[发明专利]一种在中锆合金表面渗锆制备富锆改性层的方法

摘要

一种在中锆合金表面渗锆制备富锆改性层的方法，其主要包括以下步骤：1、锆合金Zr51Ti39Al5V5的表面预处理；2、双辉等离子渗镀处理，渗锆源极靶材为工业纯锆，源极与合金表面间距为16‑18mm；抽真空至4Pa以下，充入氩气至300Pa，重复抽三次；将工作气压调至30‑40Pa，打开合金极电源升电压至300V，对合金表面进行轰击清洗10min，随后将合金电压升至工作电压450‑550V；打开源极电源升电压至640‑650V，对源极靶材进行轰击清洗10min，最后升源极电压至工作电压800‑900V，温度稳定在750‑850℃；恒温渗镀3‑5h。本发明所制备的锆合金表面层硬度明显提高，摩擦系数减小，磨损量也较之前明显减少，而且其表面耐蚀性能得到明显改善。

主权项

1.一种在中锆合金表面渗锆制备富锆改性层的方法，其特征在于：其包括以下步骤：(1)原始材料选用锆合金，其化学成分质量百分数为Zr51％、Ti39％、Al5％、V5％；(2)锆合金表面预处理利用电火花线切割机将锆合金(Zr51Ti39Al5V5)锻造态棒材切成厚为3.5‑4mm、直径为40mm的合金片，接着使用150#，400#，600#，1000#，1500#，2000#和2500#砂纸依次对合金片表面进行打磨处理，然后使用抛光机对合金片进行机械抛光，再依次使用丙酮溶液，无水乙醇溶液对其进行超声波清洗，清洗时间均为15min，最后用吹风机吹干备用；(3)双辉等离子渗镀处理①将步骤(1)处理好的合金片放入双辉等离子表面冶金炉中，源极靶材选用工业纯锆片，源极与合金表面间距调整为16‑18mm；关闭炉体，抽真空至4Pa以下，然后充入保护气体氩气至300Pa，重复抽‑充过程三次；②将工作气压调整至30‑40Pa，打开合金极电源升电压至300V，对合金表面进行轰击清洗10min，以达到活化合金表面提高原子吸附能力的目的，随后将合金电压升至工作电压450‑550V；③打开源极电源缓慢升源电压至640‑650V，对源极靶材进行轰击清洗10min，最后缓慢升源电压至工作电压800‑900V，工作温度稳定在750‑850℃；④恒温渗镀3‑5h，渗镀完成后依次缓慢关闭源极电源、合金极电源，关闭气瓶开关，保持真空泵、冷却水工作状态，冷却一小时，最后关闭真空泵、冷却水、电源开关，在中锆合金表面渗锆制备富锆改性层完成。