[发明专利]钽涂覆的金属的沉淀硬化

说明书

一种方法，所述方法包括：(a)提供钽涂覆的金属合金基材；(b)通过将所述钽涂覆的金属合金基材加热至退火温度，在所述退火温度下保持一段时间，然后淬火至低于50摄氏度的温度而对所述钽涂覆的金属合金基材进行热退火；(c)加热所述钽涂覆的金属基材至所述金属合金基材的沉淀硬化温度；和(d)使所述钽涂覆的金属合金基材冷却至低于50摄氏度的温度；其中所述方法的特征进一步在于：在钽惰性气氛下进行步骤(b)到(d)，以及通过使温度低于50摄氏度的钽惰性气体从所述钽涂覆的金属合金基材上流过而进行步骤(b)中的淬火和步骤(d)中的冷却。

技术领域

本发明涉及一种用于已经被钽涂覆的金属合金的沉淀硬化的方法。

背景技术

通过对金属施加一层钽的涂层可以保护金属合金免受腐蚀侵蚀。Tantaline Inc.提供一项服务用于在金属的合金基材上气相沉积钽以作为保护涂层。这一工艺要求在炉中加热金属的合金基材至温度为700至900摄氏度(℃)，此时钽的金属前体蒸发并沉积在基材上。不幸地，加热基材的金属合金至如此高的温度可能会使基材的金属合金部分地或完全地退火，由此导致基材的金属合金失去其一部分所需的物理性质，例如，硬度、拉伸模量和压缩模量。当金属合金基材是沉淀硬化(PH)的金属合金时就会出现这样的情况，在这种情况下钽涂层工艺导致因进行了沉淀硬化而特有的物理性质损失。

理想的是发现如何获得一种钽涂覆的PH金属合金，既能受益于持久的钽涂层，又能受益于金属基材的沉淀硬化性质。

发明内容

本发明提供一种用于制造PH金属合金基材的方法，所述PH金属合金基材具有钽涂层的保护性质，同时还具有改进的作为PH金属合金特有的物理性质，例如，增大的硬度、拉伸模量和压缩模量。

不损害钽涂层益处的钽涂覆的金属合金基材的沉淀硬化，或者再生沉淀硬化不是个简单的工艺，正如在开发本发明时所发现的。沉淀硬化要求将金属合金加热至特定的温度，随后快速冷却材料。在空气的存在下在超过300℃的温度加热钽涂覆的金属合金导致钽涂层由于与空气中的气体(例如氧气和氮气)的反应所致而发生氧化并脆化，这是不可取的。为避免钽涂层变脆在钽惰性气氛中加热钽涂覆的金属合金足以防止金属合金芯的快速冷却，以致阻碍了沉淀硬化的实现。

本发明实际上用于解决的不仅是如何为钽涂覆的金属合金基材诱导或恢复PH性质的一般问题，而且额外还解决了如何在不引起钽涂层变脆和/或由金属合金基材剥落时完成这样的解决方案。

令人惊讶地，本发明是如下发现的结果：通过在钽惰性气体下进行必要的加热步骤和在相对冷的钽惰性气体流下进行冷却步骤而使得钽涂覆的金属合金基材能够被沉淀硬化而不会引起钽涂层变脆。适宜的钽惰性气体包括惰性气体和惰性气体的组合。空气在温度低于300摄氏度(℃)时也是适宜的钽惰性气体。钽惰性气体不与钽涂层反应，并且不会明显地扩散到钽涂层中，因此防止了涂层变脆。使冷的钽惰性气体从钽涂覆的金属合金基材上流过允许了金属合金基材的快速冷却，由此使得沉淀硬化得以发生。

在第一方面，本发明是一种方法，所述方法包括：(a)提供钽涂覆的金属合金基材；(b)通过将所述钽涂覆的金属合金基材加热至退火温度，在所述退火温度下保持一段时间，然后淬火至低于50摄氏度的温度，从而对所述钽涂覆的金属合金基材进行热退火；(c)加热所述钽涂覆的金属基材至所述金属合金基材的沉淀硬化温度；和(d)使所述钽涂覆的金属合金基材冷却至低于50摄氏度的温度；其中所述方法的特征进一步在于：在钽惰性气氛下进行步骤(b)到(d)，并且通过使温度低于50摄氏度的钽惰性气体从所述钽涂覆的金属合金基材上流过而进行步骤(b)中的淬火和步骤(d)。

本发明对于制备钽涂覆的PH金属合金基材是有用的。

具体实施方式