[发明专利]一种钛合金紧固件阳极氧化与磁控溅射表面复合处理方法

权利要求书

1.一种针对钛合金紧固件不同部位进行不同表面处理工艺的复合处理方法，有效的提高其耐腐蚀性和耐磨性，降低螺纹处摩擦系数。其特征在于：对钛合金紧固件进行水洗、酸洗、再水洗前处理，然后进行整体阳极氧化处理，接着对钛合金紧固用丙酮和酒精处理，最后对其进行磁控溅射处理。其制备工艺步骤为：1)钛合金紧固件前处理；2)阳极氧化电解液配置；3)钛合金紧固件整体阳极氧化处理；4)磁控溅射工艺材料准备；5)磁控溅射前处理；6)磁控溅射处理。

2.根据权利要求1所述的钛合金紧固件前处理工艺，其特征在于：将加工完成的钛合金紧固件进行超声波水洗，时间为40～50min，去除表面油污和屑渣；进一步进行化学除油采用NaOH溶液进行冲洗，NaOH溶液浓度为1～5g/L，洗涤时间为10～20s；再采用温水对紧固件进行洗涤，水温为30～50℃，冲洗时间为10～20min；为了能够快速完全去除表面反应层，而表面不会产生其他元素的污染，然后将紧固件置入HF-HNO₃系酸洗液进行酸洗0.5～2.5s，HF-HNO₃系酸洗液成分为HF浓度在6～8％，而HNO₃在35～50％，用去离子水清洗后放入NaOH溶液进行冲洗，NaOH溶液浓度为1～5g/L，洗涤时间为1～5s，清洗完成后用去离子水将试样清洗干净后25-45℃温度下烘干。

3.根据权利要求1所述的阳极氧化电解液配置工艺，其特征在于：其中阳极氧化电解液为磷酸100～400ml/L，双氧水0.5～3ml/L，乙酸5～15ml/L，磷酸二氢钠1～10g/L，醋酸镍0.5～1.5g/L。

4.根据权利要求1所述的钛合金紧固件整体阳极氧化处理工艺，其特征在于：将经过前处理工艺的紧固件进行清洗后，将紧固件全部浸入电解液中，阳极氧化电参数设定为：正电压10～90V，负电压5～40V，电流密度为频率为800～1000Hz，占空比为5～20％，电解液温度保持在15～30℃，阳极氧化时间为15～30min。

5.根据权利要求1所述的磁控溅射工艺材料准备，其特征在于：定制高纯度Ti靶(Ti含量不低于99.95％)。

6.根据权利要求1所述的磁控溅射前处理工艺，其特征在于：磁控溅射采用的是空心阴极辅助多弧离子镀复合沉积设备，钛合金紧固件在磁控溅射处理前首先需要采用丙酮和酒精进行超生冲洗5～20min，沉积前先Ti靶进行轰击10～15min，初始负偏压为800-1000V，腔室压力为(5～7)╳10^-3Pa，温度为100-500℃。

7.根据权利要求1所述的磁控溅射处理工艺，其特征在于：电流调节在80-100A，将反应气体N₂充入，流速为0.1～0.25L/min，沉积TiN膜层10～30min；继续抽真空，进行Ti膜层的沉积5-15min；充入Ar与O₂混合气(比例为3:1～8:1之间)，沉积TiO₂10～20min，TiN/Ti/TiO₂涂层如此往复2～3次后，将反应气体N₂充入，流速为0.1～0.25L/min，沉积TiN膜层10～30min，停止。