一中所述表面制备有二氧化钛预氧化层的TC6钛合金基体进行真空热处理，具体过程为:将表面制备有二氧化钛预氧化层的TC6钛合金基体置于真空加热炉，在真空度为500Pa，温度为800 °C的条件下保温5h，使二氧化钛预氧化层中的氧元素向TC6钛合金基体内扩散，最终在TC6钛合金基体表面得到渗氧硬化涂层。
[0031]采用HV、HK双压头自动转塔显微硬度计(型号:HXD-1000TMSC/IXD，厂家:上海泰明)按照国家标准GB/T4340.1-1999 “金属材料维氏硬度试验”规范要求对本实施例制备的渗氧硬化涂层进行测试，测得本实施例所制涂层的平均显微硬度为840HV，通过测量涂层金相端面硬度梯度变化，测得本实施例所制渗氧硬化涂层的深度为80 μ m。
[0032]实施例4
[0033]本实施例在TCll钛合金基体表面制备渗氧硬化涂层，本实施例渗氧硬化涂层的制备方法包括以下步骤:
[0034]步骤一、对TCll钛合金基体进行机械抛光和除油清洗处理，使表面粗糙度Ra不大于3.2 μπι，然后对TCll钛合金基体进行阳极氧化处理，具体过程为:采用TCll钛合金基体为阳极，采用不锈钢为阴极，采用由硫酸、双氧水和去离子水混合均匀而成的溶液为电解液，且电解液中阳04的浓度为50g/L，H 202的浓度为8mL/L，加直流电，控制电流密度为5A/dm2，加压至100V后恒压反应30min，经检测，在TCll钛合金基体表面得到二氧化钛预氧化层；
[0035]步骤二、对步骤一中所述表面制备有二氧化钛预氧化层的TCll钛合金基体进行真空热处理，具体过程为:将表面制备有二氧化钛预氧化层的TCll钛合金基体置于真空加热炉，在真空度为800Pa，温度为800 °C的条件下保温5h，使二氧化钛预氧化层中的氧元素向TCll钛合金基体内扩散，最终在TCll钛合金基体表面得到渗氧硬化涂层。
[0036]采用HV、HK双压头自动转塔显微硬度计(型号:HXD-1000TMSC/IXD，厂家:上海泰明)按照国家标准GB/T4340.1-1999 “金属材料维氏硬度试验”规范要求对本实施例制备的渗氧硬化涂层进行测试，测得本实施例所制涂层的平均显微硬度为900HV，通过测量涂层金相端面硬度梯度变化，测得本实施例所制渗氧硬化涂层的深度为110 μπι。
[0037]实施例5
[0038]本实施例在TAl钛基体表面制备渗氧硬化涂层，本实施例渗氧硬化涂层的制备方法包括以下步骤:
[0039]步骤一、对TAl钛基体进行机械抛光和除油清洗处理，使表面粗糙度Ra不大于3.2 μ m，然后对TAl钛基体进行阳极氧化处理，具体过程为:采用TAl钛基体为阳极，采用不锈钢为阴极，采用由硫酸、双氧水和去离子水混合均匀而成的溶液为电解液，且电解液中阳04的浓度为25g/L，H 202的浓度为6mL/L，加直流电，控制电流密度为2A/dm2，加压至80V后恒压反应20min，经检测，在TAl钛基体表面得到二氧化钛预氧化层；
[0040]步骤二、对步骤一中所述表面制备有二氧化钛预氧化层的TAl钛基体进行真空热处理，具体过程为:将表面制备有二氧化钛预氧化层的TAl钛基体置于真空加热炉，在真空度为200Pa，温度为750°C的条件下保温3h，使二氧化钛预氧化层中的氧元素向TAl钛基体内扩散，最终在TAl钛基体表面得到渗氧硬化涂层。
[0041]采用HV、HK双压头自动转塔显微硬度计(型号:HXD-1000TMSC/IXD，厂家:上海泰明)按照国家标准GB/T4340.1-1999 “金属材料维氏硬度试验”规范要求对本实施例制备的渗氧硬化涂层进行测试，测得本实施例所制涂层的平均显微硬度为700HV，通过测量涂层金相端面硬度梯度变化，测得本实施例所制渗氧硬化涂层的深度为20 μπι。
[0042]实施例6
[0043]本实施例在ΤΑ3钛基体表面制备渗氧硬化涂层，本实施例渗氧硬化涂层的制备方法包括以下步骤:
