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一種純鈦或鈦合金及其表面硬化方法與流程

文檔序號:11146915閱讀:來源:國知局

技術特征:

1.一種純鈦或鈦合金,包括由純鈦或鈦合金制作而成的基材,其特征在于:所述基材的表面設有三層氧化硬化層,所述三層的氧化硬化層由外至內分別為表面透明氧化層、外擴散層和內擴散層。

2.根據權利要求1所述的一種純鈦或鈦合金,其特征在于:所述三層的氧化硬化層中,所述表面透明氧化層的厚度最薄,所述外擴散層中氧濃度最高,所述內擴散層中氧濃度由外至內逐漸降低。

3.根據權利要求2所述的一種純鈦或鈦合金,其特征在于:所述三層的氧化硬化層的總厚度為10~40μm。

4.根據權利要求2所述的一種純鈦或鈦合金,其特征在于:所述三層的氧化硬化層的硬度值為Hv350~Hv750。

5.一種純鈦或鈦合金表面硬化方法,其特征在于,包括:

抽真空:將清潔后的基材放入爐中,對爐內抽真空,所述的基材由純鈦或鈦合金制作而成;

加熱:在真空狀態下對所述基材加溫至預設溫度,并在加溫的過程中向爐內通入氬氣;

硬化:當加溫到預設溫度后,持溫一定時間,同時向爐內通入氬氣、氫氣、氧氣的混合氣體;

除氫:關閉混合氣體供應并持溫一定時間,同時向爐內通入氬氣以去除滲入所述基材內部的氫氣;

降溫:當爐內溫度低于300℃后,對爐內通入氮氣至室溫。

6.根據權利要求5所述純鈦或鈦合金表面硬化方法,其特征在于,所述抽真空:將清潔后的基材放入爐中,對爐內抽真空的步驟,具體為:先用粗抽泵將爐內真空度抽至5×100Pa以下,再用高真空泵抽至真空度5×10-4Pa以下。

7.根據權利要求5所述純鈦或鈦合金表面硬化方法,其特征在于,所述加熱:在真空狀態下對所述基材加溫至預設溫度,并在加溫的過程中向爐內通入氬氣的步驟,具體為:在真空狀態下加熱至650℃-710℃,加熱過程中通入1~5×10-1Pa氬氣。

8.根據權利要求5所述純鈦或鈦合金表面硬化方法,其特征在于,所述硬化:當加溫到預設溫度后,持溫一定時間,同時向爐內通入氬氣、氫氣、氧氣的混合氣體的步驟,具體為:當加溫到預設溫度后持溫時間大于1小時,通入混合氣體時氣體總壓為9×10-4Pa~5×10-1Pa,所述混合氣體中氧氣的含量占總壓力之1000ppm~15000ppm,氫氣的含量占總壓力之1000ppm~50000ppm。

9.根據權利要求5所述純鈦或鈦合金表面硬化方法,其特征在于,所述除氫:關閉混合氣體供應并持溫一定時間,同時向爐內通入氬氣,以去除滲入所述基材內部的氫氣的步驟,具體為:關閉混合氣體供應并持溫0.5小時以上,同時向爐內通入氬氣,通入氬氣時真空度維持于1~5×10-1Pa之間。

10.根據權利要求5所述純鈦或鈦合金表面硬化方法,其特征在于,所述降溫:當爐內溫度低于300℃后,對爐內通入氮氣至室溫的步驟,具體為:停止加熱,向爐內持續通入氬氣并使真空度繼續保持于1~5×10-1Pa之間,當爐內溫度降低至300℃后,關閉抽氣閥門并停止通入氬氣,通入氮氣對爐內強制冷卻直到室溫。

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