[发明专利]一种适用于规则轮廓TC4钛合金的表面高频感应处理硬化方法

权利要求书

1.适用于规则轮廓TC4钛合金的表面高频感应处理方法，其特征在于包括以下阶段：

S1：原料准备

①原材料准备：准备最大厚度或直径不大于10cm且外形规则的TC4钛合金作为原料金属；

②辅材准备：准备足量丙酮、足量氧化铝粉末抛光剂；

③设备及工装准备：最大功率10kw、频率600KHz-1100KHz的高频感应加热设备，与原料金属轮廓外形相适应的铜制圆圈型感应工装，额定使用温度380℃-550℃的真空加热设备；其中高频感应加热设备还集成有加压冷却装置、数字测温仪、定位装置和两头顶针结构的工作区域旋转固定结构；其中，所述加压冷却装置，其所使用的介质具体为氩气内混合体积占混合气体0.25%-0.28%的氧气的混合气体，其喷出压力为6bar-10bar；

S2：预准备

①将阶段S1步骤①准备的原料金属采用阶段S1步骤②准备的丙酮反复清洗干净，获得表面洁净原料金属；

②将阶段S1步骤②准备的丙酮与氧化铝粉末抛光剂按质量比10：(0.8-1)的比例混合并搅拌均匀，制成磨削抛光剂，通过无心磨床或平面磨床采用磨削抛光剂分别对步骤①获得的表面洁净原料金属的待处理圆柱面或平面进行机械抛光，要求去除0.008mm-0.01mm的表面余量，并达到Ra0.05-Ra0.1的表面粗糙度，获得表面磨抛金属原料，即完成原料的预准备，获得待处理原料金属；

③将步骤②获得的待处理原料金属置于阶段S1步骤③准备的高频感应加热设备内，并通过轴线对准两头顶针结构的方式固定并套装在铜制圆圈型感应工装中心区域；

④将高频感应加热设备内通过真空发生装置内充入氩气保护气氛；在加压冷却装置内准备好冷却介质，并将冷却介质出口对准铜制圆圈型感应工装下方2.5cm-3cm的区域；将数字测温仪、定位装置对准待处理区域，完成设备和工装准备；

S3：高频感应固溶处理

①通过两头顶针结构的工作区域旋转固定结构带动原料金属按450rpm-500rpm的速率旋转，然后开启加压冷却装置，喷出冷却介质；

②开启高频感应加热设备，设置感应电流22.5A-26A，同步开启两头顶针结构的工作区域旋转固定结构的上下轴位移，使原料金属按2cm/s-3cm/s的速率均匀由上至下沿轴线位移，通过定位装置监测并控制位置速率，通过数字测温仪监测原料金属表面的温度，要求接触冷却介质的上缘线的温度控制在1000℃±20℃。；

③将根据上述工艺处理完的原料金属在高频感应淬火处理后，在1min时间内转移至已至少预热至180℃的真空加热设备中，完成原料金属高频感应固溶处理；

S4：时效处理

①集齐一批高频感应固溶处理完成的原料金属后，将真空加热设备内抽真空至不低于1×10^-2Torr，然后升温至400℃-420℃，保温6h-7h，然后随炉冷却至不高于180℃后出炉，完成时效处理。