一種基于金相組織差異形成金屬材料金相條形碼的方法
【專利摘要】本發(fā)明為一種基于金相組織差異形成金屬材料金相條形碼的方法，其特征在于通過該方法得到的金相條形碼包括“金屬材料1”、“相變條2”及“未相變間隔條3”。其中，“金屬材料1”為擬在其表面形成金相條碼的金屬材料基體，“相變條2”是通過局部熱處理工藝處理后得到的相變組織，“未相變間隔條3”是相鄰“相變條2”之間未經(jīng)過局部熱處理的間隔條。局部熱處理工藝可以采用淬火、退火等。形成金相條形碼的區(qū)域?yàn)榻饘僭牧媳砻婕敖饘倭悴考姆桥浜厦妫纬山鹣鄺l形碼的方法為按照條形碼圖案等比例地在金屬材料表面進(jìn)行局部熱處理，所得到的金相組織分布與條形碼圖案完全一致。本發(fā)明方法所得到的金相條形碼可以很好地克服現(xiàn)有條形碼在物品流通過程中，條碼容易出現(xiàn)污損、磨損、破損、變形和剝落，進(jìn)而導(dǎo)致信息丟失的困難，具有較好的市場前景。
【專利說明】—種基于金相組織差異形成金屬材料金相條形碼的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種條形碼，尤其是一種基于金屬材料的熱處理狀態(tài)差異即金相組織差異構(gòu)成金相條形碼的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]條形碼在英文里稱為Barcode，它是由寬度不等的多個黑條和空白，按照一定的規(guī)則進(jìn)行編碼排列，以表達(dá)某種信息的圖形標(biāo)識符。條形碼技術(shù)具有可靠性強(qiáng)，效率高，成本低，易于制作的特點(diǎn)，同時其本身也可作為一種信息的載體，條形碼可以標(biāo)出物品的生產(chǎn)國、制造廠家、商品名稱、生產(chǎn)日期、圖書分類號、郵件起止地點(diǎn)、類別、日期等許多信息，因而在商品流通、圖書管理、郵政管理、銀行系統(tǒng)等許多領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。
[0003]條形碼最早源于國外，上世紀(jì)二十年代，Westinghouse實(shí)驗(yàn)室有一位名叫JohnKermode的發(fā)明家“異想天開”地想對郵政單據(jù)實(shí)現(xiàn)自動分檢，他的想法是在信封上做標(biāo)記以表達(dá)收信人的地址信息，與今天的郵政編碼非常相似。為此，Kermode發(fā)明了一種最早的稱為模塊比較法的條碼標(biāo)識，即一個“條”表示數(shù)字“1”，二個“條”表示數(shù)字“2”，以次類推。然后，他又發(fā)明了由基本元件組成的能夠發(fā)射光并接收反射光的條碼掃描識讀設(shè)備，測定反射信號中“條”和“空”的方法，以及對“條”和“空”進(jìn)行解析的方法即譯碼方法。
[0004]條形碼技術(shù)主要包括三個方面，一是條形碼的編碼方法，二是條形碼的加工技術(shù)，三是條形碼的讀取與解析即掃描譯碼技術(shù)。其中，
[0005]條形碼編碼方法的意義在于如何在滿足現(xiàn)有加工技術(shù)和掃描譯碼技術(shù)的前提下，讓條碼表達(dá)盡可能多的信息，并具有信息安全性。基于此理念，在John Kermode之后,人們先后發(fā)明了黑白兩色二維條碼、加入色彩或灰度的平面三維條碼及增加了 Z軸信息的立體三維條碼等多維條碼技術(shù)。一維條碼主要用于記錄數(shù)字和簡單的字符信息，而二維、三維等多維條碼卻能夠記錄非常豐富的字符和圖片信息。目前二維條碼已經(jīng)在日常生活中獲得了大量應(yīng)用，如火車票、身份認(rèn)證卡片等，而三維以上的多維條碼目前仍處于技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用推廣階段；
