[发明专利]一种提高钛合金工件高温磨损性能的方法

权利要求书

1.一种提高钛合金工件高温磨损性能的方法，其特征在于：首先对钛合金工件（6）进行机械加工以及预处理，然后采用多弧离子镀膜机在钛合金工件（6）表面依次进行TiC膜（1）、Mo-Ti-Al-N复合层（2）以及WC-Ti-Al-N复合层（3）的制备，最后采用激光冲击强化的方法对镀膜后的钛合金工件（6）表面进行大面积激光搭接冲击强化。

2.根据权利要求1所述的一种提高钛合金工件高温磨损性能的方法，其特征在于：所述预处理为依次进行打磨、抛光、清洗、侵蚀、去离子水清洗、干燥备用。

3.根据权利要求2所述的一种提高钛合金工件高温磨损性能的方法，其特征在于：所述打磨为采用型号分别为#200，#600，#800，#1000，#1200，#1800的砂纸对工件依次进行打磨；所述抛光采用Al₂O₃抛光液进行；所述清洗为依次在丙酮和乙醇溶液中清洗15-25min；所述侵蚀为采用硝酸和乙醇的混合溶液、其体积比为2-3:1-2。

4.根据权利要求3所述的一种提高钛合金工件高温磨损性能的方法，其特征在于：所述多弧离子镀膜机可采用WH-800型多弧离子镀膜机。

5.根据权利要求4所述的一种提高钛合金工件高温磨损性能的方法，其特征在于：所述TiC膜（1）的制备方法如下：

采用Ti作为阴极靶材，通入C₂H₂，镀膜时多弧离子镀膜机的工艺参数为负偏压：AC1000V，C₂H₂流量：14-18sccm，C₂H₂气压：0.12-0.18Pa，弧电压：28V-30V，弧电流：50-60A，镀膜时间为25-35min，沉积温度为100-200℃。

6.根据权利要求5所述的一种提高钛合金工件高温磨损性能的方法，其特征在于：所述Mo-Ti-Al-N复合层（2）与WC-Ti-Al-N复合层（3）的制备方法如下：

采用Mo靶和Ti-Al复合靶作为阴极靶材、其中Ti与Al原子数百分比为Ti:Al=68%-72%：28%-32%，通入N₂，镀膜时多弧离子镀膜机的工艺参数为沉积温度: 430-470℃，N₂分压:0.6-1.0Pa，N₂流量: 75-85sccm，弧电流: 70-90A，弧电压: 200V，真空度: 3.5×10^-3～4.5×10^-3 Pa，镀膜时间: 55～65 min； Mo-Ti-Al-N复合层（2）制备结束后，持续通入N₂，将Mo靶更换为WC靶，进行WC-Ti-Al-N复合层（3）的制备，镀膜时多弧离子镀膜机的工艺参数为沉积温度: 430-470℃，N₂分压: 0.6-1.0Pa，N₂流量: 75-85sccm，弧电流: 70-90A，弧电压:200V，真空度: 3.5×10^-3～4.5×10^-3Pa，镀膜时间: 55～65 min。

7.根据权利要求6所述的一种提高钛合金工件高温磨损性能的方法，其特征在于：所述激光冲击强化方法采用钕玻璃脉冲激光器对钛合金工件（6）镀膜表面采用逐行加工的方法进行大面积激光强化，其工艺参数为激光波长：1060-1070 nm，脉冲宽度：5-20 ns，激光能量：5-10J，最大重复频率：1-5Hz，形成的光斑直径：0.5-3mm。

8.根据权利要求7所述的一种提高钛合金工件高温磨损性能的方法，其特征在于：所述激光冲击强化采用黑色胶带作为吸收层（4），采用K9光学玻璃作为约束层（5）；所述吸收层（4）厚度为90-110μm，所述约束层（5）厚度为1.5-2.5mm；完成激光强化后将表面约束层（5）和吸收层（4）去掉，用酒精清洗吹干。