[0044]步骤一、对ΤΑ3钛基体进行机械抛光和除油清洗处理，使表面粗糙度Ra不大于3.2 μπι,然后对ΤΑ3钛基体进行阳极氧化处理，具体过程为:采用ΤΑ3钛基体为阳极，采用不锈钢为阴极，采用由硫酸、双氧水和去离子水混合均匀而成的溶液为电解液，且电解液中阳04的浓度为50g/L，H 202的浓度为9mL/L，加直流电，控制电流密度为2A/dm2，加压至80V后恒压反应30min，经检测，在TA3钛基体表面得到二氧化钛预氧化层；
[0045]步骤二、对步骤一中所述表面制备有二氧化钛预氧化层的TA3钛基体进行真空热处理，具体过程为:将表面制备有二氧化钛预氧化层的TA3钛基体置于真空加热炉，在真空度为400Pa，温度为850°C的条件下保温lh，使二氧化钛预氧化层中的氧元素向TA3钛基体内扩散，最终在TA3钛基体表面得到渗氧硬化涂层。
[0046]采用HV、HK双压头自动转塔显微硬度计(型号:HXD-1000TMSC/LCD，厂家:上海泰明)按照国家标准GB/T4340.1-1999 “金属材料维氏硬度试验”规范要求对本实施例制备的渗氧硬化涂层进行测试，测得本实施例所制涂层的平均显微硬度为900HV，通过测量涂层金相端面硬度梯度变化，测得本实施例所制渗氧硬化涂层的深度为100 μπι。
[0047]本发明实施例中采用的钛基体和钛合金基体只是优选，并不限制本发明在其他钛及钛合金样品及零部件表面制备渗氧硬化涂层的应用。
[0048]以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
【主权项】
1.一种钛及钛合金表面渗氧硬化涂层的制备方法，其特征在于，该方法为:先采用阳极氧化的方法在钛基体或钛合金基体表面制备二氧化钛预氧化层，然后采用真空热处理的方法使二氧化钛预氧化层中的氧元素向钛基体或钛合金基体内扩散，最终在钛基体或钛合金基体表面得到渗氧硬化涂层；所述渗氧硬化涂层的深度为10 μπι?100 μm，所述渗氧硬化涂层的平均显微硬度为700HV?900HV。2.根据权利要求1所述的一种钛及钛合金表面渗氧硬化涂层的制备方法，其特征在于，所述阳极氧化的电流密度为lA/dm2?5A/dm2，所述阳极氧化的电压为60V?100V，所述阳极氧化的时间为1min?30min。3.根据权利要求1所述的一种钛及钛合金表面渗氧硬化涂层的制备方法，其特征在于，所述阳极氧化的电解液由硫酸、双氧水和去离子水混合均匀而成，所述电解液中H2SO4的浓度为20g/L?50g/L，H2O2的浓度为5mL/L?10mL/L。4.根据权利要求1所述的一种钛及钛合金表面渗氧硬化涂层的制备方法，其特征在于，所述真空热处理的具体过程为:将表面制备有二氧化钛预氧化层的钛基体或钛合金基体置于真空加热炉，在真空度为IPa?800Pa，温度为700°C?850°C的条件下保温Ih?5h。5.根据权利要求1所述的一种钛及钛合金表面渗氧硬化涂层的制备方法，其特征在于，所述钛基体和钛合金基体的表面粗糙度Ra均不大于3.2 μ m。6.根据权利要求1所述的一种钛及钛合金表面渗氧硬化涂层的制备方法，其特征在于，所述钛基体的牌号为TA1、TA2或TA3，所述钛合金基体的牌号为TC4、TC6或TClI。
【专利摘要】本发明提供了一种钛及钛合金表面渗氧硬化涂层的制备方法，该方法为：先采用阳极氧化的方法在钛基体或钛合金基体表面制备二氧化钛预氧化层，然后采用真空热处理的方法使二氧化钛预氧化层中的氧元素向钛基体或钛合金基体内扩散，最终在钛基体或钛合金基体表面得到渗氧硬化涂层。本发明工艺方法简单，所制涂层具有良好的硬度与韧性，能够与钛或钛合金基体能够实现良好的匹配。
【IPC分类】C25D5/50, C25D11/26
【公开号】CN105019000
【申请号】CN201510387141
【发明人】王宝云, 高广睿, 罗小峰, 屈静
【申请人】西安赛福斯材料防护有限责任公司
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2015年7月4日