[发明专利]一种钛合金齿轮表面制备强韧性钼梯度改性层的方法

摘要

本发明公开了一种钛合金齿轮表面制备强韧性钼梯度改性层的方法，属于金属材料表面改性技术领域。首先，把钛合金齿轮和钼靶置于等离子表面合金化炉中，将炉腔抽至真空后，通入氩气对齿轮进行预溅射处理，清除其表面的污渍及钝化层；然后，依次对源极和工件极施加偏压，使相应的钼靶和齿轮升温；在电场作用下，氩离子轰击源极溅射出的钼离子，原子和粒子团在钛合金齿轮表面沉积、扩散，形成强韧性钼梯度改性层。本发明操作简单，成本低，所制备的梯度改性层厚度较大，硬度高、耐磨损，从而可以提高钛合金齿轮表面的承载能力并延长其使用寿命。

主权项

一种钛合金齿轮表面制备强韧性钼梯度改性层的方法，其特征在于：采用等离子表面合金化方法，以钼靶作为源极，钛合金齿轮作为工件极，经过沉积和扩散，在钛合金齿轮表面形成具有强韧性的钼梯度改性层；包含以下步骤：（1）钛合金齿轮表面预溅射处理：将经过汽油清洗的钛合金齿轮放入等离子表面合金化炉内的工件台上，抽至真空0.1Pa后，通入高纯氩气，气压控制在30~40 Pa；通过调节工件极电压：首先快速调到‑300 V，然后逐渐调到‑900V，对齿轮表面进行预溅射处理，以清洗污渍和钝化层，清洗40~50分钟后，关闭电源和气体，重新抽至0.1Pa真空状态；（2）制备：继续向等离子表面合金化炉内通入氩气，达到30~40Pa，依次开启源极和工件极电源，保持源极和工件极等电位的情况下，使工件升温至900~950°C，然后将源极偏压控制在‑600~‑900V，工件极偏压控制在‑350~‑650V，使工件保持在800~900°C下工作3~5小时，在电场作用下，氩离子轰击源极溅射出的钼离子，原子和粒子团在钛合金齿轮表面沉积、扩散，形成钼梯度改性层；所述梯度改性层包含钼沉积层和钼扩散层两部分，且钼沉积层、钼扩散层及钛合金齿轮基体之间属于冶金结合，没有明显的分界面；（3）降温：依次关闭源极及工件极电源，使工件缓冷到室温。