一種帶有隱含信息的鈦鎳合金防偽標識的制備方法
【專利摘要】一種帶有隱含信息的鈦鎳合金防偽標識的制備方法，將含有待防偽的圖案的陽模模具在具有形狀記憶效應的鈦鎳形狀記憶合金材料表面壓制出凹坑圖案，然后將上述具有凹坑圖案的鈦鎳形狀記憶合金表面進行機械拋光，直至鈦鎳合金表面凹坑形貌消失為止；這樣從外觀上肉眼或顯微鏡、X光等物理、化學手段無法看到隱含在材料中的圖案信息，達到防偽目的；本發明制備的鈦鎳合金防偽標識薄片在加熱到Af以上即可顯示出隱含信息，達到識別防偽功能，本發明結構簡單合理，檢測方便。
【專利說明】一種帶有隱含信息的鈦鎳合金防偽標識的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及汽車和裝備等行業的防偽標識，具體涉及一種帶有隱含信息的鈦鎳合金防偽標識的制備方法。
【背景技術】
[0002]假冒偽劣產品正日益成為社會發展的重大阻礙，嚴重影響了社會經濟的秩序，日益成為全球性問題，嚴重挫傷了研究開發新技術人員的積極性，對創新性構成了嚴重的威脅。商品的造假，尤其是藥品和食品行業的造假，直接危害人們的生活健康，甚至生命安全。
[0003]目前，已有利用熱驅動的形狀記憶效應來進行防偽指示的多項專利。專利CN101916528B和CN102024379A提出了一種形狀記憶防偽標識的制作方法。但此方法僅適用于具有形狀記憶效應的聚合物材料，所用的加工工藝需采用過氧化物交聯工藝或一步法硅烷交聯工藝處理，或者預變形處理限定在玻璃化轉變溫度以上、熔點以下進行。上述專利所使用的交聯工藝較為復雜且限制性強，不適宜廣泛應用，而且對形狀記憶聚合物所做的預變形處理限定在玻璃化轉變溫度以下的要求對大部分形狀記憶聚合物不適用。專利CN103093690提出具有形狀記憶防偽部件的物品及物品的防偽方法，對形狀記憶防偽部件設置一個或多個與各自恢復溫度相對應的預變形，通過不同恢復溫度條件下防偽部件的形狀恢復情況判斷物品的真偽。所涉及的防偽標識材料控制預變形與溫度關系的工藝較為復雜且限制性強，不適宜廣泛應用。
[0004]鈦鎳形狀記憶合金作為一種新型的功能材料，其特征為具有顯著的形狀記憶恢復功能(形狀記憶效應)，即能夠感知外界環境的變化(應力和溫度)，并以形狀變化(恢復初始狀態)的方式做出響應。其中，溫度變化是形狀記憶效應最為普遍的一種激勵方式。專利CN1146033A提出了形狀記憶合金防偽標記及制作方法。但此方法所涉及的防偽標識僅限于形狀記憶合金絲，并且材料必須要適當高溫保溫訓練處理。此方法所提供的防偽標識較單一，應用領域受到極大限制。Yang-Tse[Understanding indentation-1nduced two-wayshape memory effect, Journal of Materials Research,2007,22 (10):2851-2855]中表明通過反復加溫降溫可使TiNi合金表現出雙程記憶效應。Xueling Fei [Surfaceform memory in NiTi shape memory alloys by laser shock indentation, Journal ofMaterials Research, 2012, 47:2088-2094]通過試驗表明激光沖壓也可以在形狀記憶合金表面誘發雙程記憶效應。但是上述研究都具有一個共同的特點:鈦鎳形狀記憶合金在壓制凹坑前必須進行低溫(_20°C )處理以保證實驗過程中鈦鎳形狀記憶合金初始相為馬氏體相，限制了其應用。
