CN103602951B - 一种耐高温热处理的Data Matrix码标牌及制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种耐高温热处理的DM码标牌及制作方法，在TC4钛合金表面上制备一层均匀、致密且结合牢靠的金黄色ZrN涂层作为标牌，并控制ZrN涂层厚度在1um-10um之间，利用光纤激光，并采用反刻的标刻方法在ZrN涂层标刻一DM码，从而形成耐高温热处理的DM码标牌。该DM码与零件上的DM码一致，并对零件进行挂牌，待热处理完后将标牌上的DM码转移到零件上。本发明改变现有的在基体表面进行直接标刻的方法，采用先在基体表面物理沉积耐高温薄膜，再进行激光标刻的方法，该制作方法形成的DM码标牌的耐高温热处理性能得以大大提高，而且该方法针对高温空气环境而定，镀层与基体间结合紧密，既适用于零件的去应力处理、还适用零件的时效、回火处理。

Description

一种耐高温热处理的Data Matrix码标牌及制作方法

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

为解决现有技术存在的问题，本发明提出一种耐高温热处理的DM码标牌及制作方法，其目的是从提高DM码耐高温性能的思路出发，制作一种耐高温的标牌并对零件逐一进行挂牌，解决回火、去应力等高温热处理后导致直接标刻在不锈钢零件表面的DM码因热处理氧化层覆盖引起的模块模糊、不清晰，甚至码区数据完全丢失等问题，待热处理完毕后再讲标牌上的DM码转移到零件表面，使零件表面DM码在热处理后能够得到有效的补救，实现零件在生产过程中不间断信息采集与追踪。

技术方案

本发明就解决其技术问题所采用的技术方案整体思路是：在TC4钛合金表面上制备一层均匀、致密且结合牢靠的金黄色ZrN涂层作为标牌，并控制ZrN涂层厚度在1um-10um之间，利用光纤激光，并采用反刻的标刻方法在ZrN涂层标刻一DM码，从而形成耐高温热处理的DM码标牌。该DM码与零件上的DM码一致，并对零件进行挂牌，待热处理完后将标牌上的DM码转移到零件上。

本发明的技术方案为：

所述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。

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。

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：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。

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：50mL 40％的HF、100mL 65％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。

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。

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；

有益效果

本发明的有益效果包括标牌结构设计效果和制作方法效果，具体如下：

耐高温热处理的Data Matrix码标牌的结构设计的效果：

1)外联孔的设计，外联孔通过钢丝或其他细棒状材料将标牌与零件连接起来并一一对应，在零件与标牌一同进行热处理之后，可保证将标牌上的标识成功地转移到标识已失效的零件表面。

2)明码区的设计，提高了标牌的可辨识性。明码的辅助识读功能，在一定程度上解决了DM码因特殊情况失效而导致机器无法识读的问题。

3)重复使用空白区的设计，重复使用空白区的设计在一定程度上增大了标牌的尺寸，但重复使用空白区是可以利用的。标牌使用完后，对标识区域进行激光烧蚀使原有的DM码失效，这样便可在重复使用空白区建立新的标识区，提高了标牌的利用率。

耐高温热处理的Data Matrix码标牌的制作方法的效果：

1)改变现有的在基体表面进行直接标刻的方法，采用先在基体表面物理沉积耐高温薄膜，再进行激光标刻的方法。经过发明人研究，基材与镀层材料的选择是标牌耐高温性能的关键，因为ZrN本身有较好的耐高温性能，而且通过物理沉积可在TC表面形成于基体结合紧密、牢固的镀层，因此，在预处理好的TC4钛合金表面沉积ZrN薄膜再进行激光标刻DM码，既容易获得实现，又使标牌在经理高温回火、去应力、水淬等热处理后仍能有效识读成为了可能。同时，当物理沉积参数合理时，所形成的ZrN与基体结合紧密、镀层孔隙率大大降低，降低了高温环境下被氧气侵蚀的可能。最后，激光标刻工艺参数设置合理时，可在镀有ZrN的TC4钛合金薄板上通过激光标刻获得对比度为100％且整体质量等级为A(按照标准AIM-DPM-1-2006，通过条码校验仪对DM码进行质量校验获得)的微凸形DM码，进一步保证了标牌的耐高温热处理性能。所以，该制作方法形成的DM码标牌的耐高温热处理性能得以大大提高。

2)由于该制作方法是针对高温空气环境而定，且镀层与基体间结合紧密，因此其适用范围较广，既可以适用于零件的去应力处理、还可以适用零件的时效、回火处理，还可以适应水淬、油淬等处理。

