[發明專利]一種表面具有抗空蝕特性的鈦合金件及其加工方法

無效

• 申請號: 200910188334.5
• 申請日: 2009-10-30
• 公開（公告）號: CN101701663A
• 公開（公告）日: 2010-05-05
• 發明（設計）人: 張會臣;龐連云;連峰;高玉周
• 申請（專利權）人: 大連海事大學
• 主分類號: F16S5/00
• 分類號: F16S5/00;B23K26/36
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 李洪福

技術領域

本發明設計涉及一種金屬材料的表面加工技術，特別是一種表面具有抗空蝕特性的鈦合金件及其加工方法。

背景技術

鈦合金主要應用于航空、航天、能源、船舶與海洋工程以及醫學等領域，在上述應用中經常發生空蝕損傷，因此有必要提高鈦合金的抗空蝕性能。表面處理可有效提高鈦合金的抗空蝕性能，但傳統的表面改性處理如滲碳、滲硼和滲氮等存在著處理周期長和工件易變形等缺點；熱噴涂技術制備的涂層存在著組織結構疏松且與基體的結合力較弱等不足。

發明內容

為解決現有技術存在的上述問題，本發明的目的是設計一種加工周期短、工件不變形、且表面具有更高抗空蝕特性的鈦合金件及其加工方法。

為了實現上述目的，本發明的技術方案如下：一種表面具有抗空蝕特性的鈦合金件包括基體和表面紋理層，所述的表面紋理層具有用激光加工的紋理結構。

本發明所述的紋理結構是網格或直線或點狀紋理。

一種表面具有抗空蝕特性的鈦合金件的加工方法包括以下步驟：

A、將鈦合金工件基體進行預處理后，依次放入丙酮、乙醇和純凈水中，用數控超聲波清洗機進行超聲清洗3min，用吹風機吹干；

B、用激光加工器對鈦合金工件的表面進行紋理結構加工，制備出間距為50μm和100μm的鈦合金表面紋理層。

本發明所述的激光加工器型號為LSY50F，工作電壓為220V，激光波長1064nm，焦距f＝160mm，設置聲光調制頻率3.14KHz，輸出電流為12.5A。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

1、由于本發明在鈦合金表面用激光加工成不同間距的網格、直線和點狀紋理結構后，鈦合金的抗空蝕磨損特性顯著提高。特別是對于網格紋理的鈦合金件試樣，用無錫產J93025型超聲波空蝕實驗機進行空蝕試驗，實驗功率為200W，振動頻率為21.8kHz，振幅為1.4×10-5m，實驗時磁化電流為6A，屏極電流為1A，實驗介質為蒸餾水，敞口圓柱型容器，環境為一個標準大氣壓。進行空蝕實驗一小時后，空蝕面積不到拋光鈦合金件試樣空蝕面積的十分之一。

2、由于本發明所使用的激光束具有良好的相干性和方向性，故廣泛用于對各種金屬材料的表面改性處理。激光處理的優點是工件畸變較小，基體對熔覆層的稀釋度低，可較精確地控制處理層的寬度和深度，能夠選擇地處理工件的特定表面，因此，可以保證加工件形狀不變。

3、由于本發明的激光加工方法具有加工周期短，加工件形狀不變，而且由于激光加工只是加工工件表層，而對工件內部組織沒有大的影響，故不造成工件組織結構疏松、結合力減弱等問題。

附圖說明

本發明共有附圖3張，其中：

圖1是鈦合金件表面直線紋理結構示意圖；

圖2是鈦合金件表面網格紋理結構示意圖；

圖3是鈦合金件表面點狀紋理結構示意圖。

圖中，1、基體，2、表面紋理層。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明進行進一步地描述。如圖1-3所示，一種表面具有抗空蝕特性的鈦合金件包括基體1和表面紋理層2，所述的表面紋理層2具有用激光加工的紋理結構。所述的紋理結構是網格或直線或點狀紋理。

一種表面具有抗空蝕特性的鈦合金件的加工方法包括以下步驟：

A、將鈦合金工件基體1進行預處理后，依次放入丙酮、乙醇和純凈水中，用數控超聲波清洗機進行超聲清洗3min，用吹風機吹干；

B、用激光加工器對鈦合金工件的表面進行紋理結構加工，制備出間距為50μm和100μm的鈦合金表面紋理層2。

本發明所述的激光加工器型號為LSY50F，工作電壓為220V，激光波長1064nm，焦距f＝160mm，設置聲光調制頻率3.14KHz，輸出電流為12.5A。