[發(fā)明專利]一種鈦杯高溫晶化著色熱處理工藝

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202110272765.0
• 申請日: 2021-03-13
• 公開（公告）號: CN113151833A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳昊
• 申請（專利權(quán)）人: 廈門澄志精密科技有限公司
• 主分類號: C23F17/00
• 分類號: C23F17/00;C23C8/24;C23C8/02;C22F1/18;C22F1/02;C21D9/00
• 代理公司: 北京中仟知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11825
• 代理人: 田江飛

本發(fā)明提供一種鈦杯高溫晶化著色熱處理工藝，涉及金屬材料加工技術(shù)領(lǐng)域。該一種鈦杯高溫晶化著色熱處理工藝，一種鈦杯高溫晶化著色熱處理工藝，包括以下步驟：S1:表面預(yù)處理：將拋光打磨后的鈦杯放置于三氯乙烯溶液進行浸泡0.5h?1h，浸泡完成后進行洗凈，再進行烘干后取出；S2:備爐進爐：將烘干后的鈦杯杯口倒置在鉬制的工裝底盤上，對于雙層結(jié)構(gòu)設(shè)計的保溫杯，需要在杯底進行打孔。本處理工藝中的T iN獲取是在高溫還原氣氛下鈦母材與氮氣發(fā)生的化合反應(yīng)，由于化合的溫度高，與鈦母材的結(jié)合力強且顏色自然兼具鈦的結(jié)晶效果，具有很強的實用性和美觀性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬材料加工技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種鈦杯高溫晶化著色熱處理工藝。

背景技術(shù)

鈦是在很早以前用氧化鈦作為白色顏料來使用的，但作為單體金屬使用是在第二次世界大戰(zhàn)以后，鈦的特長簡單來講即：輕、堅硬、不生銹。鈦的比重與鋼相比雖然是鋼的三分之二，但是強度是一樣的，耐腐蝕性也是超群的，這種特長以前大多數(shù)用在噴氣式飛機、人工衛(wèi)星的器材上，近年來隨著研究開發(fā)，發(fā)現(xiàn)了其對人體無害等特性，新世紀(jì)以來作為新材料廣泛使用在醫(yī)療領(lǐng)域、裝飾品等各界而被注目。

但是目前傳統(tǒng)的鈦杯高溫晶化著色熱處理工藝外觀的顏色制作成本相對較高、不夠環(huán)保以及容易掉色等問題。

發(fā)明內(nèi)容

(一)解決的技術(shù)問題

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種鈦杯高溫晶化著色熱處理工藝，解決了傳統(tǒng)的鈦杯高溫晶化著色熱處理工藝外觀的顏色制作成本相對較高、不夠環(huán)保以及容易掉色的問題。

(二)技術(shù)方案

為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：一種鈦杯高溫晶化著色熱處理工藝，包括以下步驟：

S1:表面預(yù)處理：將拋光打磨后的鈦杯放置于三氯乙烯溶液進行浸泡0.5h-1h，浸泡完成后進行洗凈，再進行烘干后取出；

S2:備爐進爐：將烘干后的鈦杯杯口倒置在鉬制的工裝底盤上，對于雙層結(jié)構(gòu)設(shè)計的保溫杯，需要在杯底進行打孔，開孔可以避免在抽真空和沖壓的過程中中間隔層與爐內(nèi)過大的壓力差導(dǎo)致杯體變形甚至爆裂的風(fēng)險；

S3：升溫結(jié)晶：

1)進爐關(guān)閉爐門后，開始抽真空，采用三級式真空系統(tǒng)將真空度控制在小于0.01pa的條件下開始加熱，并在升溫段全程保持高真空；

2)第一段加熱升溫至300℃，并保溫30分鐘，此過程可以消除杯子內(nèi)前處理殘留的水份，以及爐膛內(nèi)隔熱層和加熱元件的水份；

3)第二段加熱再升溫至650℃，并在650℃保溫60分鐘，此過程可以在α相退火的溫度下進行預(yù)熱保溫，使得爐溫均勻，鈦杯表面進一步還原凈化；

4)第三段加熱至870℃，并保溫60分鐘，此過程可以在α相晶粒開始結(jié)晶之前保持爐內(nèi)溫度的一致性，鈦杯內(nèi)外層的溫度一致性，為一下階段晶粒長大做準(zhǔn)備；

5)第四段加熱升溫至980℃，并在980℃保溫60分鐘，此過程可以使純鈦的表面在真空和高溫下開始產(chǎn)生結(jié)晶，并隨著保溫時間的延長結(jié)晶越來越明顯；

6)保溫結(jié)束后，停止加熱，關(guān)閉抽空閥門，快速沖入高純氮氣，此步驟中可以將快速充入爐內(nèi)的高純氮氣與粗大晶粒的α相反應(yīng)化合生成TiN，維持時間越長，形成的TiN厚度越厚，鍍層的效果越明顯；

7)待爐溫自然降至870℃時把爐內(nèi)氣體排放，再次將爐內(nèi)進行抽至真空；

8)重復(fù)循環(huán)4)至6)步驟，可以進行強化TiN的效果并可達(dá)到最佳的冰花結(jié)合鍍層TiN的效果。

優(yōu)選的，所述S1中的三氯乙烯溶液的濃度需要＞80％。

優(yōu)選的，所述S2中的鈦杯之間需要保持1-3mm的間隙。