3)该方法制作耐高温热处理DM码标牌过程简单、操作性强，相对于其他耐高温标识制作的效率大大提高。

附图说明

图1是本发明技术方案的基本流程图

图2是本发明标牌的外形结构视图

图3实例1中标牌上去应力热处理前的DM码标记

图4实例1中零件上去应力热处理前的DM码标记

图5实例1中标牌上去应力热处理后的DM码标记

图6实例1中零件上去应力热处理后的DM码标记

图7实例2中标牌上回火热处理前的DM码标记

图8实例2中零件上回火热处理前的DM码标记

图9实例2中标牌上回火热处理后的DM码标记

图10实例2中零件上回火热处理后的DM码标记

具体实施方式

下面结合具体实施例描述本发明：

实施例1：

本实施例选用牌号为TC4的钛合金板料作为基材，ZrN作为镀层。

步骤1：基材准备：

步骤1.1：准备牌号为TC4的钛合金板料，将板料通过机械加工变为一长为80mm，宽为60mm，厚度为1mm的TC4钛合金长方形薄板。

步骤1.2：对TC4钛合金长方形薄板二维码标记面用金刚砂纸逐级打磨，保证其表面粗糙度Ra＝0.8。

步骤2：基材清洗，主要包括以下子步骤：

步骤2.1：脱脂：对通过步骤1准备好的TC4钛合金长方形薄板进行脱脂处理，脱脂时间为20min，工作温度为室温，脱脂溶剂为三氯乙烯。

步骤2.2：浸蚀去氧化皮：采用化学侵蚀对TC4钛合金长方形薄板进行去氧化皮处理，其中清洗液配方：40％的HF，50mL；65％的HNO₃，100mL；过氧化氢，100mL。工作温度为室温，侵蚀时间为8min。

步骤2.3：清洗、烘干：对经过步骤2.2处理后的TC4钛合金长方形薄板在丙酮中进行10min的超声波清洗，去除化学残留液，然后酒精漂洗，最后用空气刷将基材吹干。

步骤3：物理沉积镀ZrN膜，主要包括以下子步骤：

步骤3.1：镀前准备：将99.9％的Zr靶材(规格为50mm的棒料)用丙酮浸泡20min，再用无水乙醇清洗，烘干备用。

步骤3.2：真空室准备：包括真空室清洗处理、连接与气密性等检查。将TC4钛合金长方形薄板挂到真空炉悬架上，经过步骤3.1处理后的Zr靶材也放入真空炉中，靶基距60mm，TC4钛合金长方形薄板温度控制在100°，动态变化为±10°，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，通入氩气辉光放电清洗20min，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，偏压控制在160V，靶电流密度控制在60mA，进行沉积，沉积时间为90min。

步骤4：在经过步骤3处理后的TC4钛合金长方形薄板上的外联孔位置钻一个2mm的通孔，并进行激光标刻，具体步骤为：

步骤4.1：方向标刻气化ZrN层：用大族YLP-D10光纤激光打标机，在镀有ZrN层的TC4板上的标识区域标刻一个大小为6mm*6mm的DM码，码字内容为“30Q324343430794<OQQ”，纠错方式采用ECC200。标刻方法为方向标刻。所采用的激光标刻工艺参数为：激光功率4W，标刻速度500mm/s，Q频率40KHz，线填充间距0.1mm，缩进0.055mm，标刻次数为4次。

步骤4.2：反向标刻烧蚀TC4层：步骤4.1完成后，固定TC4钛合金长方形薄板在激光工作台的位置不变，只改变激光标刻工艺参数对已暴露的TC4层进行激光烧蚀，从而形成高识读质量的DM码。所采用的激光标刻工艺参数为：激光功率7.5W，标刻速度100mm/s，Q频率20KHz，线填充间距0.03mm，缩进0.25mm，标刻次数为1次。

步骤4.3：明码标记：在TC4钛合金长方形薄板的DM码下方约2mm处，进行标记明码，明码字符串为“30Q324343430794<OQQ”，明码标刻所采用的激光工艺参数与DM码标刻相同。

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至少0.5h，进行风干。

根据AIM-DPM-1-2006标准，用“Microscan”条码校验仪对本实施例中标牌上的DM码标记(如图3所示)与直接在钛合金表面用激光标刻形成的DM码标记(如图4所示)进行质量校验，并用康奈视“DataMan7500”扫描枪对两种标记分别进行识读，其质量数据如表1所示。

表1

按钛合金热处理工艺规范设置钛合金去应力试验环境，基本设置为：将热炉由室温加热到580°，恒温(温差不超过±15°)保持120min，然后空冷至室温。将标牌与零件一同放置在试验环境中进行去应力热处理试验。去应力热处理试验后将标牌与零件取出用丙酮洗净，然后酒精漂洗，最后在空气静置至少0.5h使其干燥，本发明标牌上的DM码标记如图5所示，激光直接标刻在钛合金表面的DM码标记如图6所示。

结果显示，经过去应力热处理实验后，本发明标牌上的DM码标记在条码校验仪与条码扫描枪均可正确解码，而零件上的DM码标记无法用条码扫描枪进行识读，在条码校验仪下更是无法检查，二者的质量数据如表2所示。

