[發(fā)明專利]利用輝光放電低溫等離子體法在鈦合金表面滲氮的方法

有效

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• 申請日: 2019-09-30
• 公開（公告）號: CN110484859B
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發(fā)明（設計）人: 周艷文;李金龍;陳雪嬌;趙卓;呂哲;張開策;滕越;張晶;楊永杰;黃振;方方;張豫坤
• 申請（專利權）人: 遼寧科技大學
• 主分類號: C23C8/24
• 分類號: C23C8/24;C23C8/02
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務所(普通合伙) 21224
• 代理人: 徐喆

1.利用輝光放電低溫等離子體法在鈦合金表面滲氮的方法，其特征在于，包括以下步驟：

1）清洗：

TC4鈦合金基體打磨拋光堿洗，酸洗：基體完全浸泡在氫氟酸和硝酸的混合溶液中，經過20s以上后取出，然后置于無水乙醇中進行超聲波清洗，吹干；鈦合金經過酸洗預處理，去除其表面氧化層，使表面粗化；

2）真空清洗：

將清洗后的基體懸掛于輝光低溫等離子體滲氮設備的真空腔體中，粗抽真空至1~10Pa，控制氬氣流量10~100 sccm，除多余空氣；10~20min后，開照明，進一步除水蒸氣；抽真空至10^-4~10^-3 Pa，真空腔體內加熱至200~500℃，保溫20~30min，進一步除水蒸氣；真空腔體內通入氬氣和氮氣，控制氬氣流量100~200 sccm、氮氣流量0~50 sccm，溫度降至100~200℃時，關閉氮氣；

脈沖等離子體清洗：開燈絲，向真空腔體通氬氣和氫氣，控制氬氣流量100~200 sccm，氫氣流量50~150 sccm，控制基體電源脈沖偏壓為-50~-200 V，清洗10~40 min后，基體電源脈沖偏壓再調節(jié)至-200~-400 V，清洗10~40min；采用脈沖等離子體清洗鈦合金表面，進一步去除鈦合金表面鈍化膜；

3）滲氮：

清洗完成后，基體直流偏壓調節(jié)到-200~-400 V，調節(jié)氬氣和氮氣流量，真空腔體壓強控制在0.4~1.0 Pa之間，溫度為400~500℃，開始滲氮，滲氮時間為3~6h。

2.根據權利要求1所述的利用輝光放電低溫等離子體法在鈦合金表面滲氮的方法，其特征在于，步驟1）所述的氫氟酸和硝酸的混合溶液中：HF、HNO₃、H₂O的體積比為1：1：3。

3.根據權利要求1所述的利用輝光放電低溫等離子體法在鈦合金表面滲氮的方法，其特征在于，真空腔體中氣體介質為高純氮氣和高純氬氣，所述的高純氮氣含氮氣按體積百分比為99.9%以上，所述的高純氬氣含氬氣按體積百分比為99.9%以上。