[發(fā)明專利]一種高強(qiáng)高韌鈦合金材料刀具的制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910509729.4
• 申請(qǐng)日: 2019-06-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110129700A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-08-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李有維;李積回
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 陽(yáng)江十八子刀剪制品有限公司
• 主分類號(hào): C22F1/18
• 分類號(hào): C22F1/18;C23C14/35;C23C8/08;C23C14/06;C23C14/56
• 代理公司: 北京華仁聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11588
• 代理人: 蘇雪雪

1.一種高強(qiáng)高韌鈦合金材料刀具的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：準(zhǔn)備原材料；準(zhǔn)備BT16合金，開(kāi)坯溫度1150℃，終了溫度控制在800℃左右，保溫2h，空冷2h，500℃保溫6h，空冷，得到的鈦合金由初生α、晶間β相及相內(nèi)析出的針狀次生α相組成；

S2：沖壓：將備好的鈦合金材料送入沖壓車間開(kāi)料按刀的尺寸，刀樣的大小、厚度、開(kāi)出刀坯；

S3：熱處理：通過(guò)二重?zé)崽幚淼姆椒▽?duì)刀坯進(jìn)行熱處理；二重?zé)崽幚砗蟮玫降拟伜辖鹪嚇影?0～80％的初生α、10～20％的晶間β相和5～10％的針狀次生α相；

S4：表面滲氫：在高溫爐內(nèi)，通過(guò)加熱處理以及控制滲氫的時(shí)間對(duì)刀坯進(jìn)行滲氫處理；

S5：鍍膜：用磁控濺射的方法在刀坯表面鍍上Ti-DLC膜，并通過(guò)含氟的丙烯酸酯單體封堵DLC膜層中微孔。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強(qiáng)高韌鈦合金材料刀具的制備方法，其特征在于，所述二重?zé)崽幚淼姆椒ň唧w步驟為：

真空熱處理爐第一熱處理：真空度大于10^-3Pa，加熱溫度為850℃～975℃，保溫時(shí)間為50min，保溫結(jié)束后立即真空氣淬冷冷卻至300℃；分兩個(gè)階段進(jìn)行冷卻：首先，以不大于10^-5Pa的充氣壓力向所述真空熱處理爐內(nèi)充入氬氣，將鈦合金快速冷卻至500℃～600℃；之后，對(duì)氬氣的充氣壓力進(jìn)行調(diào)整且以不大于10^-3Pa的充氣壓力繼續(xù)向所述真空熱處理爐內(nèi)充入氬氣，并將被處理鈦合金繼續(xù)冷卻至300℃；

真空熱處理爐進(jìn)行第二熱處理：真空熱處理爐內(nèi)的真空度不小于10^-3Pa，加熱溫度為910～930℃保溫時(shí)間為2h～3h，且保溫結(jié)束后向所述真空熱處理爐內(nèi)充入氬氣，將被處理鈦合金冷卻至540～600℃保溫4h，然后空冷直至室溫。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強(qiáng)高韌鈦合金材料刀具的制備方法，其特征在于，表面滲氫的具體步驟為：將鈦合金刀坯放入處理爐中，爐內(nèi)抽真空6.7*10^-3Pa，開(kāi)始加熱，加熱至730℃，保溫60min，然后以0.04MPA的壓力向爐內(nèi)通入氫氣，滲氫時(shí)間到達(dá)60min后，停止通入氫氣，并冷卻至室溫。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強(qiáng)高韌鈦合金材料刀具的制備方法，其特征在于，采用中頻孿生磁控濺射離子鍍裝置，磁控靶呈對(duì)靶設(shè)置，每對(duì)磁控靶由一個(gè)中頻電源供電，工件架位于對(duì)靶之間，共采用四對(duì)，其中鈦靶一對(duì)，剩余是石墨靶，鈦靶主要起摻雜作用，通過(guò)控制Ti的摻雜量改變膜的硬度和耐磨性能，以提高膜的附著力并降低其內(nèi)應(yīng)力。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高強(qiáng)高韌鈦合金材料刀具的制備方法，其特征在于，Ti的摻雜量一般在25at％以下。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強(qiáng)高韌鈦合金材料刀具的制備方法，其特征在于，封堵DLC膜層中微孔的具體步驟為：等離子體聚合反應(yīng)腔內(nèi)抽真空，氣壓為25mTorr，利用氮?dú)鈿鈮簩⒑谋┧狨误w帶入真空腔體，單體流量為6sccm-8sccm，輝光放電功率為20W，在DLC膜層表面發(fā)生等離子體聚合反應(yīng)，聚合沉積120s。