[发明专利]一种轴承钛合金的强韧化工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种合金的强韧化工艺，特别是一种轴承钛合金的强韧化工艺。

背景技术

TC11合金是一种马氏体α+β型两相钛合金，具有比强度高、中温性能好、耐腐蚀性能好等优点，在航空航天领域得到广泛的应用。但是由于其在实际应用中存在表面耐磨性问题，在使用过程中磨损加剧。TC11作为一种轴承钛合金，其耐磨性能将大大的限制了TC11的应用。

对TC11表面进行高温氧化处理是提高钛合金表面硬度的一种方法。目前，针对钛合金进行表面氧化处理存在工艺复杂，处理时间长，同时得到的氧化层硬度不高，且氧化层容易脱落。钛合金的高温处理通常在大气环境下，由于大气环境中除了氧气外还含有其它大量的能与钛合金反应的物质，进而在钛合金表面形成有杂质的氧化层，影响钛合金的使用性能。

发明内容

技术问题：本发明的目的是克服已有技术中的不足，提供一种轴承钛合金的强韧化工艺方法，解决钛合金在大气环境下通过高温处理，在钛合金表面形成杂质的氧化层，影响钛合金使用性能的问题。

技术方案：本发明的目的是要提供一种轴承钛合金强韧化的工艺，具体操作如下：

a、首先对TC11钛合金轴承打磨抛光，然后在室温下放入电加热炉中，对电加热炉抽真空至10^-2Pa～10^-3Pa；

b、向电加热炉内通入纯度为99.99%的氩气，通气流速为10～30SLM，至电加热炉内气压为0.01～0.015MPa，停止通入氩气；

c、对电加热炉通电加热，至温度为400～600℃，保温15～25分钟，保温时抽出氩气，并通入纯度为99.99%的氧气，通气流速为10～60SLM，保持电加热炉内氧气压力为0.01～0.015MPa；

d、将电加热炉温度加热至950～1250℃，升温速率为4～6℃/min；

e、保温0.5～5小时；

f、降温，降温速率为4～6℃/min，降至500℃；

g、停止通气，并关闭通气阀和电加热炉的加热电源；

h、待电加热炉室内温度降至室温时将钛合金轴承取出。

有益效果，由于采用了上述方案，将钛合金放置在氧气环境中，避免了钛合金与大气直接接触，进而防止氧化层中杂质的形成；在高温部分进行保温，在涂层与基体之间形成良好的氧梯度分布，且增加氧化层的厚度；采用慢冷降温，能有效的降低由温差引起的涂层与基体之间形成的膨胀应力，且能有效的改善钛合金的组织。通过改进工艺，将轴承钛合金TC11放在纯氧的环境中，通过高温氧化、慢冷的方式在TC11表面形成厚且致密的氧化层，具有很高的硬度和耐磨性，大大促进了TC11作为轴承合金的应用。

优点：钛合金轴承表面硬度高；氧化层厚度可控；钛合金轴承耐磨性好。

具体实施方式

实施例1：将打磨抛光后的TC11钛合金轴承在室温下放入电加热炉中，抽真空至10^-3Pa；通入纯度为99.99%的氩气，通气流速为20SLM，所述的SLM为标准状况下升/分钟的单位，至电加热炉内气压为0.01MPa，停止通入氩气；对电加热炉加热，至温度为450℃，保温20分钟，保温时抽出氩气，并通入纯度为99.99%的氧气，通气流速为20SLM，保持电加热炉内压力为0.015MPa；将电加热炉温度加热至1050℃，升温速率为5℃/min；保温1小时；降温，降温速率为5℃/min，降至500℃；停止通气，并关闭通气阀和电加热炉电源，待电加热炉室内温度降至室温时将钛合金轴承取出。

实施例2：将打磨抛光后的TC11钛合金轴承放在电加热炉中，抽真空至10^-3Pa；通入纯度为99.99%的氩气，通气流速为20SLM，至电加热炉内气压为0.01MPa，停止通入氩气；对电加热炉加热，至温度为450℃，保温20分钟，保温时抽出氩气，并通入纯度为99.99%的氧气，通气流速为20SLM，保持电加热炉内压力为0.015MPa；将电加热炉温度加热至1020℃，升温速率为5℃/min；保温1.5小时；降温，降温速率为5℃/min，降至500℃；停止通气，并关闭通气阀和电加热炉电源，待电加热炉室内温度降至室温时将钛合金轴承取出。

实施例3：将打磨抛光后的TC11钛合金轴承放在电加热炉中，抽真空至10^-3Pa；通入纯度为99.99%的氩气，通气流速为20SLM，至电加热炉内气压为0.01MPa，停止通入氩气；对电加热炉加热，至温度为450℃，保温20分钟，保温时抽出氩气，并通入纯度为99.99%的氧气，通气流速为20SLM，保持电加热炉内压力为0.015MPa；将电加热炉温度加热至1050℃，升温速率为5℃/min；保温1.5小时；降温，降温速率为5℃/min，降至500℃；停止通气，并关闭通气阀和电加热炉电源，待电加热炉室内温度降至室温时将钛合金轴承取出。