深层渗碳工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种深层渗碳工艺，属于金属材料表面处理领域。本发明专利技术采用固体渗碳法对钛合金的表面进行渗碳处理，该方法使用的渗碳剂按质量百分比由下述组分组成：聚合物5～25％，碳粉50～75％，碳酸钡2～10％，氧化铝2～15％。利用该渗碳剂进固体渗碳处理，所得钛合金表面显微硬度为622～1498HV；所述表面粗糙度为0.18～0.53微米。

Deep carburizing process

The invention relates to a deep carburizing process, belonging to the field of surface treatment of metal materials. The invention adopts solid carburizing surface of Ti alloy carburizing, carburizing agent used in this method according to the mass percentage by the following components: polymer 5 ~ 25%, 50 ~ 75% toner, barium carbonate, 2 ~ 10%, 2 ~ 15% alumina. The surface microhardness of the obtained titanium alloy is 622 ~ 1498HV by using the carburizing agent, and the surface roughness is 0.18 to 0.53 microns.

【技术实现步骤摘要】
深层渗碳工艺
本专利技术涉及一种深层渗碳工艺，属于金属材料表面处理领域。
技术介绍
以钛为基体加入其他合金元素组成的合金称作钛合金。钛合金是一种新型结构材料，它具有优异的综合性能，如密度小，比强度和比断裂韧性高，疲劳强度和抗裂纹扩展能力好，低温韧性良好，抗蚀性能优异。因此，其在航空、航天、化工、造船等工业部门获得日益广泛的应用，发展迅猛。由于钛及其合金的优异抗蚀性能，良好的力学性能，以及合格的组织相容性，其还特别适用于制作假体装置等生物材料。同时，钛合金具有密度低、比强度高、抗腐蚀性能好、工艺性能好等优点，是较为理想的航天工程结构材料。其中，第一个实用的钛合金是1954年美国研制成功的Ti-6Al-4V合金，由于它的耐热性、强度、塑性、韧性、成形性、可焊性、耐蚀性和生物相容性均较好，而成为钛合金工业中的王牌合金。为了提高钛合金表面的抗磨性能，目前可采用渗碳技术对钛合金的表面进行表面处理。固体渗碳法是目前使用的渗碳方法之一，在固体渗碳法中需使用固体渗碳剂作为渗碳的原料，渗碳剂对渗碳效果的影响是至关重要的，决定了合金表面的耐腐蚀性、强度等参数。
技术实现思路
为解决上述及技术问题，本专利技术的目的是提供一种深层渗碳工艺。一种深层渗碳工艺，所述渗碳工艺是在Ti-6Al-4V钛合金上进行渗碳的工艺，所述工艺为固体渗碳工艺，具体步骤如下：(1)将待处理的Ti-6Al-4V钛合金进行抛光处理，并置于无水乙醇中进行脱水；(2)将渗碳剂置于氧化铝陶瓷坩埚中，并将待处理的Ti-6Al-4V钛合金完全掩埋在渗碳剂中，其中，所述渗碳剂按质量百分比由下述组分组成：聚合物5～25％，碳粉50～75％，碳酸钡2～10％，氧化铝2～15％；(3)将氧化铝坩埚置于井式炉中，900～1100℃下保温至少4h。本专利技术所述深层渗碳工艺优选所述聚合物为聚乙烯醚、聚乙烯基甲基醚、聚甲醛。本专利技术所述深层渗碳工艺优选所述渗碳剂按质量百分比由下述组分组成：聚合物10～20％，碳粉60～70％，碳酸钡2～10％，氧化铝8～15％。本专利技术一个优选的实施方案为：(1)将待处理的Ti-6Al-4V钛合金进行抛光处理，并置于无水乙醇中进行脱水；(2)将渗碳剂置于氧化铝陶瓷坩埚中，并将待处理的Ti-6Al-4V钛合金完全掩埋在渗碳剂中，其中，所述渗碳剂按质量百分比由下述组分组成：聚合物18％，碳粉60％，碳酸钡10％，氧化铝12％；(3)将氧化铝坩埚置于井式炉中，900～1100℃下保温至少4h。本专利技术另一个优选的技术方案为：(1)将待处理的Ti-6Al-4V钛合金进行抛光处理，并置于无水乙醇中进行脱水；(2)将渗碳剂置于氧化铝陶瓷坩埚中，并将待处理的Ti-6Al-4V钛合金完全掩埋在渗碳剂中，其中，所述渗碳剂按质量百分比由下述组分组成：聚合物15％，碳粉65％，碳酸钡5％，氧化铝15％；(3)将氧化铝坩埚置于井式炉中，900～1100℃下保温至少4h。本专利技术的另一目的是提供利用上述工艺制得的Ti-6Al-4V钛合金。一种Ti-6Al-4V钛合金，所述钛合金表面显微硬度为622～1498HV；所述表面粗糙度为0.18～0.53微米。本专利技术的有益效果为：本专利技术采用固体渗碳法对钛合金的表面进行渗碳处理，该方法使用的渗碳剂按质量百分比由下述组分组成：聚合物15％，碳粉65％，碳酸钡5％，氧化铝15％。利用该渗碳剂进固体渗碳处理，所得钛合金表面显微硬度为622～1498HV；所述表面粗糙度为0.18～0.53微米。具体实施方式下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本专利技术，但不以任何方式限制本专利技术。下述实施例中所述试验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。实施例1一种深层渗碳工艺，所述渗碳工艺是在Ti-6Al-4V钛合金上进行渗碳的工艺，所述工艺为固体渗碳工艺，具体步骤如下：(1)将待处理的Ti-6Al-4V钛合金进行抛光处理，并置于无水乙醇中进行脱水；(2)将渗碳剂置于氧化铝陶瓷坩埚中，并将待处理的Ti-6Al-4V钛合金完全掩埋在渗碳剂中，其中，所述渗碳剂按质量百分比由下述组分组成：聚合物18％，碳粉60％，碳酸钡10％，氧化铝12％；(3)将氧化铝坩埚置于井式炉中，1000℃下保温4h。所得钛合金表面显微硬度为622HV；所述表面粗糙度为0.53微米。实施例2一种深层渗碳工艺，所述渗碳工艺是在Ti-6Al-4V钛合金上进行渗碳的工艺，所述工艺为固体渗碳工艺，具体步骤如下：(1)将待处理的Ti-6Al-4V钛合金进行抛光处理，并置于无水乙醇中进行脱水；(2)将渗碳剂置于氧化铝陶瓷坩埚中，并将待处理的Ti-6Al-4V钛合金完全掩埋在渗碳剂中，其中，所述渗碳剂按质量百分比由下述组分组成：聚合物15％，碳粉65％，碳酸钡5％，氧化铝15％；(3)将氧化铝坩埚置于井式炉中，1100℃下保温6h。所述钛合金表面显微硬度为1498HV；所述表面粗糙度为0.18微米。本文档来自技高网...

