[发明专利]一种新型TB6合金表面强化方法

说明书

本发明公开了一种新型TB6合金表面强化方法，(1)、用电火花线切割机切割TB6合金样品；(2)、对样品进行热处理；(3)、对试样进行打磨；(4)、TB6合金经2mm弹丸湿喷丸处理；(5)、喷丸处理后的TB6样品利用电火花线切割进行垂直切割，镶嵌处理后利用水砂纸粗磨后再利用金相砂纸细磨，最后在抛光机上进行抛光处理；(6)、利用衍射仪进行喷丸前后试样表面物相分析；(7)、采用HVS‑1000型硬度显微硬度对喷丸前后钛合金显微硬度进行测量。本发明通过湿喷丸处理，能够细化晶粒、诱导马氏体转变、孪晶与加工硬化，进而改善工件的显微硬度；通过控制不同喷丸时间，研究了湿喷丸时间对表面微观形貌和作用层深度的具体影响。

技术领域

本发明涉及合金表面处理技术领域，具体涉及一种新型TB6合金表面强化方法。

背景技术

TB6高强度钛合金因其优良的比强度、热变形性能、重量轻、强度高、耐腐蚀、疲劳性能好等一系列优良的力学、物理性能，成为航空航天航天领域理想的结构材料之一，也是迄今为止应用最为广泛的一种高强韧近β钛合金。但是TB6钛合金具有非常高的缺口敏感性，硬度不高，抗磨损性能较差，限制了其在航空结构件中的进一步应用。

喷丸强化是一种提高钛合金疲劳寿命的常用手段，其是一种在待处理构件再结晶温度以下的冷加工工艺。在喷丸过程中，弹丸由于在空压机加速作用下产生较高的速度冲击待喷构件表面，在材料表层一定深度内产生弹、塑性变形和加工硬化，获得组织晶粒细化，同时引入较高的残余压力场，改善工件显微硬度，进而提高金属的抗疲劳性能、抗磨损性能等。喷丸强度对TB6钛合金的疲劳性能影响显著。

湿喷丸表面强化是近年来从干喷丸改进发展后的一种新型喷丸强化技术，其是将实验所需弹丸与水混合在一起形成浆料介质。固液混合浆料介质撞击材料表面，使得待处理试样表面受到均匀的作用力，使材料表层组织产生塑性变形，获得理想的残余应力分布和加工硬化组织，达到强化组织和应力的效果。由于湿喷丸中混合有水，对弹丸喷丸时会起到明显的润滑和缓冲作用，较好的减缓材料因喷丸处理带来的损伤。另外，湿喷丸强化还具有无污染、表面质量高等优点，以上优点使其极具应用前景，受到越来越多的重视。

发明内容

本发明所要解决的问题是：提供一种新型TB6合金表面强化方法，能够改善金属的抗疲劳性能。

本发明为解决上述问题所提供的技术方案为：一种新型TB6合金表面强化方法，所述方法包括以下步骤，

(1)、用电火花线切割机切割TB6合金样品；

(2)、对样品进行热处理，处理温度为TB6合金相变温度以上；

(3)、对试样进行240#，600#，1000#，2000#水砂纸粗磨，再用金相砂纸进行细磨，接着在抛光机上进行抛光处理至镜面，之后进行腐蚀处理，然后用XJP-6A光学显微镜观察金相组织；

(4)、TB6合金经2mm弹丸湿喷丸处理5min，10min，15min，30min，45min；湿喷丸处理利用6050B型喷砂机对弹丸:水＝1:10混合的弹丸进行喷射处理；

(5)、喷丸处理后的TB6样品利用电火花线切割进行垂直切割，镶嵌处理后再次进行粗磨、细磨、抛光、腐蚀处理、显微观察金相组织；

(6)、利用D8ADVANCE型X射线衍射仪进行喷丸前后试样表面物相分析；

(7)、采用HVS-1000型硬度显微硬度对喷丸前后钛合金显微硬度进行测量；对喷丸后的钛合金进行逐层显微硬度测量，即从喷丸作用表面向心部延伸，每个50μm深度测量7个值，对其最大值和最小值进行剔除，取剩下5个数值的平均值作为该层的显微硬度；其中显微硬度所加载荷为200g，加载时间为20s。

优选的，所述步骤(1)中合金样品的规格为10×10×5mm。