[0005]因此，有必要進一步完善現有的基于熱驅動形狀記憶效應的防偽制備方法。利用鈦鎳形狀記憶合金本身具有的形狀記憶效應這一特性，制造出具有較好防偽作用且操作方便的標識產品。
【發明內容】
[0006]針對現有技術的缺陷，本發明的目的是提供一種帶有隱含信息的鈦鎳合金防偽標識的制備方法；通過本發明可以大批量制成具有隱形防偽的鈦鎳合金防偽標識，將形狀記憶合金的記憶特性導入商品防偽標識，使鈦鎳形狀記憶合金防偽標識在加熱條件下，充分發揮合金的記憶特性，恢復原有壓制過程的逆向形態，從而達到良好的防偽作用，并且操作方便。
[0007]為了實現上述目的，本發明的技術方案為:
[0008]一種帶有隱含信息的鈦鎳合金防偽標識的制備方法，包括下列步驟:
[0009]步驟一、陽模模具的制備
[0010]所述陽模模具的制備過程為:先加工出具有待防偽圖案的基礎模具，超聲清洗去除表面油污和其他附著物后吹干；在基礎模具的端面孔上均勻涂上一層粘接劑，迅速將直徑為d的鋼球粘到對應的端面孔上；用鋼板壓在鋼球所在平面上，直至鋼球與基礎模具粘結牢固；去除鋼板，含有待防偽圖案的陽模模具制作完成；
[0011]步驟二、防偽標識制備
[0012]將步驟一制備的陽模模具壓在鈦鎳合金表面，在鈦鎳合金表面壓制出含有待防偽圖案的凹坑形貌，其中鈦鎳合金表面凹坑的深徑比為δ，δ =h/d，其中h為單個凹坑的壓制深度，d為單個凹坑的壓制直徑，然后將上述具有凹坑圖案的鈦鎳形狀記憶合金進行機械拋光，直至鈦鎳合金表面凹坑形貌消失為止，拋光深度即為單個凹坑的壓制深度h;機械拋光后，鈦鎳形狀記憶合金表面粗糙度Ra控制在0.08?0.15 μ m，將拋光過的鈦鎳形狀記憶合金裁成若干個隱含一個圖案或一組文字的薄片即可得到帶有隱含信息的鈦鎳合金防偽標識。
[0013]將本發明采用普通的或者專業的加熱設備將上述防偽標識薄片加熱到鈦鎳合金材料的奧氏體相變終了溫度Af以上時，鈦鎳合金防偽標識薄片上就會顯示出與陽模模具相同的凸起圖案，達到識別防偽功能；本發明與現有技術相比，具有如下顯著特點:1)結構簡單合理，檢測方便。2)本發明可根據需要，制成不同形式(如產品包裝的一部分，或產品自身的一部分)、不同隱含信息的防偽標識來實現，從而進一步提高仿造難度。3)利用鈦鎳合金本身具有的形狀記憶效應，可實現在汽車和裝備等行業的防偽。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1是本發明制備方法的流程圖，圖1 (a)至圖1 (C)是制備流程，圖1 (d)是檢驗示意圖。
[0015]圖2是本發明實例中壓制凹坑采用的陽模模具實物圖，其中圖2(a)是實施例一的所制備的陽模模具示意圖；圖2(b)是實施例二的所購買的陽模模具示意圖。
[0016]圖3是本發明實施例一的防偽部件凹坑圖案和凸起圖案的實物圖，圖3 Ca)是防偽部件凹坑圖案，圖3 (b)是凸起圖案的實物圖。
