[发明专利]一种钛合金低温表面渗氮方法

摘要

一种钛合金低温表面渗氮，属于金属表面热处理改性技术领域，其特征是先将钛合金表面先进行喷砂清洗，然后进行化学机械研磨、抛光，同时将粉末状晶体氰酸钠（NaCNO）和颗粒状晶体氰酸钾（KCNO）与稀土CeO2粉末按一定比例混合后制成渗氮试剂，将此试剂与处理后的钛合金材料放入到坩埚内压实并密封后烘干，然后将坩埚放入到高温炉内进行加热的一种表面化学热处理工艺方法。其中，氰酸钠（NaCNO）和氰酸钾（KCNO）作为渗氮源，稀土（CeO2）作为催化剂。通过此种低温表面渗氮方法，使钛合金TC21表面形成TiN0.3~1渗氮层，钛合金表面摩擦系数显著降低，表面硬度提高，表面性能得到强化。

主权项

一种钛合金低温表面渗氮方法，其特征是它包括钛合金的表面预处理、渗氮试剂的制备及渗氮处理：所述的钛合金的表面预处理是指：采用粒度为80~120目的砂粒对钛合金表面进行喷砂，控制工作气压0.3~0.7MPa，喷砂时间10~15分钟；喷砂结束再进行表面研磨和抛光至表面粗糙度Ra0.01~0.07µm，然后进行表面清洗；渗氮试剂的制备是指：将氰酸钠（NaCNO）粉末和氰酸钾（KCNO）颗粒的混合物与稀土氧化铈（CeO2）粉末放入到球磨机内搅拌15~20分钟，使NaCNO、KCNO 和 CeO2充分均匀混合，得到渗氮试剂；渗氮处理是指：先将部分渗氮试剂放入到预先准备好的坩埚中压实，然后将经表面处理后的钛合金试样居中平放于压实的渗氮试剂上，随后再将剩余试剂放入到刚玉坩埚中充分包裹钛合金并压实填满坩埚，给坩埚加盖，用密封胶将盖与坩埚间的缝隙密封，防止热处理过程中钛合金的高温氧化；再将密封后的坩埚置于温度为20~30℃、相对湿度为45~50%的恒温鼓风干燥箱内烘干50~60分钟；然后再放入到高温炉内进行加热、保温和冷却处理；加热时以10~30℃/min的升温速率升温至500~620℃，保温3~10小时，将坩埚取出，空冷至室温。