[发明专利]一种耐高温热处理的Data Matrix码标牌及制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及标识防护领域，具体为一种耐高温热处理的Data Matrix码标牌及制作方法，以实现金属材料表面DM码在高温固溶、时效、回火、去应力等热处理或水淬后识读性失效的防护。 

背景技术

Data Matrix技术目前已广泛运用到航空、航天零部件产品的标识领域，然而实现零件从毛坯到成品的全过程追踪仍然是未解决的一大问题，主要因为直接标刻在零件表面的DM码在经历热表处理、清洗等恶劣环境后往往就失效了，或者标刻在零件表面的DM码在经历热表处理后因氧化层的覆盖而导致识读性急剧下降，甚至使已有标识不可读，而实际生产中热表处理往往又是批量处理，这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。以航天产品零件为例，某零件材料为TC4，在生产过程中需进行去应力处理（去应力处理温度580°±15°），又如某零件材料为2Cr13，在生产过程中需进行回火处理（回火处理温度为750°±15°），在这种情况下，激光、机械、电化学蚀刻、喷码等标刻方法直接标刻在材料表面的DM码将失效，甚至连肉眼都无法辨识，这将导致同批次处理的该零件在固溶处理后将无法区别。 

因此，实现直接标刻在金属零件表面DM码在经历各种热表处理后仍可有效识读，是实现产品从毛坯到成品加工全过程不间断信息采集及实时追踪的关键，是实现金属零部件全生命周期管理的基础。 

现有针对热表处理的零件表面DM码防护方法原理主要包括：采用熔模铸造的方法在零件生产的过程中直接在零件的表面将DM码铸造出来；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： 

1、零件表面用熔模铸造DM码的方法，确实能实现针对零件高温热处理对DM码 的方法，然而该方法将改变零件的加工工艺或需要在零件表面留出专门的工艺边以满足DM码熔模铸造的要求，这需要大量的工程更改。此外，该方法需将二维的DM码转换成可供CAD软件辨识的三维数据以实现熔模铸造，实现较为麻烦，且需添置专门的设备。 

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。其次，透明图层在高温环境下往往会变性甚至气化，从而失去保护作用。 

3、零件表面进行深度微铣削形成的二维码对温度不高于500°的回火、淬火、时效等热处理具有较好的抵抗力，但该方法随着热处理温度的不断升高其效果会急剧下降，且该方法被证明在进行温度为750°±15°回火处理时是失效的。其次零件表面往往有尺寸、粗糙度等要求，为满足识读要求而进行深度微铣往往与零件表面的尺寸、粗糙度等要求产生冲突。 

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DM码在热表处理过程中防护的，然而生产过程中标刻方式往往是有限的，这些方法针对高温热处理等恶劣环境的对标刻在零件表面的DM码的防护是无效的。 

现有方法上述缺陷，加上零件加工过程中的技术要求以及零件的使用性能的要求对标刻在零件表面DM码的防护措施提出了难题，如何保证防护措施能在整个热处理环境中对二维码的保护始终有效，如何保证对二维码在热处理以后仍能有效识读是保障零件在热表处理过程中不间断信息采集及实时追踪的关键。 

实际应用中为了实现热表处理过程中对零件表面DM码的保护，往往采用涂漆方法，例如在铝合金零件的阳极化过程中，先在标识区域均匀涂覆一层过氯乙烯红漆并在自然空气中晾干，然后进行阳极化处理，待阳极化处理完毕后再将该层漆撕下重新将DM码暴露在可读的视线范围之内。若将这种方法应用在激光直接标刻在不锈钢、钛合金零件表面的DM码以实现针对高温热处理的DM码防护将存在以下弊端：其一，涂覆常规用漆则其一般在高于200°的环境下降被气化无法实现防护功效，涂覆耐高温有机漆，则在进行高温热处理后，耐高温有机漆将难以去除使DM码重新暴露；其 二，即使该方将耐高温漆去除后可以使DM码重新暴露，漆底下的DM码往往因为油漆在高温下的变性以及与基体的粘结而使油漆去除不尽，导致残余物污染DM码，使其难以识读；其三，耐高温有机漆价格往往较高，而且该方法不可重复使用，经济效果不佳。 

发明内容

要解决的技术问题