【技术保护点】
深层渗碳工艺，其特征在于：所述渗碳工艺是在Ti‑6Al‑4V钛合金上进行渗碳的工艺，所述工艺为固体渗碳工艺，具体步骤如下：(1)将待处理的Ti‑6Al‑4V钛合金进行抛光处理，并置于无水乙醇中进行脱水；(2)将渗碳剂置于氧化铝陶瓷坩埚中，并将待处理的Ti‑6Al‑4V钛合金完全掩埋在渗碳剂中，其中，所述渗碳剂按质量百分比由下述组分组成：聚合物5～25％，碳粉50～75％，碳酸钡2～10％，氧化铝2～15％；(3)将氧化铝坩埚置于井式炉中，900～1100℃下保温至少4h。

【技术特征摘要】
1.深层渗碳工艺，其特征在于：所述渗碳工艺是在Ti-6Al-4V钛合金上进行渗碳的工艺，所述工艺为固体渗碳工艺，具体步骤如下：(1)将待处理的Ti-6Al-4V钛合金进行抛光处理，并置于无水乙醇中进行脱水；(2)将渗碳剂置于氧化铝陶瓷坩埚中，并将待处理的Ti-6Al-4V钛合金完全掩埋在渗碳剂中，其中，所述渗碳剂按质量百分比由下述组分组成：聚合物5～25％，碳粉50～75％，碳酸钡2～10％，氧化铝2～15％；(3)将氧化铝坩埚置于井式炉中，900～1100℃下保温至少4h。2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述聚合物为聚乙烯醚、聚乙烯基甲基醚、聚甲醛。3....

【专利技术属性】
技术研发人员：田绍洁，孙香兰，杨仁德，
申请(专利权)人：大连圣洁热处理科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21