一种带有隐含信息的钛镍合金防伪标识的制备方法
【专利摘要】一种带有隐含信息的钛镍合金防伪标识的制备方法，将含有待防伪的图案的阳模模具在具有形状记忆效应的钛镍形状记忆合金材料表面压制出凹坑图案，然后将上述具有凹坑图案的钛镍形状记忆合金表面进行机械抛光，直至钛镍合金表面凹坑形貌消失为止；这样从外观上肉眼或显微镜、X光等物理、化学手段无法看到隐含在材料中的图案信息，达到防伪目的；本发明制备的钛镍合金防伪标识薄片在加热到Af以上即可显示出隐含信息，达到识别防伪功能，本发明结构简单合理，检测方便。
【专利说明】一种带有隐含信息的钛镍合金防伪标识的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及汽车和装备等行业的防伪标识，具体涉及一种带有隐含信息的钛镍合金防伪标识的制备方法。
【背景技术】
[0002]假冒伪劣产品正日益成为社会发展的重大阻碍，严重影响了社会经济的秩序，日益成为全球性问题，严重挫伤了研究开发新技术人员的积极性，对创新性构成了严重的威胁。商品的造假，尤其是药品和食品行业的造假，直接危害人们的生活健康，甚至生命安全。
[0003]目前，已有利用热驱动的形状记忆效应来进行防伪指示的多项专利。专利CN101916528B和CN102024379A提出了一种形状记忆防伪标识的制作方法。但此方法仅适用于具有形状记忆效应的聚合物材料，所用的加工工艺需采用过氧化物交联工艺或一步法硅烷交联工艺处理，或者预变形处理限定在玻璃化转变温度以上、熔点以下进行。上述专利所使用的交联工艺较为复杂且限制性强，不适宜广泛应用，而且对形状记忆聚合物所做的预变形处理限定在玻璃化转变温度以下的要求对大部分形状记忆聚合物不适用。专利CN103093690提出具有形状记忆防伪部件的物品及物品的防伪方法，对形状记忆防伪部件设置一个或多个与各自恢复温度相对应的预变形，通过不同恢复温度条件下防伪部件的形状恢复情况判断物品的真伪。所涉及的防伪标识材料控制预变形与温度关系的工艺较为复杂且限制性强，不适宜广泛应用。
[0004]钛镍形状记忆合金作为一种新型的功能材料，其特征为具有显著的形状记忆恢复功能(形状记忆效应)，即能够感知外界环境的变化(应力和温度)，并以形状变化(恢复初始状态)的方式做出响应。其中，温度变化是形状记忆效应最为普遍的一种激励方式。专利CN1146033A提出了形状记忆合金防伪标记及制作方法。但此方法所涉及的防伪标识仅限于形状记忆合金丝，并且材料必须要适当高温保温训练处理。此方法所提供的防伪标识较单一，应用领域受到极大限制。Yang-Tse[Understanding indentation-1nduced two-wayshape memory effect, Journal of Materials Research,2007,22 (10):2851-2855]中表明通过反复加温降温可使TiNi合金表现出双程记忆效应。Xueling Fei [Surfaceform memory in NiTi shape memory alloys by laser shock indentation, Journal ofMaterials Research, 2012, 47:2088-2094]通过试验表明激光冲压也可以在形状记忆合金表面诱发双程记忆效应。但是上述研究都具有一个共同的特点:钛镍形状记忆合金在压制凹坑前必须进行低温(_20°C )处理以保证实验过程中钛镍形状记忆合金初始相为马氏体相，限制了其应用。
[0005]因此，有必要进一步完善现有的基于热驱动形状记忆效应的防伪制备方法。利用钛镍形状记忆合金本身具有的形状记忆效应这一特性，制造出具有较好防伪作用且操作方便的标识产品。
【发明内容】
[0006]针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种带有隐含信息的钛镍合金防伪标识的制备方法；通过本发明可以大批量制成具有隐形防伪的钛镍合金防伪标识，将形状记忆合金的记忆特性导入商品防伪标识，使钛镍形状记忆合金防伪标识在加热条件下，充分发挥合金的记忆特性，恢复原有压制过程的逆向形态，从而达到良好的防伪作用，并且操作方便。
[0007]为了实现上述目的，本发明的技术方案为:
[0008]一种带有隐含信息的钛镍合金防伪标识的制备方法，包括下列步骤:
[0009]步骤一、阳模模具的制备
