The invention discloses a method for preparing textured surface of titanium alloy containing titanium nitride coating by laser. The method is first on the titanium alloy surface pretreatment, then heating and N2 atmosphere conditions on the surface of titanium alloy and laser textured by laser gas nitriding. The invention relates to a laser gas nitriding and laser surface texturing by combining two kinds of process on the surface of titanium alloy was prepared by surface texturing containing titanium nitride coating, with titanium nitride coating has high hardness, high chemical stability and the advantages of the textured surface friction coefficient is small, the method is simple, easy to operate, preparation the surface texture size is stable and controllable, no macroscopic defects such as cracks, distribution of titanium nitride grain, generated more evenly, greatly improves the wear and corrosion resistance of titanium alloy.
【技术实现步骤摘要】
一种激光制备钛合金含氮化钛涂层织构化表面的方法
本专利技术属于钛合金的表面改性领域,特别涉及一种激光制备钛合金含氮化钛涂层织构化表面的方法。
技术介绍
钛合金由于其比强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点被广泛应用于制造航空发动机部件、汽车部件等工业领域;此外,其优良的力学性能、生物相容性和相对较低的弹性模量,也已经被视作是骨组织最理想的修复及置换的植入材料。钛合金零部件常常服役于需要承受高温、磨损、腐蚀等恶劣条件的复杂工况,这对钛合金的耐磨耐蚀性能提出了严格的要求。以生物医用钛合金为例,较差的耐磨耐蚀性能会导致植入材料有磨屑或金属离子进入人体,不仅引起炎症或其他副作用对患者带来痛苦,而且也降低了材料本身的使用寿命。因此,进一步提高钛合金的耐磨及耐蚀性能成为了钛合金研究的热点之一。腐蚀和磨损都开始于材料的表面,因此通过适当的表面改性手段提升材料的耐磨耐蚀性,不仅可以达到对材料表面特殊性能的要求,还具有很大的经济意义和推广价值。氮化钛具有硬度高、化学稳定性好、耐磨耐蚀性好、生物相容性好及超导性等特点,是一种应用极为广泛的陶瓷相,常被用作复合材料的增强相提高基体的硬度、耐磨耐蚀性等。针对钛合金对耐磨耐蚀的性能要求,通过表面改性的方法,在其表面制备一层氮化钛涂层,可有效提高钛合金的表面硬度、耐磨及耐蚀性。相比于其他氮化方法,激光气体氮化方法利用高能激光束辐照,同时引入氮气,生成一定厚度的氮化层。这种方法制备的氮化层与基体具有冶金结合界面,且具备热影响区小,工件变形小,加工灵活,氮化层厚度可控等优点,已在钛合金表面氮化领域得到广泛的应用。但激光加工“急冷急热”的工艺特点 ...
【技术保护点】
一种激光制备钛合金含氮化钛涂层织构化表面的方法,其特征在于:先对钛合金进行表面预处理,然后在加热保温和N2氛围条件下,对钛合金表面进行激光织构化的同时进行激光气体氮化处理。
【技术特征摘要】
1.一种激光制备钛合金含氮化钛涂层织构化表面的方法,其特征在于:先对钛合金进行表面预处理,然后在加热保温和N2氛围条件下,对钛合金表面进行激光织构化的同时进行激光气体氮化处理。2.根据权利要求1所述的激光制备钛合金含氮化钛涂层织构化表面的方法,其特征在于:所述的加热为将钛合金加热至100~300℃。3.根据权利要求1所述的激光制备钛合金含氮化钛涂层织构化表面的方法,其特征在于,所述的激光织构化和激光气体氮化处理的工艺参数为:电流210A~250A,脉宽0.3~0.7ms,频率0.5~2Hz,扫描速度0.3~1.0mm/s,光斑直径0.5~1.5mm。4.根据权利要求1所述的激光制备钛合金含氮化钛涂层织构化表面的方法,其特征在于:所述的N2为气体流量为10~30L/min的高纯N2。5.根据权利要求1所述的激光制备钛合金含氮化钛涂层织构化表面的方法,其特征在于:所述的激光织构化的表面织构包括点、线、网格织构,织构的尺寸为:深度100~200μm,点织构直径300~500μm,线、网格织构宽度300~500μm,织构间距300~900μm。6.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员:王小健,赵雪阳,张鹏,李卫,
申请(专利权)人:暨南大学,
类型:发明
国别省市:广东,44
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