[發明專利]一種兼顧鈦合金耐磨、抗疲勞性能Cr-Zr-Ti固溶層的制備方法

有效

• 申請號: 201711125773.2
• 申請日: 2017-11-15
• 公開（公告）號: CN107974656B
• 公開（公告）日: 2019-10-22
• 發明（設計）人: 于首明;劉道新;劉成松;張曉化
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: C23C10/28
• 分類號: C23C10/28;C23C14/34;C23C14/16;C23C14/58
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 陳星

1.一種兼顧鈦合金耐磨、抗疲勞性能Cr-Zr-Ti固溶層的制備方法，其特征在于包括以下步驟:

步驟1.裝爐，濺射清洗試樣和靶材；將兩塊Zr靶懸掛于源極，將經過機械拋光并清洗干凈的鈦合金試樣懸掛于靶材中間的工件極，調節試樣和靶材之間的距離，抽真空至極限真空度10^-3Pa，然后通入流量為40sccm的氬氣，在20～30Pa下分別對靶材和試樣進行濺射清洗10～15min；

步驟2.滲Zr處理；真空爐中氣壓調節為40Pa，源極電壓為650V，工件電壓為380V，在粒子轟擊和輔助加熱電源的共同作用下工件升溫至800℃，并在此溫度下滲Zr處理3小時，然后關閉輔助加熱電源，交替降低源極和工件電壓，使工件隨爐冷卻至室溫；

步驟3.對步驟2中的滲Zr試樣再進行滲Cr處理；打開真空爐，用兩塊Cr靶替換兩塊Zr靶，調節好滲Zr試樣和Cr靶的距離，抽真空至極限真空度10^-3Pa，通入氬氣后分別濺射清洗Cr靶和滲Zr試樣，然后依次進行升溫、滲Cr和冷卻的操作，其中，源極電壓為700V，工件極電壓為400V，800℃下滲Cr處理2小時；

步驟4.剝除擴散層頂部的沉積層和化合物層，獲得Cr-Zr-Ti固溶層；將經過先滲Zr再滲Cr處理的試樣取出，放入熱鹽酸溶液中，當不再有氣泡產生時取出試樣并用水清洗干凈，用1500#SiC水砂紙沿著疲勞試樣縱向打磨以去掉腐蝕坑，再用丙酮和酒精清洗干凈，則剩余的滲層為Cr和Zr元素在TC4基體表面形成的擴散層，即Cr-Zr-Ti固溶層。