[发明专利]一种TC4钛合金表面复合处理的方法

说明书

本发明属于TC4钛合金表面处理技术领域。为了提高TC4钛合金的表面硬度和耐磨的综合性能，本发明公开了一种TC4钛合金表面复合处理的方法。该方法包括：步骤S1，对TC4钛合金进行氧化处理；步骤S2，对经过步骤S1中氧化处理的TC4钛合金进行真空热处理，其中真空压力保持在1×10^‑3～1×10^‑1pa；步骤S3，对经过步骤S2中真空热处理的TC4钛合金进行物理气相沉积处理，在TC4钛合金表面形成复合膜。采用本发明的方法，可以使TC4钛合金在硬度、渗层厚度和耐磨性方面得到综合性提升，实现对TC4钛合金的表面强化效果。

技术领域

本发明属于TC4钛合金表面处理技术领域，具体涉及一种TC4钛合金表面复合处理的方法。

背景技术

钛合金由于其密度仅为4.51g/cm³,不及钢密度的60％，并且比强度高，无磁性，透声性能好，抗冲击，在大多数酸、碱和盐溶液中均有优异的耐腐蚀性能，对海水尤其是污染后的海水的耐腐蚀性能极其优越，而被广泛地应用于航空航天、常规武器、石油化工、船舰和生物医学等领域。

其中，TC4钛合金是钛合金中运用最为广泛的合金，是一种全球通用的钛合金，不仅在室温且在高温下仍具有良好的力学性能、优异的抗疲劳和抗裂纹扩展能力、优异的抗腐蚀性能、具有优异的综合性能和良好的工艺性能。然而，TC4钛合金的硬度一般不超过350HV，较钢等常用材料的硬度要低，而且其表面的耐摩擦磨损性也较差，由此制约了TC4钛合金在管道、阀门及配件等要求具备高硬度、高耐磨性等特殊环境的使用和推广。

发明内容

为了提高TC4钛合金的硬度和表面耐磨损性能，本发明提出了一种TC4钛合金表面复合处理的方法，以提高TC4钛合金的表面硬度和耐磨性的综合性能。

本发明的TC4钛合金表面复合处理的方法，具体包括以下步骤：

步骤S1，对TC4钛合金进行氧化处理；

步骤S2，对经过步骤S1中氧化处理的TC4钛合金进行真空热处理，其中真空压力保持在1×10^-3～1×10^-1pa；

步骤S3，对经过步骤S2中真空热处理的TC4钛合金进行物理气相沉积处理，在TC4钛合金表面形成复合膜。

优选的，在所述步骤S1的氧化处理中，氧化温度为650～950℃，氧化时间为0.5～1h。

进一步优选的，在所述步骤S1的氧化处理中，氧化温度为700～800℃。

优选的，在所述步骤S2的真空热处理中，处理温度为650～950℃，处理时间为20～24h。

进一步优选的，在所述步骤S2的真空热处理中，处理温度为700～800℃，处理时间为22～24h。

优选的，在所述步骤S3的物理气象沉积处理中，选用TIN作为表面涂层介质。

进一步优选的，在所述步骤S3的物理气象沉积处理中，将温度控制为300～350℃，时间为3h。

优选的，在所述步骤S1中，对TC4钛合金进行氧化处理前预先进行表面的清洁和烘干处理。

优选的，在所述步骤S3中，对TC4钛合金进行物理气相沉积处理之前，预先对完成步骤S2中真空热处理的TC4钛合金进行表面修整处理。

进一步优选的，对TC4钛合金进行表面研磨修整使其表面粗糙度≤R0.8μm。