钛材料表面处理

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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划钛材料表面处理　　钛合金表面处理的研究进展　　(西华大学材料科学与工程学院，四川成都)　　摘要：文章综述了钛合金的几种表面处理技术：电火花沉积表面处理技术、等离子体扩渗处理技术、激光表面改性技术、离子注入技术等，并提出了今后钛合金表面处理的主要发展趋势及目前的研究热点。　　关键词：钛合金；表面处理；发展趋势　　1．引言　　钛合金其它合金相比，具有优越的耐蚀性，良好的生物兼容性、无磁性、高的比强度、小的热膨胀系数以及良好的高温抗蠕变和抗氧化能力等，钛合金已被广泛应用于海

2、洋、石油精练、合成纤维、湿法冶金、焦化和电镀等众多工业部门。同时钛合金在航空、核动力和机械等的运用也推动着钛及钛合金的飞速发展。然而它同其它金属一样，其表面往往有着不稳定状态的一面，有对耗看磨损和微动磨损非常敏感，耐磨性差，易氯化，对聚合物、金属及陶瓷涂层附着力差等缺点，这些缺点的存在限制了它的进一步应用，为克服钛合金这些缺点我们则需要对钛及其合金进行表面改性处理，并使之达到满足作业要求、稳定的并具有一定功能的表面。　　2．几种表面改性处理技术目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公

3、司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　2．1电火花沉积表面处理技术　　CVD电火花沉积表面处理技术是利用气氛种化学置换的作用，在工件表而沉积一层金属的碳化物、氮化物、硼化物、氧化物以及硅化物等。涂层厚度一股为1μm—10μm，经过一定时间后，涂层表面沉积的金属化合物从工件表面逐渐向内扩散，从而达到对工件表面进行改性的目的。利用CVD法可以在钛合金表面上沉积各种功能覆层，目前，大约有50％的钛合金刀具加镀层采用CVD技术。CVD的优点是附着性和绕镀性良好，沉积膜层致密均匀、成本低、易于大批量生产。缺点是使用CVD

4、法基材温度要以低于材料熔点的温度加热，超过了许多工具材料的热处理温度，因而不得不在镀膜后进行基材的热处理；其次是反应产物HCl对基材有一定的腐蚀作用。由于CVD技术的局限性使人们转向对PVD技术的研究，与CVD技术相比，PVD技术存在着对环境的无污染，改性层不易脱落并与基体结合牢固的优点，故PVD技术成为钛合金表面处理的主要手段之一。PVD中典型的电火花涂敷技术是通过电极材料与钛合金表面的火化放电作用，把作为火花放电电极的导电材料溶渗进钛合金工件的表层，从而提高钛合金表面的硬度和耐磨性[1]。　　2．2等离子体扩渗表面处理技术目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到

5、安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　等离子体是一种电离气体，是由离子、电子和中性粒子所组成的集合体，整体呈现中性，是带电粒子组成的电离态，俗称物质第四态。等离子渗氮对于钛合金表面处理来说是一个很好的途径，通过电离工作气体来获得所需的氮原子或氮离子，在建立辉光放电后，渗氮速度变得非常快，主要靠等离子体中离子化的氮原　　子对工件表面进行轰击，当氮离子到达溅射清洗后的工作表面，很快产生高达氮浓度梯度，导致氮在工件表面的快速扩渗。　　

6、通过等离子渗氮的手段可以大幅度提高钛材及其合金表面硬度、耐磨性能以及　　[2]耐腐蚀性能。文献指出:钛合金经等离子渗氮后，氮化层中生成的ε相与δ　　相的相对含量决定了钛合金的表面硬度、耐磨性及耐腐蚀。氮化层中生成的δ相的含量越大，其表面硬度、耐磨性能以及耐腐蚀性能提高的幅度越大。　　KittichaiSopunna等人对Ti-47%Al-2%Nb-2%Cr(MJ12)和Ti-47%Al-2%Nb-2%%TiB2(MJ47)用NH3进行了等离子渗氮，结果同样表明[3]：目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个

7、行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　两种牌号的钛合金的显微硬度值随氮化温度、氮化时间的升高而升高，在氮化温度为1000℃时，其显微硬度值分别为未氮化试样的倍和倍。两种牌号的钛合金经800－1000℃氮化后，其磨损量与未氮化试样相比，减少1－2个数量级，钛合金硬度和抗磨性的增强主要原因是其表面经离子氮化后生成了TiN。Lakshmi等人对Ti-10V-3Al-2Fe和Ti-6Al-4V进行等离子体渗氮