[發明專利]一種鈦或鈦合金部件及其表面硬化方法

有效

• 申請號: 201711284040.3
• 申請日: 2017-12-07
• 公開（公告）號: CN109306446B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發明（設計）人: 井上憲一;長澤翔太;小林和真;佐藤順一;劉伍健;劉金福;林天財;高儷芝
• 申請（專利權）人: 卡西歐計算機株式會社
• 主分類號: C23C8/10
• 分類號: C23C8/10;C23C8/28
• 代理公司: 北京瑞盟知識產權代理有限公司 11300
• 代理人: 劉昕

本發明涉及一種鈦或鈦合金部件及其表面硬化方法。所述鈦或鈦合金部件包括鈦或鈦合金基材，在所述基材的表面具有由氧或者氧和氮在所述表面擴散而形成的硬化層。所述方法包括：在惰性氣體氛圍中將所述鈦或鈦合金部件的鈦或鈦合金基材加熱至規定溫度的加熱步驟；在所述規定溫度下，導入包含惰性氣體的混合氣體，以及作為硬化處理氣體的氧氣或者氧氣和氮氣，對所述基材的表面進行硬化處理的硬化步驟；以及，在惰性氣體氛圍下，將所述基材冷卻至室溫的冷卻步驟。

技術領域

本發明涉及一種鈦或鈦合金部件及其表面硬化方法。

背景技術

現有技術中，鈦或鈦合金(以下簡稱為“鈦材”)常用于高級手表的部件、首飾、眼鏡框以及其他裝飾性產品。但是，鈦材的表面硬度低、易于劃傷，長期使用過程中光澤度會下降，導致外觀品質逐漸下降。為了提高鈦材的表面硬度并維持光澤度以及外觀品質，多在鈦材表面作硬化處理。

現有的鈦材表面硬化方法存在各種各樣的問題。采用大氣熱氧化方法進行處理時，鈦材表面生成的氧化層的顏色呈現灰色，無金屬光澤，表面粗糙，應用于一般商品時，通常需再做后處理。采用大氣熱氧化方法處理后進一步實施真空擴散處理的方法時，鈦材表面的結晶粒會變粗大，導致光潔度明顯下降，而且不易拋光。采用真空熱氧化氮化擴散的處理方法，能夠改善結晶粒粗大化和表面粗糙的現象，但在處理過程中，氮氣與氧氣或水蒸氣的比例以及熱處理溫度必須小心控制，否則會出現鈦材表面變色，變粗糙的現象。

專利文獻1、專利文獻2中均公開了真空熱氧化氮化擴散處理方法，雖然氮和氧的固溶能夠提高材料的表面硬度，但是氮固溶所帶來的高硬度值會相對地導致后續鍍膜的附著力下降，并且氮的引入也容易引起鈦材表面變色與粗糙的現象，降低鈦材的外觀品質。

現有技術文獻

專利文獻1：中國專利CN1214086

專利文獻2：中國專利CN1380856

發明內容

鑒于上述問題，本發明的一個目的在于提供一種鈦或鈦合金部件，該部件既具有較高的表面硬度，又具有較高的光澤度，能夠在獲得高表面硬度的同時，保持良好的外觀品質。

本發明的第一個方案所涉及的鈦或鈦合金部件，包括鈦或鈦合金基材，在所述基材的表面具有由氧在所述表面擴散而形成的硬化層。

本發明的第二個方案所涉及的鈦或鈦合金部件，包括鈦或鈦合金基材，在所述基材的表面具有由氧和氮在所述表面擴散而形成的硬化層。

優選地，所述硬化層包括表面透明氧化層，和位于所述表面透明氧化層內側的擴散層。

優選地，所述擴散層的厚度大于所述表面透明氧化層的厚度。

優選地，所述硬化層從所述基材的表面向內依次具有表面透明氧化層、外擴散層、和內擴散層，其中，所述外擴散層為所述基材中、所述表面透明氧化層以內、硬度在300Hv以上的區域，所述內擴散層為所述基材中、硬度在300Hv以下的區域。

優選地，所述表面透明氧化層比所述外擴散層、內擴散層薄。

優選地，所述鈦或鈦合金部件，可以用作手表、鐘表的外部部件。

優選地，所述外部部件包括表圈、分齒輪、表背、表帶。

本發明的第三個方案所涉及的鈦或鈦合金部件的表面硬化方法，包括：在惰性氣體氛圍中將所述鈦或鈦合金部件的鈦或鈦合金基材加熱至規定溫度的加熱步驟；在所述規定溫度下，導入包含惰性氣體的混合氣體，以及作為硬化處理氣體的氧氣，對所述基材的表面進行硬化處理的硬化步驟；以及，在惰性氣體氛圍下，將所述基材冷卻至室溫的冷卻步驟。

優選地，在所述硬化步驟中，所述硬化處理氣體還包括氮氣。