一种钛合金渗氧表面强化处理方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102400086A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102400086A(43)申请公布日2012.04.04(21)申请号201110378673.7(22)申请日2011.11.24(71)申请人苏州大学地址215123江苏省苏州市苏州工业园区仁爱路199号(72)发明人陈长军张敏(74)专利代理机构苏州创元专利商标事务所有限公司32103代理人陶海锋陆金星(51)Int.Cl.C23C8/10(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图8页(54)发明名称一种钛合金渗氧表面强化处理方法(57)摘要本发明公开了一种钛合金渗氧表面强化处理方法，将钛合金材料置于经过处理的介质中，在大气气氛下，普通空气炉中加热至700～850℃，保温30~6000min；利用该方法在钛合金试件表面形成氧固溶硬化层，所述氧固溶硬化层的深度为80~120μm；所述介质为ZrO2粉末。本发明的表面处理方法简单，只要一步即可实现钛合金的表面强化，可以实现钛合金表层的硬度达到HV780以上，氧的固溶硬化深度可以达到100μm，取得了良好的效果。CN102486ACCNN110240008602400085A权利要求书1/1页1.一种钛合金渗氧表面强化处理方法，其特征在于：将钛合金材料置于经过处理的介质中，在大气气氛下，普通空气炉中加热至700~850℃，保温30~6000min；在钛合金材料表面形成氧固溶硬化层，所述氧固溶硬化层的深度为80~120μm；所述介质为ZrO2粉末。2.根据权利要求1所述钛合金渗氧表面强化处理方法，其特征在于：所述经过处理的介质为中性。3.根据权利要求1所述钛合金渗氧表面强化处理方法，其特征在于：所述ZrO2粉末介质的粒度为360~10目。4.根据权利要求1所述钛合金渗氧表面强化处理方法，其特征在于：所述介质经过酸洗净化处理。2CCNN110240008602400085A说明书1/3页一种钛合金渗氧表面强化处理方法技术领域[0001]本发明涉及一种金属表面处理方法，具体涉及一种钛合金渗氧表面强化处理方法。背景技术[0002]钛合金因具有比重小、比强度高、耐蚀性优异以及优良的生物相容性等一系列优异的性能而在航空、航天等国防工业以及民用工业中得到广泛应用。但是由于其硬度低，导致在应用过程中一个最大障碍就是表面耐磨性能问题。零部件的易磨损导致产品的使用成本大大增加。此外，由于钛合金不耐磨损，使其在使用过程中的磨损加剧，从而严重影响整个飞行器或机车的安全可靠性能。[0003]渗氧处理是提高钛合金表面硬度的一种方法，如中国发明专利申请CN1363713A公开了一种钛合金渗氧的方法，其采用砂子或碳粉为介质，在700~850℃下保温2~14小时，然后去掉钛合金表面的氧化膜，露出α相硬化层。然而，上述方法处理表面存在氧化膜发脆易脱落的问题，需辅以机械方法除去，并且硬化层浅。中国发明专利申请CN1632158A公开了一种钛合金表面渗氧-扩散固溶复合强化处理方法，其采用的介质为MgO、Al2O3、SiO2或碳粉，其方法为：在大气下先预氧化，然后在密闭的容器中进行扩散渗氧，从而实现固溶强化。然而，上述方法需要采用封闭装置，该封闭装置需采用高温合金制作，封口采用激光焊接或其它的焊接手段进行焊接，因而存在封口困难和处理完毕重新开口的问题，操作不便。[0004]因此，开发一种易于操作的钛合金表面处理方法，以提高钛合金的表面硬度，具有积极的现实意义。发明内容[0005]本发明目的是提供一种钛合金渗氧表面强化处理方法。[0006]为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种钛合金渗氧表面强化处理方法，将钛合金材料置于经过处理的介质中，在大气气氛下，普通空气炉中加热至700~850℃，保温30~6000min；利用该方法在钛合金材料表面形成氧固溶硬化层，所述氧固溶硬化层的深度为80~120μm；所述介质为ZrO2粉末。[0007]本发明对钛合金进行表面无膜渗氧强化，从而可以更显著延长钛合金的使用寿命，使其得到更大的应用价值。[0008]所述将钛合金材料置于经过处理的介质中，是指将拟处理的钛合金使用ZrO2粉末包覆起来，然后置于密闭的耐高温罐子中，罐子可以是金属，也可以是非金属的，如耐高温的金属制作的罐子、陶瓷罐，石墨罐。[0009]上述技术方案中，所述经过处理的介质为中性。[0010]上述技术方案中，所述ZrO2粉末介质的粒度为360~10目。[0011]上述技术方案中，所述介质经过酸洗净化处理。3CCNN110240008602400085A说明书2/3页[0012]由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：1．本发明的表面处理方法简单，只要一步即可实现钛合金的表面强化，实现了钛合金表层