[0010]所述阳模模具的制备过程为:先加工出具有待防伪图案的基础模具，超声清洗去除表面油污和其他附着物后吹干；在基础模具的端面孔上均匀涂上一层粘接剂，迅速将直径为d的钢球粘到对应的端面孔上；用钢板压在钢球所在平面上，直至钢球与基础模具粘结牢固；去除钢板，含有待防伪图案的阳模模具制作完成；
[0011]步骤二、防伪标识制备
[0012]将步骤一制备的阳模模具压在钛镍合金表面，在钛镍合金表面压制出含有待防伪图案的凹坑形貌，其中钛镍合金表面凹坑的深径比为δ，δ =h/d，其中h为单个凹坑的压制深度，d为单个凹坑的压制直径，然后将上述具有凹坑图案的钛镍形状记忆合金进行机械抛光，直至钛镍合金表面凹坑形貌消失为止，抛光深度即为单个凹坑的压制深度h;机械抛光后，钛镍形状记忆合金表面粗糙度Ra控制在0.08?0.15 μ m，将抛光过的钛镍形状记忆合金裁成若干个隐含一个图案或一组文字的薄片即可得到带有隐含信息的钛镍合金防伪标识。
[0013]将本发明采用普通的或者专业的加热设备将上述防伪标识薄片加热到钛镍合金材料的奥氏体相变终了温度Af以上时，钛镍合金防伪标识薄片上就会显示出与阳模模具相同的凸起图案，达到识别防伪功能；本发明与现有技术相比，具有如下显著特点:1)结构简单合理，检测方便。2)本发明可根据需要，制成不同形式(如产品包装的一部分，或产品自身的一部分)、不同隐含信息的防伪标识来实现，从而进一步提高仿造难度。3)利用钛镍合金本身具有的形状记忆效应，可实现在汽车和装备等行业的防伪。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本发明制备方法的流程图，图1 (a)至图1 (C)是制备流程，图1 (d)是检验示意图。
[0015]图2是本发明实例中压制凹坑采用的阳模模具实物图，其中图2(a)是实施例一的所制备的阳模模具示意图；图2(b)是实施例二的所购买的阳模模具示意图。
[0016]图3是本发明实施例一的防伪部件凹坑图案和凸起图案的实物图，图3 Ca)是防伪部件凹坑图案，图3 (b)是凸起图案的实物图。
[0017]图4是本发明实施例一压制凹坑和机械抛光加热后凸起的3D图，图4 (a)是压制凹坑3D图，图4 (b)是抛光加热后凸起的3D图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明。[0019]一种带有隐含信息的钛镍合金防伪标识的制备方法，采用含Ti的原子比为50.9%的钛镍形状记忆合金棒材，制备钛镍形状记忆合金材料的防伪标识，材料初始相为马氏体和奥氏体的混合相；参照图1，具体工艺包括下列步骤:
[0020]步骤一、阳模模具的制备，
[0021]利用机械压制方法在具备形状记忆效应的钛镍材料表面压制出凹坑图案前需要制备阳模模具。阳模模具的制备过程为:先加工出具有待防伪图案的基础模具，超声清洗去除表面油污和其他附着物后吹干；在基础模具的端面孔上均匀涂上一层粘接剂，迅速将直径为d的钢球粘到对应的端面孔上；用钢板压在钢球所在平面上，直至钢球与基础模具粘结牢固；去除钢板，阳模模具制作完成，参照图1 (a)；
[0022]同理其他形状，如条形码、二维码以及规则或不规则等待防伪图案都可以按上述方法制备阳模模具。
[0023]步骤二、防伪标识制备
[0024]利用制备的阳模模具，采用机械压制方法，将含有待防伪图案的阳模模具压在钛镍合金表面，参照图1 (b)，压制出含有待防伪图案的凹坑形貌，其中钛镍合金表面凹坑的深径比为δ，S=h/d，其中h为单个凹坑的压制深度，d为单个凹坑的压制直径，然后将上述具有凹坑图案的钛镍形状记忆合金进行机械抛光，直至钛镍合金表面凹坑形貌消失为止，参照图1(c)所示，抛光深度即为单个凹坑的压制深度h ;机械抛光后，钛镍形状记忆合金表面粗糙度Ra控制在0.08?0.15 μ m,将批量压制抛光后的的钛镍合金材料裁成若干个隐含一个图案或一组文字的薄片即可得到带有隐含信息的钛镍合金防伪标识。
[0025]同理隐含其他形状，如条形码、二维码以及规则或不规则等防伪图案的防伪标识薄片都可以按上述方法制备。
[0026]参照图1 (d)所示，检验真伪时，只需将本发明的防伪标识薄片加热至Af即可显示出与阳模模具相同的凸起图案。
[0027]实施例一
[0028]图3是本发明实施例一的防伪部件凹坑图案和凸起图案的实物图，图4是本发明实施例一压制凹坑和机械抛光加热后凸起的3D图。
[0029]步骤一、阳模模具的制备
