ藝參數(shù)，重復步驟I. 2，直至標刻的DM碼整體質(zhì)量等級達到“A”，并記錄標刻的DM碼整體質(zhì)量等級達到“A”時的激光標刻エ藝參數(shù)； 步驟2 :按照步驟I得到的激光標刻エ藝參數(shù)，采用激光打標機在待標刻的鋁合金試件標刻面上標刻DM碼；將標刻完的試件在丙酮中進行至少IOmin超聲波清洗，然后用空氣刷刷凈鋁合金試件表面，最后對試件進行干燥，并靜置至少0. 5h ； 步驟3 :在計算機中生成一個全黑的正方形圖案，該圖案的邊長比步驟2中標刻的DM碼長和寬均多出至少4mm ;采用熱敏方式將該正方形圖案打印在蠟紙上； 步驟4 :采用電解液將蠟紙上的正方形圖案和步驟2得到的鋁合金試件上的DM碼潤濕，并將蠟紙上的正方形圖案與所述鋁合金試件上的DM碼貼合；所述電解液主要成分為檸檬酸和硝酸鈣； 步驟5 :將所述鋁合金試件放置在電化學蝕刻設備的陰極上，將電化學蝕刻設備的陽極放置在蠟紙的正方形圖案上，且陽極位置完全覆蓋蠟紙上的正方形圖案； 開啟電化學蝕刻設備，待電化學蝕刻完成后，取下鋁合金試件，并在空氣中靜置至少0.5h ； 步驟6 :將步驟5得到的鋁合金試件在純凈水中進行至少IOmin超聲波清洗，然后用空氣刷刷凈鋁合金試件表面，最后對試件進行干燥，并靜置至少24h，使鋁合金試件DM碼表面形成的保護膜充分氧化，并得以穩(wěn)定。
2.根據(jù)權利要求I所述ー種提高鋁合金表面ニ維碼耐鹽霧腐蝕性的激光標刻方法，其特征在于在步驟I. I中對鋁合金試件的標刻面進行打磨，使標刻面的表面粗糙度約為3.2 u m0
3.根據(jù)權利要求I或2所述ー種提高鋁合金表面ニ維碼耐鹽霧腐蝕性的激光標刻方法，其特征在于在步驟I. 3中調(diào)整激光打標機的激光標刻エ藝參數(shù)，重復步驟I. 2，直至標刻的DM碼整體質(zhì)量等級達到“A”，且在DM碼表面具有“硅灰”現(xiàn)象，并記錄標刻的DM碼整體質(zhì)量等級達到“A”，且在DM碼表面具有“硅灰”現(xiàn)象時的激光標刻エ藝參數(shù)。
4.根據(jù)權利要求3所述ー種提高鋁合金表面ニ維碼耐鹽霧腐蝕性的激光標刻方法，其特征在于在步驟1.3中，標刻的DM碼整體質(zhì)量等級達到“ A”時的激光標刻エ藝參數(shù)為激光功率6. 5W 7. 2W，標刻速度480mm/s 520mm/s，Q頻率20KHz 22KHz，線填充間距0.003mm 0. 008mm,縮進-0. OOlmm 0. 001mm。
5.根據(jù)權利要求4所述ー種提高鋁合金表面ニ維碼耐鹽霧腐蝕性的激光標刻方法，其特征在于在步驟4中所述電解液采用由“通用標刻系統(tǒng)公司”提供的主要成分為檸檬酸和硝酸鈣的ME3溶液。
6.根據(jù)權利要求5所述ー種提高鋁合金表面ニ維碼耐鹽霧腐蝕性的激光標刻方法，其特征在于在步驟5中 ，電化學蝕刻設備的蝕刻參數(shù)為蝕刻功率5W 6W、蝕刻時間6S 8S、氧化功率4W 5W、氧化時間I. 5S"2. 5S。
全文摘要
本發(fā)明提出一種提高鋁合金表面二維碼耐鹽霧腐蝕性的激光標刻方法，在鋁板基體上用激光直接標刻形成DM碼底層，采用熱敏方法在蠟紙上做一正方形圖案，正方形圖案比所鋁板表面已有的DM碼規(guī)格更大，將蠟紙作為模板用電化學蝕刻的方法在鋁板DM碼區(qū)域進行電化學蝕刻，形成一層具有保護作用的氧化膜，從而形成耐鹽霧腐蝕的DM碼標記。相對于激光直接標刻在鋁合金表面的DM碼標記，本發(fā)明產(chǎn)生的DM碼標記其耐鹽霧腐蝕性能得到了大大提高，而且標記區(qū)域的氧化膜可控，標記對標記區(qū)域外的零件基體影響較小，操作簡單，效率較高。
文檔編號C25D11/04GK102776541SQ20121027627
公開日2012年11月14日 申請日期2012年8月6日 優(yōu)先權日2012年8月6日
發(fā)明者何衛(wèi)平, 徐瑯, 徐陽鋒, 李夏霜, 王健, 雷蕾 申請人:西北工業(yè)大學