[发明专利]一种耐高温热处理的Data Matrix码标牌及制作方法

权利要求书

1.一种耐高温热处理的Data Matrix码标牌，其特征在于：由基材层和镀层组成，基材层材料为TC4，镀层材料为ZrN；标牌厚度为0.5mm-2mm；在标牌表面有标识区域、外联孔和重复使用空白区；标识区域包括二维码区和明码区。 

2.根据权利要求1所述一种耐高温热处理的Data Matrix码标牌，其特征在于：标牌外联孔中心距标牌边缘距离至少为标牌厚度的4倍，标识区域距标牌边缘距离至少为标牌厚度的4倍；标识区域面积不小于15mm*20mm，明码区与二维码区之间至少相距2mm。 

3.一种制作权利要求1所述耐高温热处理的Data Matrix码标牌的方法，其特征在于：采用以下步骤： 

步骤1：基材准备：准备牌号为TC4的钛合金板料，通过机械加工得到厚度为0.5mm～2mm的TC4钛合金薄板；对TC4钛合金薄板二维码标记面逐级打磨，使其表面粗糙度Ra≤0.8； 

步骤2：基材清洗：对步骤1得到的TC4钛合金薄板依次进行脱脂、浸蚀去氧化皮以及清洗、烘干； 

步骤3：在经过步骤2处理得到的TC4钛合金薄板上物理沉积ZrN镀膜； 

步骤4：在经过步骤3处理后的TC4钛合金薄板上钻外联孔，并进行激光标刻，具体步骤为： 

步骤4.1：方向标刻气化ZrN层：用光纤激光打标机，在镀有ZrN的TC4板上的标识区域标刻DM码，标刻方法为方向标刻； 

步骤4.2：反向标刻烧蚀TC4层：固定TC4钛合金薄板在激光工作台的位置不变，改变激光标刻工艺参数对已暴露的TC4层进行激光烧蚀，形成高识读质量的DM码； 

步骤4.3：明码标记：在DM码下方约2mm处，标刻DM码所对应的明码； 

步骤4.4：将标刻完的标牌在水中进行至少5min超声波清洗，然后用空气刷刷净标牌表面，最后将标牌在空气中静置风干。 

4.根据权利要求3所述一种耐高温热处理的Data Matrix码标牌的制作方法，其特征 

在于：步骤2中的基材清洗步骤为： 

步骤2.1：采用三氯乙烯作为脱脂溶剂，在室温下对步骤1得到的TC4钛合金薄板进行脱脂处理，脱脂时间为20min； 

步骤2.2：采用化学侵蚀对步骤2.1处理后的TC4钛合金薄板进行去氧化皮处理，其中清洗液配方为：50mL40%的HF、100mL65%的HNO₃、100mL过氧化氢；化学侵蚀的工作温度为室温，侵蚀时间为5min-10min； 

步骤2.3：将经过步骤2.2处理后的TC4钛合金薄板置于丙酮中，进行10min的超声波清洗，然后酒精漂洗，最后用空气刷将TC4钛合金薄板吹干。 

5.根据权利要求3所述一种耐高温热处理的Data Matrix码标牌的制作方法，其特征 

在于：步骤3中的物理沉积ZrN镀膜步骤为： 

步骤3.1：镀前准备：将99.9%的Zr靶材用丙酮浸泡15min～20min，再用无水乙醇清洗后烘干； 

步骤3.2：将TC4钛合金薄板置于真空炉悬架上，经过步骤3.1处理后的Zr靶材也放入真空炉中，调整靶基距60mm～80mm，TC4钛合金薄板温度控制在100°～400°之间，并对真空炉抽真空； 

步骤3.3：溅射镀膜：当真空炉真空度为5*10^-3Pa时，向炉内通入氩气辉光放电清洗20-30min，而后调压至3.0×10^-3Pa进行主轰击，并加入N₂气，N₂与氩气流量控制在1:14，再调压至0.28Pa～0.3Pa，偏压控制在150V～300V，靶电流密度控制在50mA～80mA，进行沉积，沉积时间为30-90min，沉积厚度为1um-10um。 

6.根据权利要求3所述一种耐高温热处理的Data Matrix码标牌的制作方法，其特征在于：步骤4.1中采用的激光标刻工艺参数为：激光功率4W～4.2W，标刻速度500mm/s～540mm/s，Q频率35KHz～40KHz，线填充间距0.1mm～0.12mm，缩进0.055mm～0.06mm，标刻次数为3-5次；步骤4.2中采用的激光标刻工艺参数为：激光功率7W～8W，标刻速度100mm/s～150mm/s，Q频率20KHz～22KHz，线填充间距0.02mm～0.032mm，缩进-0.018mm～0.28mm，标刻次数为1次；步骤4.3中 标刻明码所采用的激光工艺参数与DM码标刻相同。