[發(fā)明專利]一種鈹銅合金表面TiN/Ti復(fù)合滲層的制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510880654.2
• 申請(qǐng)日: 2015-12-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105386001A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉小萍;于盛旺;林乃明;王振霞;劉琳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 太原理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C23C14/48
• 分類號(hào): C23C14/48;C23C14/16;C23C8/36
• 代理公司: 太原市科瑞達(dá)專利代理有限公司 14101
• 代理人: 申艷玲

1.一種鈹銅合金表面TiN/Ti復(fù)合滲層的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

(1)鈹銅合金工件預(yù)處理：將鈹銅合金工件表面經(jīng)SiC水洗砂紙打磨→金剛石粉拋光→丙酮清洗，干燥后備用；

(2)將預(yù)處理后的鈹銅合金工件置于等離子滲金屬爐內(nèi)的陰極墊板上，并在其周圍加一輔助陰極，在輔助陰極上設(shè)有孔；純鈦板通過(guò)靶陰極架置于鈹銅合金工件上方，純鈦板位于輔助陰極內(nèi)，與鈹銅合金工件間距15～25mm；

(3)將鈹銅合金工件與工件電源連接，成為工件極，再將純鈦板通過(guò)靶陰極架與靶電源連接，成為源極；

(4)將等離子滲金屬爐抽至極限真空，通入氬氣，接通工件電源，產(chǎn)生氣體放電，離子轟擊鈹銅合金工件10～20min，工作氣壓為20～50Pa；

(5)接通鈦靶電源，在工件和源極兩極間產(chǎn)生空心陰極效應(yīng)，當(dāng)溫度增加至750～900℃時(shí)，保持工作氣壓30～50Pa，在工件和源極電壓分別為300～500V和580～800V條件下，開(kāi)始進(jìn)行鈹銅合金表面鈦合金層的制備，滲鈦時(shí)間為0.5~3h；滲鈦結(jié)束后斷開(kāi)工件和靶電源，控制氬氣通量為160-180mL/min，維持氬氣通入時(shí)間1.5～2.5h，使鈹銅合金工件快速冷到室溫；

(6)將滲鈦后的鈹銅合金工件置于常規(guī)離子氮化爐中，選擇NH₃為滲氮?dú)怏w，氣壓為400～550Pa，滲氮溫度為600～700℃，陰極電壓為650～800V，滲氮6～15h后，維持正常輝光放電冷卻0.5～1h，斷開(kāi)電源，關(guān)閉氣體，隨爐冷卻至室溫；即得鈹銅合金TiN/Ti復(fù)合滲層。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈹銅合金表面TiN/Ti復(fù)合滲層的制備方法，其特征在于：

(1)鈹銅合金工件預(yù)處理：將鈹銅合金工件表面經(jīng)SiC水洗砂紙打磨→金剛石粉拋光→丙酮清洗，干燥后備用；

(2)將預(yù)處理后的鈹銅合金工件置于等離子滲金屬爐內(nèi)的陰極墊板上，并在其周圍加一輔助陰極，在輔助陰極上設(shè)有孔；純鈦板通過(guò)靶陰極架置于鈹銅合金工件上方，純鈦板位于輔助陰極內(nèi)，與鈹銅合金工件間距18～22mm；

(3)將鈹銅合金工件與工件電源連接，成為工件極，再將純鈦板通過(guò)靶陰極架與靶電源連接，成為源極；

(4)將等離子滲金屬爐抽至極限真空，通入氬氣，接通工件電源，產(chǎn)生氣體放電，離子轟擊鈹銅合金工件15～18min，工作氣壓為30～40Pa；

(5)接通鈦靶電源，在工件和源極兩極間產(chǎn)生空心陰極效應(yīng)，當(dāng)溫度增加至830～860℃時(shí)，保持工作氣壓33～38Pa，在工件和源極電壓分別為350～400V和600～700V條件下，開(kāi)始進(jìn)行鈹銅合金表面鈦合金層的制備，滲鈦時(shí)間為0.5~3h；滲鈦結(jié)束后斷開(kāi)工件和靶電源，控制氬氣通量為170-175mL/min，維持氬氣通入時(shí)間1.5～1.8h，使鈹銅合金工件快速冷到室溫；

(6)將滲鈦后的鈹銅合金工件置于常規(guī)離子氮化爐中，選擇NH₃為滲氮?dú)怏w，氣壓為480～500Pa，滲氮溫度為630～660℃，陰極電壓為680～730V，滲氮8～10h后，維持正常輝光放電冷卻0.5～0.7h，斷開(kāi)電源，關(guān)閉氣體，隨爐冷卻至室溫；即得鈹銅合金TiN/Ti復(fù)合滲層。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鈹銅合金表面TiN/Ti復(fù)合滲層的制備方法，其特征在于：所述的等離子滲金屬爐的結(jié)構(gòu)如下：

爐殼為圓柱形結(jié)構(gòu)，爐殼內(nèi)中心設(shè)有工件陰極，工件陰極上方為陰極墊板，鈹銅合金工件位于陰極墊板上部中央，陰極墊板上方設(shè)有筒狀輔助陰極將工件置于其中，在輔助陰極上方10cm處加工3-φ8mm孔；鈹銅合金工件上方設(shè)有與靶陰極架連接的純鈦板，純鈦板位于輔助陰極內(nèi)，與鈹銅合金工件的間距為15～25mm；鈹銅合金工件與工件電源連接，成為工件極，純鈦板通過(guò)靶陰極架與靶電源連接，成為源極；爐底板開(kāi)孔分別連接氣源和抽真空裝置。