[0017]圖4是本發明實施例一壓制凹坑和機械拋光加熱后凸起的3D圖，圖4 (a)是壓制凹坑3D圖，圖4 (b)是拋光加熱后凸起的3D圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步詳細的說明。[0019]一種帶有隱含信息的鈦鎳合金防偽標識的制備方法，采用含Ti的原子比為50.9%的鈦鎳形狀記憶合金棒材，制備鈦鎳形狀記憶合金材料的防偽標識，材料初始相為馬氏體和奧氏體的混合相；參照圖1，具體工藝包括下列步驟:
[0020]步驟一、陽模模具的制備，
[0021]利用機械壓制方法在具備形狀記憶效應的鈦鎳材料表面壓制出凹坑圖案前需要制備陽模模具。陽模模具的制備過程為:先加工出具有待防偽圖案的基礎模具，超聲清洗去除表面油污和其他附著物后吹干；在基礎模具的端面孔上均勻涂上一層粘接劑，迅速將直徑為d的鋼球粘到對應的端面孔上；用鋼板壓在鋼球所在平面上，直至鋼球與基礎模具粘結牢固；去除鋼板，陽模模具制作完成，參照圖1 (a)；
[0022]同理其他形狀，如條形碼、二維碼以及規則或不規則等待防偽圖案都可以按上述方法制備陽模模具。
[0023]步驟二、防偽標識制備
[0024]利用制備的陽模模具，采用機械壓制方法，將含有待防偽圖案的陽模模具壓在鈦鎳合金表面，參照圖1 (b)，壓制出含有待防偽圖案的凹坑形貌，其中鈦鎳合金表面凹坑的深徑比為δ，S=h/d，其中h為單個凹坑的壓制深度，d為單個凹坑的壓制直徑，然后將上述具有凹坑圖案的鈦鎳形狀記憶合金進行機械拋光，直至鈦鎳合金表面凹坑形貌消失為止，參照圖1(c)所示，拋光深度即為單個凹坑的壓制深度h ;機械拋光后，鈦鎳形狀記憶合金表面粗糙度Ra控制在0.08?0.15 μ m,將批量壓制拋光后的的鈦鎳合金材料裁成若干個隱含一個圖案或一組文字的薄片即可得到帶有隱含信息的鈦鎳合金防偽標識。
[0025]同理隱含其他形狀，如條形碼、二維碼以及規則或不規則等防偽圖案的防偽標識薄片都可以按上述方法制備。
[0026]參照圖1 (d)所示，檢驗真偽時，只需將本發明的防偽標識薄片加熱至Af即可顯示出與陽模模具相同的凸起圖案。
[0027]實施例一
[0028]圖3是本發明實施例一的防偽部件凹坑圖案和凸起圖案的實物圖，圖4是本發明實施例一壓制凹坑和機械拋光加熱后凸起的3D圖。
[0029]步驟一、陽模模具的制備
[0030]試驗所用陽模模具的制作過程為:將直徑為10?30mm、厚度為5mm的具有待防偽圖案的圓環鋼片基礎模具，依次放入酒精和丙酮中，超聲波各清洗lOmin，去除表面油污和其他附著物后并吹干；在鋼片的端面孔上均勻涂上一層粘接劑，迅速將直徑合適的GCrl5鋼球粘到對應的端面孔上；用10?IOOkg鋼板壓在鋼球所在平面上，直至鋼球與基礎模具粘結牢固；去除鋼板，陽模模具制作完成，參照圖2(a)。為保證壓制出的微孔大小均與，模具設計中應注意的一些原則:(I)模具材料的硬度應大于269Hv。(2)模具尺寸的設計應盡可能地保證壓制時鋼球最低點在同一水平面上。
[0031]步驟二、防偽標識制備
[0032]利用上述制備的陽模模具，在直徑為10?30mm的TiNi合金圓柱表面采用機械壓制方法壓制出凹坑表面，參照圖3 (a);其中單個凹坑深度為40μπι，參照圖4 (a)。采用砂紙和帆布對壓制凹坑圖案后的鈦鎳合金試樣進行表面機械拋光，拋光深度為壓制凹坑深度40 μ m0機械拋光后，鈦鎳形狀記憶合金表面粗糙度約為0.078 μ m。根據圖案被壓制的程度，通過線切割方法將機械拋光后的鈦鎳形狀記憶合金裁成若干個隱含一個圖案或一組文字的薄片即可，薄片厚度為I?2mm。
