[发明专利]一种通过高能喷丸提高钛合金表面耐蚀的方法

说明书

本发明涉及一种通过高能喷丸提高钛合金表面耐蚀的方法，属于金属表面改性技术领域。该方法包括制作喷丸、打磨整形、酸洗、烘干、喷丸加工、超声波清洗和烘干七大步骤。本发明利用高能喷丸过程中铬丸轰击钛合金表层，形成一个掺杂铬元素的异质层状结构，提高钛合金的表面硬度和耐蚀性，优化表面性能。本发明方法设计简单操作方便，能够有效解决传统钛合金耐腐蚀性能不足，强腐蚀环境综合服役性能不足的问题。采用此方法处理的钛合金表面耐腐蚀性好，硬度高，能显著提高传统钛合金的耐腐蚀性能和电化学耐蚀性，可延长钛材的使用寿命，获得明显的经济效益。

技术领域

本发明属于金属表面改性技术领域，具体涉及一种通过高能喷丸提高钛合金表面耐蚀的方法。

背景技术

近年来，钛及钛合金广泛应用在海洋领域，这对它的耐蚀性提出了更高的要求。传统的表面处理工艺，如喷涂，是在金属表面涂覆额外的一层物质，其与基体金属的结合始终较差，导致其稳定性、持久度较差。而高能喷丸处理是通过压缩基体表面的晶粒，在表面形成纳米层组织，解决了其与基体结合的问题。然而，传统的喷丸一般采用不锈钢制作，只能在表面产生一个纳米层组织，而且还可能会引入耐蚀性较差的铁元素，使得工件的耐蚀性下降。因此如何克服现有技术的不足是目前金属表面改性技术领域亟需解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对传统钛及钛合金耐蚀性在高腐蚀环境下的耐蚀性不足，提供一种简单且可靠性强的用高能喷丸轰击金属表面的方法，以提高钛及钛合金的耐蚀性。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种通过高能喷丸提高钛合金表面耐蚀的方法，包括如下步骤：

步骤一，制作喷丸：制作直径为0.5-1.5mm、材质为铬的球形喷丸；

步骤二，打磨整形：打磨清理掉钛合金工件表面的氧化层及毛刺；

步骤三，酸洗：将打磨后的表面用氢氟酸和硝酸按体积比1：2~4的混合酸清洗，以除去打磨过后表面残余的氧化层及毛刺；

步骤四，烘干：将酸洗过的钛合金工件进行烘干；

步骤五，喷丸加工：用气动式数控喷丸设备，将钛合金工件用夹具固定在夹具座上，打开送料风管上的阀门，设定振动频率为45-50Hz，喷丸时间为30-90分钟，喷射距离60-100mm，喷射速率50mm/min-70mm/min，对钛合金工件进行加工；

步骤六，超声波清洗：将喷丸后的钛合金工件放入超声波清洗机里，用丙酮清洗，除去喷丸加工过程中表面附着的杂质；

步骤七，烘干：将清洗后的钛合金工件进行烘干。

进一步，优选的是，步骤一中，将直径为2-3mm的铬丝切割成2-3mm的小段，随后置于滚筒内与铸钢砂磨料一起滚光磨圆，加工制作直径为0.5-1.5mm的球形喷丸。

进一步，优选的是，步骤二中，采用砂纸和打磨机打磨清理掉钛合金工件表面的氧化层及毛刺。

进一步，优选的是，步骤四中，将清洗过的钛合金工件放进加热炉进行烘干，烘干温度为150-200℃，烘干时间为40-60min。

进一步，优选的是，步骤六中，用丙酮清洗5-10min，温度15-25℃。

进一步，优选的是，步骤六中，将清洗后的钛合金工件放入烘干机进行烘干，烘干温度为100-150℃，烘干时间为15-20min。

本发明创新性的使用铬作为喷丸的原材料，铬有较好的延展性、耐磨性，而且化学性质不活泼，具有较强的抗腐蚀能力。通过铬的高能喷丸处理，能够在其表面形成纳米层组织，同时铬元素会扩散到金属表面，铬的活泼性弱于钛，不会降低基体钛的耐蚀性。

本发明与现有技术相比，其有益效果为：