[0006]條形碼的加工技術(shù)方面，目前常用的是印刷法，即通過油墨印刷在各種物品的表面生成肉眼可見的條形碼，如書籍以及超市貨品信息等，由于印刷條形碼容易污損，人們還開發(fā)了通過激光燒蝕形成條形碼的技術(shù)，目前激光法已經(jīng)在包裝及物流等行業(yè)獲得較多應(yīng)用。除油墨印刷和激光打碼外，人們還發(fā)明了一些新的技術(shù)理念，比如將全息圖層制版技術(shù)和條形碼防偽技術(shù)結(jié)合起來的全息條碼技術(shù)，以及防偽標(biāo)識物只能一次性使用的查詢即破壞條形碼技術(shù)等；
[0007]掃描譯碼技術(shù)方面，按照一定規(guī)則編碼加工得到的實(shí)物條形碼只有被讀取解析即掃描譯碼后才能還原其所包含豐富信息，這個過程包含掃描和譯碼兩個過程。根據(jù)原理的不同，掃描器可以分為光筆、CCD、激光等。白條、黑條的寬度不同，掃描得到的電信號持續(xù)時間的長短也會不同。譯碼過程首先通過測量掃描得到的電信號中脈沖數(shù)字信號0、1的數(shù)目來判別條和空的數(shù)目，即通過測量0、1信號持續(xù)的時間來判別條和空的寬度，然后需要根據(jù)對應(yīng)的編碼規(guī)則(例如:EAN-8碼)，將條形符號換成相應(yīng)的數(shù)字、字符或圖片信息。
[0008]條碼技術(shù)中條碼記錄的載體通常為紙張、塑料、木材以及油漆等物品表面附著物，這些載體的優(yōu)點(diǎn)在于能夠通過印刷或激光等方式以低廉的成本形成肉眼可見的條碼，并且掃描方便快捷，但不足之處在于，物品流通過程中，條碼容易出現(xiàn)污損、磨損、破損、變形和剝落，進(jìn)而導(dǎo)致信息丟失，某些情況下，還可能出現(xiàn)惡意的人為損毀事故，這些都使得條形碼信息失去安全保障。在金屬制品加工領(lǐng)域，條碼磨損的現(xiàn)象尤為嚴(yán)重，材料和工藝管理混亂所引發(fā)的問題和事故數(shù)不勝數(shù)。在航天航空、高鐵、飛機(jī)等領(lǐng)域，每次重大事故發(fā)生后，人們都要花費(fèi)大量的人力物力對關(guān)鍵零部件進(jìn)行溯源和鑒定分析。印度空軍是世界上航空事故高發(fā)的軍隊(duì)之一，而2012年4月的俄羅斯媒體則分析說，中國制造的假冒零部件是印戰(zhàn)機(jī)的墜毀原因，如果能進(jìn)行有效的信息溯源，相關(guān)責(zé)任則可快速界定，從而為中國制造洗脫罪名。在汽車領(lǐng)域，假冒零配件尤為猖獗，不良商家往往使用高仿零部件進(jìn)行維修，非原廠零部件導(dǎo)致的事故發(fā)生后，由于缺乏有效的信息溯源，事故處理往往都以保險(xiǎn)公司成為冤大頭告終。
[0009]上述金屬制品加工領(lǐng)域的現(xiàn)狀對條碼技術(shù)的載體和形成工藝提出了新的需求。如果能以金屬材料為載體記錄條碼信息，無疑將對金屬制品加工行業(yè)帶來巨大影響，并大大促進(jìn)該產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和管理水平的提升。
[0010]本發(fā)明即是在上述背景下提出的一種基于金相組織差異形成金屬材料金相條形碼的方法。
[0011]


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]技術(shù)問題:
[0013]本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)有金屬制品加工領(lǐng)域條碼應(yīng)用的不足之處，提供一種通過局部熱處理工藝改變金屬材料局部金相組織狀態(tài)從而形成條形碼的方法。通過局部熱處理工藝在金屬材料上形成的金相條形碼為肉眼不可見條形碼，但可以通過金相分析和無損檢測方法掃描讀取。金相條形碼能夠有效記錄金屬制品的相關(guān)信息，且具有不容易損毀和長期保存的特點(diǎn)。
