[發明專利]一種航天鈦合金TC4表面減摩耐磨強化層的制備方法

有效

• 申請號: 201711197792.6
• 申請日: 2017-11-25
• 公開（公告）號: CN107962356B
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發明（設計）人: 康嘉杰;王明政;岳文;付志強;朱麗娜;王成彪
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（北京）
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00;B23K26/00;B23K26/352;C23C8/36
• 代理公司: 北京中譽威圣知識產權代理有限公司 11279
• 代理人: 蔣常雪

1.一種航天鈦合金TC4表面減摩耐磨強化層的制備方法，其特征在于，所述的方法包括以下步驟：

(1)將TC4試片通過砂紙打磨，并用拋光布拋光，之后再用丙酮進行清洗得到試樣；

(2)將試樣放入等離子滲氮爐中，開啟機械泵，將等離子滲氮爐抽真空，之后通入高純度NH₃清洗真空爐，再次抽至極限真空并檢查漏氣率；

(3)啟動等離子滲氮爐，設置合適的電壓、溫度和流量，通入NH₃使壓強增大，升高電壓，觀察等離子滲氮爐內的打弧現象，待打弧消失后，升高電壓和導通比，并調整NH₃流量使爐內壓強緩慢升高，待溫度升高到指定溫度后，在該溫度下保溫，之后隨爐冷卻；

(4)取出滲氮后的樣品，超聲清洗并烘干；

(5)把烘干后的樣品放置到激光設備的樣品臺上，設置激光設備的工作電壓、電流、激光波長、掃描速度、激光頻率、加工功率和加工速度，在軟件中繪制激光表面織構的參數并開啟激光設備進行織構的制備，得到離子滲氮/表面織構復合處理的樣品；

(6)將離子滲氮/表面織構復合處理的樣品進行超聲清洗，烘干，即在TC4鈦合金的表面制備出減摩耐磨強化層。

2.如權利要求1所述的一種航天鈦合金TC4表面減摩耐磨強化層的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述的TC4試片依次通過SiC砂紙600#、800#、1000#、1200#、1500#、2000#打磨，拋光布拋光至表面粗糙度在1μm以下，并在丙酮中清洗15min。

3.如權利要求1所述的一種航天鈦合金TC4表面減摩耐磨強化層的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，將等離子滲氮爐抽成低于1Pa的真空后通入高純度NH₃清洗真空爐，控制在15min內氣壓升高不高于5Pa。

4.如權利要求1所述的一種航天鈦合金TC4表面減摩耐磨強化層的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，啟動等離子滲氮爐，通入NH₃使壓強增大至70-90Pa，之后逐漸調高電壓，待打弧消失后，逐漸升高電壓至750-800V，設置導通比為0.6-0.65，調整NH₃流量使爐內壓強緩慢升高至500Pa，保溫溫度為900℃，保溫時間為8-12h。

5.如權利要求1所述的一種航天鈦合金TC4表面減摩耐磨強化層的制備方法，其特征在于，步驟(5)中，設置激光設備的工作電壓為220V、電流為10A，激光波長為1060nm、掃描速度為800mm/s、激光頻率為20kHz、加工功率為10W、加工速度為800mm/s。

6.如權利要求1所述的一種航天鈦合金TC4表面減摩耐磨強化層的制備方法，其特征在于，步驟(5)中，激光表面織構的參數為：直徑為300μm，間距為300μm，形狀為圓形。