表2

实施例2：

本实施例选用牌号为TC4的钛合金板料作为基材，ZrN作为镀层。

步骤1：基材准备：

步骤1.1：准备牌号为TC4的钛合金板料，将板料通过机械加工变为一长为80mm，宽为60mm，厚度为2mm的TC4钛合金长方形薄板。

步骤1.2：对TC4钛合金长方形薄板二维码标记面用金刚砂纸逐级打磨，保证其表面粗糙度Ra＝0.6。

步骤2：基材清洗，主要包括以下子步骤：

步骤2.1：脱脂。对通过步骤1准备好的TC4钛合金长方形薄板进行脱脂处理，脱脂时间为20min，工作温度为室温，脱脂溶剂为三氯乙烯。

步骤2.2：浸蚀去氧化皮。采用化学侵蚀对TC4钛合金长方形薄板进行去氧化皮处理。清洗液配方：40％的HF，50mL；65％的HNO₃，100mL；过氧化氢，100mL。工作温度为室温，侵蚀时间为8min。

步骤2.3：清洗、烘干。对经过步骤2.2处理后的TC4钛合金长方形薄板在丙酮中进行10min的超声波清洗，去除化学残留液，然后酒精漂洗，最后用空气刷将基材吹干。

步骤3：物理沉积镀ZrN膜，主要包括以下子步骤：

步骤3.1：镀前准备。将99.9％的Zr靶材(规格为50mm的棒料)用丙酮浸泡15min，再用无水乙醇清洗，烘干备用。

步骤3.2：真空室准备。包括真空室清洗处理、连接与气密性等检查。将TC4钛合金长方形薄板挂到真空炉悬架上，经过步骤3.1处理后的Zr靶材也放入真空炉中，靶基距70mm，TC4钛合金长方形薄板温度控制在150°，动态变化为±10°，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，通入氩气辉光放电清洗20min，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，偏压控制在150V，靶电流密度控制在80mA，进行沉积，沉积时间为90min。

步骤4：用钻刀在经过步骤3处理后的TC4钛合金薄板上钻一个2mm的外联孔，并进行激光标刻，具体步骤为：

步骤4.1：方向标刻气化ZrN层。用大族YLP-D10光纤激光打标机，在镀有ZrN层的TC4板上的标识区域标刻一个大小为6mm*6mm的DM码，码字内容为“30Q324343430794<OQQ”，纠错方式采用ECC200。标刻方法为方向标刻。所采用的激光标刻工艺参数为：激光功率4W，标刻速度540mm/s，Q频率38KHz，线填充间距0.1mm，缩进0.058mm，标刻次数为5次。

步骤4.2：反向标刻烧蚀TC4层。步骤4.1完成后，固定TC4钛合金长方形薄板在激光工作台的位置不变，只改变激光标刻工艺参数对已暴露的TC4层进行激光烧蚀，从而形成高识读质量的DM码。所采用的激光标刻工艺参数为：激光功率7.8W，标刻速度100mm/s，Q频率22KHz，线填充间距0.032mm，缩进0.26mm，标刻次数为1次。

步骤4.3：明码标记。在TC4钛合金长方形薄板的DM码下方约2mm处，进行标记明码，明码字符串为“30Q324343430794<OQQ”，明码标刻所采用的激光工艺参数与DM码标刻相同。

步骤5.4：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，最后对标牌在空气中静置至少0.5h，进行风干。

根据AIM-DPM-1-2006标准，用“Microscan”条码校验仪对本实施例中标牌上的DM码标记(如图7所示)与直接在2Cr13钢材表面用激光标刻形成的DM码标记(如图8所示)进行质量校验，并用康奈视“DataMan7500”扫描枪对两种标记分别进行识读，其质量数据如表3所示。

表3

按不锈钢热处理工艺规范设置2Cr13回火试验环境，基本设置为：将热炉由室温加热到750°，恒温(温差不超过±15°)保持90min，然后油冷至室温。将标牌与零件一同放置在试验环境中进行去应力热处理试验。去应力热处理试验后将标牌与零件取出用丙酮洗净，然后酒精漂洗，最后在空气静置至少0.5h使其干燥，本发明标牌上的DM码标记如图9所示，激光直接标刻在钛合金表面的DM码标记如图10所示。

结果显示，经过去回火热处理实验后，本发明标牌上的DM码标记在条码校验仪与条码扫描枪均可正确解码，而零件上的DM码标记无法用条码扫描枪进行识读，在条码校验仪下更是无法检查，二者的质量数据如表4所示。

表4

Claims (6)

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。

3.一种根据权利要求1所述耐高温热处理的Data Matrix码标牌的制作方法，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码下方标刻DM码所对应的明码，DM码与明码之间至少相距2mm；

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：50mL 40％的HF、100mL 65％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。