[0014]技術(shù)方案:
[0015]I)在金屬原材料表面、金屬零部件的非配合面上確定擬形成條形碼的區(qū)域、黑白條寬度；擬形成條碼的區(qū)域選擇以不影響材料和零部件性能，且便于檢測為原則；
[0016]2)依據(jù)黑白條寬度確定局部熱處理工藝。對于退火態(tài)的金屬材料基體，可以采用激光淬火，或者采用電解液加熱淬火等進(jìn)行熱處理；對于不同的金屬材料基體，可以選擇的熱處理工藝包括淬火、調(diào)質(zhì)、滲碳、滲氮、碳氮共滲、正火、退火、回火、時效及冷處理；
[0017]3)退火態(tài)低碳鋼的含碳量較低，如果選擇淬火工藝，通常要求加熱溫度高并要求強(qiáng)烈冷卻，淬火后一般形成低碳馬氏體，但仍然可以形成由低碳馬氏體金組織構(gòu)成的相變條。在材料成分變化對基體材料的性能影響不大的情況下，為強(qiáng)化淬火的熱處理效果，也可以選擇滲碳或滲氮等工藝；
[0018]4)有色金屬理論上大多是可以淬火的，可按照相關(guān)熱處理規(guī)范確定具體的淬火工藝；
[0019]5)局部熱處理工藝確定后，可按照條形碼圖案等比例地在金屬材料表面進(jìn)行局部熱處理；
[0020]6)對于淬火態(tài)的金屬材料表面或金屬零部件的非配合面，也可以通過局部退火工藝得到金相條形碼。
[0021]有益效果:
[0022]本發(fā)明金相條形碼能夠有效記錄金屬制品的相關(guān)信息。由熱處理工藝所形成的金相組織變化通常需要很高的溫度才能通過完全退火工藝消除，因而具有不容易損毀和長期保存的特點(diǎn)；淬火、退火前后，金相條形碼區(qū)域的材料成分總體上不會因?yàn)闊崽幚頎顟B(tài)的變化而發(fā)生改變。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明形成金屬材料金相條形碼方法得到的金相條形碼構(gòu)造示意圖。其中有“金屬材料1”、“相變條2”及“未相變間隔條3” ；
[0024]圖2為本發(fā)明共析低碳鋼金相條形碼示意圖。其中有“共析低碳鋼材料4”、“淬火相變馬氏體條5”及“等效黑白條碼6”。

【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)一步說明。
[0026]圖1是本發(fā)明一種基于金相組織差異形成金屬材料金相條形碼方法得到的金相條形碼的構(gòu)造示意圖。其中有“金屬材料1”、“相變條2”及“未相變間隔條3”。其中，“金屬材料I”為退火態(tài)的金屬材料基體，“相變條2”及“未相變間隔條3”位于“金屬材料I”的表層，“相變條2”是通過局部熱處理工藝處理后得到的相變組織，“未相變間隔條3”是相鄰“相變條2”之間未經(jīng)過局部熱處理的間隔條，其金相組織與“金屬材料I”相同，具有完全相同的熱處理狀態(tài)。
[0027]在“金屬材料I”上形成金相條形碼時，應(yīng)選擇金屬原材料表面或金屬零部件的非配合面進(jìn)行，然后依據(jù)容許的條形碼標(biāo)記空間確定擬形成條形碼的區(qū)域、黑白條寬度等參數(shù)，接著依據(jù)黑白條寬度確定局部熱處理工藝。形成金相條形碼的熱處理工藝包括淬火、調(diào)質(zhì)、滲碳、滲氮、碳氮共滲、正火、退火、回火、時效及冷處理等。
[0028]對于退火態(tài)的金屬材料表面，局部熱處理工藝可以選擇激光淬火，或者采用電解液加熱淬火等。退火態(tài)低碳鋼的含碳量較低，如果選擇淬火工藝，通常要求加熱溫度高并要求強(qiáng)烈冷卻，淬火后一般形成低碳馬氏體，但仍然可以形成由低碳馬氏體金組織構(gòu)成的相變條。在材料成分變化對基體材料的性能影響不大的情況下，為強(qiáng)化淬火的熱處理效果，也可以選擇滲碳或滲氮等工藝。