[0030]试验所用阳模模具的制作过程为:将直径为10?30mm、厚度为5mm的具有待防伪图案的圆环钢片基础模具，依次放入酒精和丙酮中，超声波各清洗lOmin，去除表面油污和其他附着物后并吹干；在钢片的端面孔上均匀涂上一层粘接剂，迅速将直径合适的GCrl5钢球粘到对应的端面孔上；用10?IOOkg钢板压在钢球所在平面上，直至钢球与基础模具粘结牢固；去除钢板，阳模模具制作完成，参照图2(a)。为保证压制出的微孔大小均与，模具设计中应注意的一些原则:(I)模具材料的硬度应大于269Hv。(2)模具尺寸的设计应尽可能地保证压制时钢球最低点在同一水平面上。
[0031]步骤二、防伪标识制备
[0032]利用上述制备的阳模模具，在直径为10?30mm的TiNi合金圆柱表面采用机械压制方法压制出凹坑表面，参照图3 (a);其中单个凹坑深度为40μπι，参照图4 (a)。采用砂纸和帆布对压制凹坑图案后的钛镍合金试样进行表面机械抛光，抛光深度为压制凹坑深度40 μ m0机械抛光后，钛镍形状记忆合金表面粗糙度约为0.078 μ m。根据图案被压制的程度，通过线切割方法将机械抛光后的钛镍形状记忆合金裁成若干个隐含一个图案或一组文字的薄片即可，薄片厚度为I?2mm。
[0033]本实施例采用普通加热方式如开水、吹风机等或者专业的加热设备如真空电热干燥箱加热表面机械抛光后的钛镍形状记忆合金薄片，加热温度为80°C，加热时间为lOmin。钛镍形状记忆合金表面加热后显示出与压制模具相同的凸起图案，参照图3 (b)所示，凸起高度为19 μ m，如图4(b)所示。
[0034]同理半圆、三角形或者其他形状的图案如条形码、二维码以及规则或不规则图案等都可以按上述方法制备防伪标识。
[0035]实施例二
[0036]步骤一、阳模模具的制备
[0037]试验所用阳模模具从现有的已商品化的模具中选择，其表面形貌为凸起数字1-9，参照图2 (b)。
[0038]步骤二、防伪标识制备
[0039]采用上述已商品化的阳模模具，在直径为6mm的TiNi合金圆柱表面采用机械压制方法压制出凹坑表面，钛镍合金表面压制凹坑数字图案。采用砂纸和帆布对压制微孔后的钛镍合金试样进行表面机械抛光。抛光深度以钛镍合金表面凹坑图案消失为止，表面粗糙度约为0.12 μ m。根据图案被压制的程度，通过线切割方法将机械抛光后的钛镍形状记忆合金裁成若干个隐含一个图案或一组文字的薄片即可，薄片厚度不小于1_。
[0040]本实施例采用普通加热方式如开水、吹风机等或者专业的加热设备如真空电热干燥箱加热表面机械抛光后的钛镍形状记忆合金薄片，加热温度为80°C，加热时间为lOmin。钛镍形状记忆合金表面加热后显示出与压制模具相同的凸起图案。
[0041]同理已商品化的阳模模具中的其他形状，如文字类也可按上述方法制备防伪标识。
[0042]对本领域内的技术人员来说，在不脱离本发明的实质范围内，对上述实施例进行适当的替换或修改都将落在本发明权利要求的范围内。示范例的实施例仅仅是例证性，而不是对本发明的限定，本发明的范围由所附的权利要求所定义。
【权利要求】
1.一种带有隐含信息的钛镍合金防伪标识的制备方法，其特征在于，包括下列步骤: 步骤一、阳模模具的制备 所述阳模模具的制备过程为:先加工出具有待防伪图案的基础模具，超声清洗去除表面油污和其他附着物后吹干；在基础模具的端面孔上均匀涂上一层粘接剂，迅速将直径为d的钢球粘到对应的端面孔上；用钢板压在钢球所在平面上，直至钢球与基础模具粘结牢固；去除钢板，含有待防伪图案的阳模模具制作完成； 步骤二、防伪标识制备 将步骤一制备的阳模模具压在钛镍合金表面，在钛镍合金表面压制出含有待防伪图案的凹坑形貌，其中钛镍合金表面凹坑的深径比为S，S=h/d，其中h为单个凹坑的压制深度，d为单个凹坑的压制直径，然后将上述具有凹坑图案的钛镍形状记忆合金进行机械抛光，直至钛镍合金表面凹坑形貌消失为止，抛光深度即为单个凹坑的压制深度h ;机械抛光后，钛镍形状记忆合金表面粗糙度Ra控制在0.08?0.15 μ m，将抛光过的钛镍形状记忆合金裁成若干个隐含一个图案或一组文字的薄片即可得到带有隐含信息的钛镍合金防伪标识。
【文档编号】G09F3/02GK103753139SQ201310744311
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2013年12月27日 优先权日:2013年12月27日
【发明者】董光能, 唐光海, 张俊锋 申请人:西安交通大学