一種鈦及鈦合金表面滲氧方法
【專利摘要】一種鈦及鈦合金表面滲氧方法，包括下述工藝步驟：（1）將鈦和鈦合金放在電爐內(nèi)，在750-900℃溫度下對鈦和鈦合金進(jìn)行熱處理3-20小時；（2）將經(jīng)步驟（1）處理的鈦或鈦合金取出，迅速放入冷水中，進(jìn)行淬火處理，獲得具有黑色滲氧層的鈦或鈦合金，即得。本發(fā)明所具有的效果：本發(fā)明的效果和益處有：（1）能夠獲得高硬度的滲氧改性層，最高表面硬度可達(dá)800Hv以上，解決鈦及鈦合金表面硬度低、耐磨性不足的缺陷。（2）本方法獲得的滲氧層表面殘存有微薄的一層黑色鈦合金氧化物，可滿足軍事及光學(xué)儀器消光的要求。（3）本方法工藝簡單，無需專業(yè)人員。（4）成本低廉，采用空氣最為滲氧劑，水為淬火介質(zhì)，無需額外的材料。
【專利說明】一種鈦及鈦合金表面滲氧方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于表面處理【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及到鈦及鈦合金的表面改性強(qiáng)化，特別涉及到鈦及鈦合金表面滲氧的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鈦及鈦合金具密度低、耐蝕性好、比強(qiáng)度高等優(yōu)點，在航空航天、化工、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。然而鈦及鈦合金表面硬度低、摩擦系數(shù)高，抗摩擦和磨損性能差，特別是對微動磨損十分敏感；在摩擦作用下，機(jī)械零件容易發(fā)熱膠著、咬死和高溫氧化，導(dǎo)致塑性和強(qiáng)度下降，嚴(yán)重限制了其應(yīng)用范圍。最近幾年出現(xiàn)的鈦合金表面滲氧技術(shù)能有效的提高鈦合金的表面強(qiáng)度，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。OD-TO是最常用的滲氧技術(shù)，該技術(shù)是在TO技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的:首先將鈦合金在空氣中進(jìn)行高溫?zé)嵫趸@得氧化膜，隨后在真空中進(jìn)行熱擴(kuò)散處理，獲得滲氧層。該技術(shù)需要在真空條件進(jìn)行，而且兩次高溫處理，工藝相對復(fù)雜，成本較高。俄羅斯在解決了鈦合金襯巷、銷子、銷軸等航空航天件耐磨性差的問題時采用了包埋滲氧法:將鈦合金零件埋在砂箱或石墨箱中，以阻礙空氣中的氧在加熱過程中到達(dá)零件表面，并能排除疏松氧化皮的形成，獲得較好的滲氧層。這種方法需要包埋劑及相應(yīng)的密封箱體，不但增加了成本，也限制了工藝的應(yīng)用范圍。另外還存在激光、電子束滲氧，雖然這些方法不需要高溫處理，但僅適合用作小件材料的外表面處理，不具備批量處理條件，對大尺寸異形零部件無能為力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題，是鈦及鈦合金表面硬度低引起的耐磨性能差，常規(guī)滲氧技術(shù)存在的成本高、工藝復(fù)雜、對處理件外形有要求等問題，提供一種低成本、適合處理各種尺寸及形狀、無需任何前處理的鈦及鈦合金表面滲氧方法，以提高鈦合金表面硬度和耐磨性能。
[0004]采用的技術(shù)方案是:
一種鈦及鈦合金表面滲氧方法，包括下述工藝步驟:
(1)將鈦和鈦合金放在電爐內(nèi)，在750-900°C溫度下對鈦和鈦合金進(jìn)行熱處理3-20小
時；
(2)將經(jīng)步驟(1)處理的鈦或鈦合金取出，迅速放入冷水中，進(jìn)行淬火處理，獲得具有黑色滲氧層的鈦或鈦合金，即得。
[0005]本發(fā)明所具有的效果:
本發(fā)明的效果和益處有:(I)能夠獲得高硬度的滲氧改性層，最高表面硬度可達(dá)800HV以上，解決鈦及鈦合金表面硬度低、耐磨性不足的缺陷。(2)本方法獲得的滲氧層表面殘存有微薄的一層黑色鈦合金氧化物，可滿足軍事及光學(xué)儀器消光的要求。(2)本方法工藝簡單，無需專業(yè)人員。(3)成本低廉，采用空氣最為滲氧劑，水為淬火介質(zhì)，無需額外的材料?！揪唧w實施方式】
[0006]實施例1
(1)采用50X100X2mm的TAl板材，在箱式電阻爐中750°C處理3小時；
(2)將試樣件迅速取出放入室溫(20°C)的水中，待試樣冷卻至水溫，取出，用刷子刷掉殘存的少量氧化物層。
[0007]實施例2
(1)采用50X 100 X 4mm的TA2板材，在箱式電阻爐中800 V處理5小時；
(2)將試樣件迅速取出放入室溫(20°C)的水中，待試樣冷卻至水溫，取出，獲得黑色滲氧層。
[0008]實施例3
(1)采用50X100X4mm的TA4板材，在箱式電阻爐中800°C處理10小時；
(2)將試樣件迅速取出放入室溫(20°C)的水中，待試樣冷卻至水溫，取出，用刷子刷掉殘存的少量氧化物層。
[0009]實施例4
(1)采用50X100X6mm的TA15板材，在箱式電阻爐中900°C處理20小時；
(2)將試樣件迅速取出放入室溫(20°C)的水中，待試樣冷卻至水溫，取出，獲得黑色滲氧層。
【權(quán)利要求】
1.一種鈦及鈦合金表面滲氧方法，其特征在于包括下述工藝步驟: (1)將鈦和鈦合金放在電爐內(nèi)，在750-900°C溫度下對鈦和鈦合金進(jìn)行熱處理3-20小時； (2)將經(jīng)步驟(1)處理的鈦或鈦合金取出，迅速放入冷水中，進(jìn)行淬火處理，獲得具有黑色滲氧層的鈦或 鈦合金，即得。
【文檔編號】C23F17/00GK103789717SQ201410027906
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年1月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月22日
【發(fā)明者】趙暉, 王小輝, 李玉海 申請人:沈陽理工大學(xué)