[发明专利]一种基于激光熔覆的铝合金耐蚀二维码标刻方法

说明书

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：