[0029]有色金屬理論上大多是可以淬火的，可按照相關(guān)熱處理規(guī)范確定具體的淬火工藝。
[0030]局部熱處理工藝確定后，可按照條形碼的圖案等比例地在金屬材料表面進(jìn)行局部熱處理，完成金相條形碼的形成過程。
[0031]圖2為本發(fā)明以共析低碳鋼為實(shí)施例的金相條形碼示意圖。其中有“共析低碳鋼材料4”、“淬火相變馬氏體條5”及“等效黑白條碼6”。其中，“共析低碳鋼材料4”是退火態(tài)的碳鋼材料，在完全退火態(tài)情況下，其金相組織主要為珠光體，而淬火后的組織則主要為馬氏體，所以當(dāng)在“共析低碳鋼材料4”上按照條形碼圖案實(shí)施淬火工藝后，將在淬火區(qū)域形成“淬火相變馬氏體條5”金相組織，“淬火相變馬氏體條5”之間則為未發(fā)生組織相變的退火態(tài)組織。
[0032]經(jīng)掃描譯碼后，局部熱處理淬火工藝得到的共析低碳鋼金相條形碼可等效為“等效黑白條碼6”，具有與常規(guī)條形碼同等的記錄數(shù)字、字符和圖片信息的功能。
[0033]對于淬火態(tài)的金屬材料表面或金屬零部件的非配合面，也可以通過局部退火工藝得到金相條形碼。
[0034]本發(fā)明為原創(chuàng)性、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新產(chǎn)品。本發(fā)明所提供的一種基于金相組織差異形成金屬材料金相條形碼的方法可以很好地克服現(xiàn)有條形碼在物品流通過程中，條碼容易出現(xiàn)污損、磨損、破損、變形和剝落，進(jìn)而導(dǎo)致信息丟失的困難，具有較好的市場前旦
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【權(quán)利要求】
1.一種基于金相組織差異形成金屬材料金相條形碼的方法，其特征在于通過該方法得至IJ的金相條形碼包括“金屬材料1”、“相變條2”及“未相變間隔條3”。其中，“金屬材料I”為退火態(tài)的擬在其表面形成金相條碼的金屬材料基體，“相變條2”及“未相變間隔條3”位于“金屬材料I”的表層，“相變條2”是通過局部熱處理工藝處理后得到的相變組織，“未相變間隔條3”是相鄰“相變條2”之間未經(jīng)過局部熱處理的間隔條，其金相組織與“金屬材料I”相同，具有相同的熱處理狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于金相組織差異形成金屬材料金相條形碼的方法，其特征在于所述的形成金相條形碼的區(qū)域?yàn)榻饘僭牧媳砻婕敖饘倭悴考姆桥浜厦妗?br> 3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于金相組織差異形成金屬材料金相條形碼的方法，其特征在于所述的形成金相條形碼的方法為按照條形碼圖案等比例地在金屬材料表面進(jìn)行局部熱處理，所得到的金相組織分布與條形碼圖案完全一致。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于金相組織差異形成金屬材料金相條形碼的方法，其特征在于所述的形成金相條形碼的熱處理工藝包括淬火、調(diào)質(zhì)、滲碳、滲氮、碳氮共滲、正火、退火、回火、時效及冷處理。
【文檔編號】C21D1/00GK104372134SQ201310347482
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2013年8月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月12日
【發(fā)明者】帥立國 申請人:帥立國