[0033]本實施例采用普通加熱方式如開水、吹風機等或者專業的加熱設備如真空電熱干燥箱加熱表面機械拋光后的鈦鎳形狀記憶合金薄片，加熱溫度為80°C，加熱時間為lOmin。鈦鎳形狀記憶合金表面加熱后顯示出與壓制模具相同的凸起圖案，參照圖3 (b)所示，凸起高度為19 μ m，如圖4(b)所示。
[0034]同理半圓、三角形或者其他形狀的圖案如條形碼、二維碼以及規則或不規則圖案等都可以按上述方法制備防偽標識。
[0035]實施例二
[0036]步驟一、陽模模具的制備
[0037]試驗所用陽模模具從現有的已商品化的模具中選擇，其表面形貌為凸起數字1-9，參照圖2 (b)。
[0038]步驟二、防偽標識制備
[0039]采用上述已商品化的陽模模具，在直徑為6mm的TiNi合金圓柱表面采用機械壓制方法壓制出凹坑表面，鈦鎳合金表面壓制凹坑數字圖案。采用砂紙和帆布對壓制微孔后的鈦鎳合金試樣進行表面機械拋光。拋光深度以鈦鎳合金表面凹坑圖案消失為止，表面粗糙度約為0.12 μ m。根據圖案被壓制的程度，通過線切割方法將機械拋光后的鈦鎳形狀記憶合金裁成若干個隱含一個圖案或一組文字的薄片即可，薄片厚度不小于1_。
[0040]本實施例采用普通加熱方式如開水、吹風機等或者專業的加熱設備如真空電熱干燥箱加熱表面機械拋光后的鈦鎳形狀記憶合金薄片，加熱溫度為80°C，加熱時間為lOmin。鈦鎳形狀記憶合金表面加熱后顯示出與壓制模具相同的凸起圖案。
[0041]同理已商品化的陽模模具中的其他形狀，如文字類也可按上述方法制備防偽標識。
[0042]對本領域內的技術人員來說，在不脫離本發明的實質范圍內，對上述實施例進行適當的替換或修改都將落在本發明權利要求的范圍內。示范例的實施例僅僅是例證性，而不是對本發明的限定，本發明的范圍由所附的權利要求所定義。
【權利要求】
1.一種帶有隱含信息的鈦鎳合金防偽標識的制備方法，其特征在于，包括下列步驟: 步驟一、陽模模具的制備 所述陽模模具的制備過程為:先加工出具有待防偽圖案的基礎模具，超聲清洗去除表面油污和其他附著物后吹干；在基礎模具的端面孔上均勻涂上一層粘接劑，迅速將直徑為d的鋼球粘到對應的端面孔上；用鋼板壓在鋼球所在平面上，直至鋼球與基礎模具粘結牢固；去除鋼板，含有待防偽圖案的陽模模具制作完成； 步驟二、防偽標識制備 將步驟一制備的陽模模具壓在鈦鎳合金表面，在鈦鎳合金表面壓制出含有待防偽圖案的凹坑形貌，其中鈦鎳合金表面凹坑的深徑比為S，S=h/d，其中h為單個凹坑的壓制深度，d為單個凹坑的壓制直徑，然后將上述具有凹坑圖案的鈦鎳形狀記憶合金進行機械拋光，直至鈦鎳合金表面凹坑形貌消失為止，拋光深度即為單個凹坑的壓制深度h ;機械拋光后，鈦鎳形狀記憶合金表面粗糙度Ra控制在0.08?0.15 μ m，將拋光過的鈦鎳形狀記憶合金裁成若干個隱含一個圖案或一組文字的薄片即可得到帶有隱含信息的鈦鎳合金防偽標識。
【文檔編號】G09F3/02GK103753139SQ201310744311
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年12月27日 優先權日:2013年12月27日
【發明者】董光能, 唐光海, 張俊鋒 申請人:西安交通大學