[发明专利]一种提高航空钛合金高温疲劳性能的强化方法

权利要求书

1.一种提高航空钛合金高温疲劳性能的强化方法，其特征在于，所述强化方法包括以下步骤：

步骤一.将航空钛合金试样表面进行打磨抛光处理，然后放在酒精溶液中超声清洗，最后放在真空干燥箱中备用；

步骤二.将预处理后航空钛合金试样进行电脉冲处理，所述电脉冲处理的工艺参数为：电压为 50 V~140 V，频率为200 Hz~700 Hz；

步骤三.将电脉冲处理后的航空钛合金试样进行第一次激光喷丸强化处理，所述第一次激光喷丸强化的工艺参数为：激光脉宽为20 ~ 40 ns，激光能量为2 ~ 5 J，激光光斑直径为1 ~ 3 mm，激光光斑搭接率为25% ~ 75%，激光能量吸收层为80 ~ 100 μm厚的铝箔，激光能量约束层为水或者K9玻璃；

步骤四.去除第一次激光喷丸强化航空钛合金试样表面残留物，并放置在酒精溶液中超声清洗；

步骤五.将超声清洗后的航空钛合金试样表面进行离子注入 N离子，在钛合金表面形成TiN层，所述离子注入的环境为真空，真空度为5×10^-4 ~1.5×10^-3 Pa，离子注入的温度为100~200℃，加速电压为10 ~ 30 kV，束流为0.05 ~ 0.1 mA，注入时间为1 ~ 3 h，注入剂量为 1.5×10¹⁷ ~ 7.5×10¹⁷ ions/cm²，N离子源的纯度大于99.99％；

步骤六.将涂覆纳米Si和Al混合颗粒的铝箔粘贴在N离子注入后的航空钛合金试样表面进行第二次激光喷丸处理，形成耐高温的TiNAlSi层，所述第二次激光喷丸强化的工艺参数为：激光脉宽为20 ~ 40 ns，激光能量为5 ~ 10 J，激光光斑直径为1 ~ 3 mm，激光光斑搭接率为25% ~ 75%，激光能量吸收层铝箔的厚度为80 ~ 120 μm，激光能量约束层为水或者K9玻璃。

2.根据权利要求1所述的一种提高航空钛合金高温疲劳性能的强化方法，其特征在于，所述步骤一中航空钛合金为TC4、TC6、TC11、TC17或TC21钛合金。

3.根据权利要求1所述的一种提高航空钛合金高温疲劳性能的强化方法，其特征在于，所述步骤六中纳米Si和Al颗粒的直径为10 ~ 100 nm，质量混合比为1:1。