[发明专利]钛合金表面微弧渗碳方法

说明书

本发明涉及钛合金表面强化领域，具体为一种钛合金表面微弧渗碳方法。以石墨圆棒作为阳极以一定速度旋转或振动，被渗碳工件作为阴极，两极间施加高频率脉冲强电流，在氩气保护下形成微弧火花放电。在与石墨圆棒接触放电区域渗碳，非接触区不发生渗碳，工件无需整体加热。采用本发明可以在钛合金表面进行微弧渗碳，解决了钛合金硬度低、容易产生接触腐蚀、耐磨性差及抗磨蚀疲劳性能低的问题，采用微弧渗碳可有效对钛合金表面进行强化。

技术领域

本发明涉及钛合金表面强化领域，具体为一种钛合金表面微弧渗碳方法。

背景技术

钛合金分为α钛合金、近α钛合金、α+β钛合金、β钛合金，以纯金属钛为基体加入各种金属或非金属合金元素，即可构成以金属间化合物或非金属化合物为强化相的钛合金，具有比强度高、耐蚀性强、不同温度下的力学性能优异、较高的屈服强度和抗拉强度，以及形状记忆功能、超导功能、储氢功能等特殊功能，钛和钛合金在冶金、机械、化工、船舶和航空航天领域都获得广泛应用。但是钛合金的硬度较低，摩擦系数高，耐磨性很差，易与对磨材料发生粘着磨损，高温高速摩擦易燃，造成零件的磨损失效，限制了其进一步的广泛应用。

钛合金表面改性领域目前常用的改性材料分为金属、陶瓷几大类，常用的表面处理方法有：化学热处理、离子注入、微弧氧化、金属电镀、化学镀、气相沉积、热喷涂、电子和激光表面合金化和激光熔敷、非平衡磁控溅射镀膜、离子氮化、纳米技术等。

发明内容

本发明目的在于提供一种钛合金表面微弧渗碳方法，解决钛合金硬度低、容易产生接触腐蚀、耐磨性差及抗磨蚀疲劳性能低的问题。

本发明的技术方案是以石墨圆棒作为阳极进行旋转或振动，被渗碳工件作为阴极，两极间施加高频率脉冲强电流，在氩气保护下形成微弧火花放电；在与石墨圆棒接触放电区域渗碳，非接触区不发生渗碳。

本发明的设计思想：

本发明对钛合金表面的一种微弧渗碳强化方法，渗碳源为高纯石墨圆棒，以石墨圆棒作为阳极以一定速度旋转或振动，被渗碳工件作为阴极，两极间施加高频率脉冲强电流，在氩气保护下形成微弧火花放电。在与石墨圆棒接触放电区域渗碳，非接触区不发生渗碳，工件无需整体加热。采用本发明可以在钛合金表面进行微弧渗碳，解决了钛合金硬度低、容易产生接触腐蚀、耐磨性差及抗磨蚀疲劳性能低的问题，采用微弧渗碳可有效对钛合金表面进行强化。

本发明的优点及有益效果是：

钛合金具有比强度高、耐蚀性强、不同温度下的力学性能优异、较高的屈服强度和抗拉强度，以及形状记忆功能、超导功能、储氢功能等特殊功能。钛和钛合金在冶金、机械、化工、船舶和航空航天领域都获得广泛应用。但是钛合金的硬度较低，摩擦系数高，耐磨性很差，易与对磨材料发生粘着磨损，高温高速摩擦易燃，造成零件的磨损失效，限制了其进一步的广泛应用。采用本发明钛合金表面微弧渗碳，可以实现钛合金表面强化，并具有如下特点：

（1）工件无需整体加热，与石墨圆棒接触放电区域渗碳，非接触区不发生渗碳。

（2）渗碳层平均厚度可达100～150μm，与基材为冶金结合，没有明显的界面，组织过渡均匀。

（3）微弧渗碳工作枪可以采用关节臂机械手操作，可自动控制，方便安全。

附图说明

图1为钛合金表面微弧渗碳层的组织形貌图。

具体实施方式