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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111549313A(43)申请公布日2020.08.18(21)申请号202010591261.0(22)申请日2020.06.24(71)申请人合肥学院地址230601安徽省合肥市经济技术开发区锦绣大道99号申请人燕山大学(72)发明人钟华马明臻张春鹏刘日平黄飞胡恩柱(74)专利代理机构北京中济纬天专利代理有限公司11429代理人刘毅华(51)Int.Cl.C23C8/12(2006.01)C22C1/03(2006.01)C22C14/00(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图7页(54)发明名称一种高温诱导钛锆基合金表面耐磨扩散层的制备方法(57)摘要本发明属于合金材料表面保护层的制备技术领域,具体的说是一种高温诱导钛锆基合金表面耐磨扩散层的制备方法;该制备方法采用的氧化炉包括壳体、电机、一号转轴、支撑板和注氧单元;所述一号转轴转动连接在壳体底端内侧壁上,且一号转轴与电机输出端固连;所述支撑板安装在一号转轴顶端侧壁上;所述注氧单元安装在壳体内侧壁上,注氧单元包括一号凸轮、气囊、储气室和固定板;在一号转轴的转动过程中带动支撑板同时进行转动,从而不断的更换方形试样和氧气之间的接触面积,实现氧气在方形试样表面的均匀分布,保证了方形试样表面真空扩散层的厚度均匀性,从而有效增加了方形试样表面的耐磨损度。CN111549313ACN111549313A权利要求书1/2页1.一种高温诱导钛锆基合金表面耐磨扩散层的制备方法,其特征在于:该制备方法包括以下步骤:S1:利用纯度达到99.5%的高纯度金属钛、锆、铝和中间合金50Al50V压制成短棒状块料,得到基础原料,再将基础原料制成电极后,通过真空自耗电弧炉进行熔炼处理,得到合金锭,其中熔炼电流大小为180-260A,熔炼时间4-6min;S2:将S1中所述合金锭进行三墩三拔后车削,得到钛锆基合金棒材,利用电火花线切割机从棒材上切取形状为10mm×10mm×30mm的方形试样,再利用SiC砂纸对钛锆基合金方形试样进行打磨,使得钛锆基合金方形试样表面粗糙度为0.1-0.2μm;S3:将S2中所述钛锆基合金方形试样放入超声波清洗机内进行清洗处理,除去其表面杂质颗粒,将钛锆基合金方形试样表面通过热风机进行吹干;其中,热风机的加热温度控制在75-80℃,且热风机的出风口与钛锆基合金方形试样表面存在45度夹角;S4:将S3中所述钛锆基合金方形试样通过马弗炉进行热氧化处理,其中,加热温度为650-800℃,保温时间为12h;待保温结束后,钛锆基合金方形试样随炉冷却,待钛锆基合金方形试样冷却至室温后,再将钛锆基合金方形试样放入氧化炉内进行真空扩散处理,在钛锆基合金方形试样表面形成一层氧扩散层,完成高温诱导钛锆基合金表面耐磨扩散层的制备。2.根据权利要求1所述的一种高温诱导钛锆基合金表面耐磨扩散层的制备方法,其特征在于:所述基础原料在通过真空自耗电弧炉进行熔炼处理时,熔炼电流大小为阶段性上升,即先使得熔炼电流达到190A,持续熔炼2min后;再将熔炼电流提升至230A,持续熔炼2min;最后将熔炼电流提升至260A,持续熔炼2min后,完成对基础原料的熔炼处理。3.根据权利要求1所述的一种高温诱导钛锆基合金表面耐磨扩散层的制备方法,其特征在于:所述钛锆基合金方形试样在真空扩散过程中,真空扩散时间为8-10h,加热温度在400℃-550℃之间。4.根据权利要求1所述的一种高温诱导钛锆基合金表面耐磨扩散层的制备方法,其特征在于:所述钛锆基合金方形试样在通过超声波清洗机进行清洗时,需要经过三次不同清洗液的清洗;其中最先使用丙酮溶液进行清洗,待清洗完成后再利用酒精溶液对钛锆基合金方形试样进行清洗,最后再用去离子水对钛锆基合金方形试样进行清洗。5.根据权利要求1所述的一种高温诱导钛锆基合金表面耐磨扩散层的制备方法,其特征在于:所述氧化炉包括壳体(1)、电机(2)、一号转轴(3)、支撑板(4)和注氧单元(5);所述壳体(1)顶端设有端盖(11),壳体(1)底端安装有支架(12);所述电机(2)安装在壳体(1)底端外侧壁上;所述一号转轴(3)转动连接在壳体(1)底端内侧壁上,且一号转轴(3)与电机(2)输出端固连;所述支撑板(4)安装在一号转轴(3)顶端侧壁上;所述注氧单元(5)安装在壳体(1)内侧壁上,注氧单元(5)包括一号凸轮(51)、气囊(52)、储气室(53)和固定板(54);所述一号凸轮(51)固接在一号转轴(3)上;所述气囊(52)安装在靠近一号凸轮(51)的壳体(1)内侧壁上,气囊(52)内装填有氧气;所述储气室(53)安装在壳体(1)外侧壁上,且储气室(53)和气囊(52)之间通过软管连通;所述固定板(54)安装在靠