[發明專利]一種有效提高鈦合金耐應力腐蝕性能的方法

有效

• 申請號: 201911239110.2
• 申請日: 2019-12-06
• 公開（公告）號: CN110886001B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 徐照英;胡卿卿;鄧川寧
• 申請（專利權）人: 重慶文理學院
• 主分類號: C25D11/26
• 分類號: C25D11/26;C23C14/35;C23C14/16
• 代理公司: 重慶晶智匯知識產權代理事務所(普通合伙) 50229
• 代理人: 李靖

本發明提供了一種有效提高鈦合金耐應力腐蝕性能的方法，適用于α?Ti合金（含有鋁、錫和(或)鉛的鈦合金，主要有TA4(Ti₃Al)、TA5(Ti₄Al_0.005B)、TA6(Ti₅Al)和TA7(Ti₅Al_2.5Sn)），它首先對α?Ti合金試樣進行陽極氧化處理，陽極氧化處理后不進行封孔處理，然后再通過磁控濺射將Pd、Mo與Ti濺射在試樣上，形成含有Pd離子與Mo離子的Mo?Pd?Ti的復合層。該方法所制得的α?Ti合金復合層，能在不影響鈦合金其他優良性能的前提下，α?Ti合金的耐應力腐蝕性能，減少其失效破壞，增加其使用壽命。

技術領域

本發明涉及鈦合金表面處理技術領域，具體涉及一種有效提高鈦合金耐應力腐蝕性能的方法。

背景技術

鈦及鈦合金密度小，比強度高，具有優良的抗腐蝕性能、無磁和良好的耐低溫沖擊性能，因此，鈦及鈦合金被廣泛應用于各個領域。目前，鈦合金在冷加工、鍛造、焊接、熱處理或裝配過程中產生的殘余應力所造成的應力腐蝕（SCC）事故占整個事故的40%；此外，工作時產生的外應力或由于腐蝕產物的體積效應而造成的不均勻應力等，都是產生SCC的應力來源；應力水平越高，出現SCC的時間就越短。α-Ti合金作為鈦合金中重要的一類，在各個領域也發揮著重要作用，但在服役條件下常常存在應力腐蝕（SCC）現象，應力腐蝕斷裂是一種低應力失效形式，危害性很大，嚴重影響其使用壽命，工程結構件往往會因此發生突然斷裂，造成災難性事故，從而造成重大的經濟損失。因此，研究α-Ti合金的耐應力腐蝕性能，對于鈦合金在海洋環境中的實際應用具有重要意義。

現有技術中，為了改善鈦合金的耐應力腐蝕性能，常常對其進行表面處理。目前，對鈦合金進行處理的各項技術趨于成熟，但在提升α-Ti合金耐應力腐蝕性能方面仍舊有所欠缺；不僅無法提高α-Ti合金耐應力腐蝕性能，還會相應影響減弱其他性能，不能滿足達到相關應用需求。

發明內容

針對以上現有技術中存在的問題，本發明的目的在于提供一種有效提高鈦合金耐應力腐蝕性能的方法，其針對對象為α-Ti合金，能有效提高α-Ti合金耐應力腐蝕性能，避免鈦合金出現斷裂、失效、破壞的現象，增加其使用壽命。

本發明目的通過以下方案實現：

一種有效提高鈦合金耐應力腐蝕性能的方法，適用于α-Ti合金（含有鋁、錫和(或)鉛的鈦合金，主要有TA4(Ti₃Al)、TA5(Ti₄Al_0.005B)、TA6(Ti₅Al)和TA7(Ti₅Al_2.5Sn)），其特征在于：它首先對α-Ti合金試樣進行陽極氧化處理，然后再通過磁控濺射將Pd、Mo與Ti濺射在試樣上，形成含有Pd離子與Mo離子的Mo-Pd-Ti的復合層；具體步驟如下：

a、對試樣進行選取及預處理：選取待處理的α-Ti合金，并制成塊狀試樣；再進行打磨、拋光；然后再利用除油液脫脂，最后進行去離子水清洗；

b、將經過預處理后的α-Ti合金試樣轉移到陽極氧化槽中、配置陽極氧化處理液進行陽極氧化處理；

c、陽極氧化后不進行封孔處理，立即進行清洗、吹干，然后馬上放進真空室的樣品臺上；

d、采用可同時進行三靶濺射的中頻磁控濺射系統與直流磁控濺射系統組成的系統，利用機械泵和分子泵抽真空至5×10^-3Pa，送入氬氣，開啟霍爾離子源系統對基體濺射清洗15-25min，偏壓為450-550V；

e、濺射沉積含有Pd離子與Mo離子的Mo-Pd-Ti的復合層；

f、濺射完成后，取樣包裝，放入干燥皿中、防止薄膜在空氣中氧化而影響其結構和性能。