钛合金分段真空快速渗氮方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种钛合金分段真空快速渗氮方法及装置，属于金属热处理方法及装置。其方法是将工件放入排除空气的反应罐内进行真空预热处理，升温至渗氮温度后按照压力交变循环的方式进行渗氮，然后真空扩散一定时间。其装置包括加热系统、真空系统及供气系统，加热系统由固定于炉体（1）中的反应罐（4）、位于该反应罐与所述炉膛之间的电热元件（2）、伸入炉膛中的热电偶（3）、将罐口封闭的炉门（9）构成；真空系统由与反应罐（4）连通抽气泵（12）构成；供气系统由通过进气管（5）与反应罐（4）连通的氮气瓶（11）构成。本发明专利技术可加快渗氮速度，促进氮向基体内扩散并形成梯度渗氮层、改善氮层脆性。是一种金属表面处理方法及装置。

【技术实现步骤摘要】
钛合金分段真空快速渗氮方法及装置
本专利技术涉及一种钛合金渗氮方法，尤其涉及一种钛合金分段真空快速渗氮方法；本专利技术还涉及一种实现该方法的热处理装置。属于金属表面处理及装置。
技术介绍
钛合金具有高的比强度、耐腐蚀性好、耐高温以及生物相容性好等优点，广泛应用于航空航天、船舶、机械、石油化工和生物工程等领域。但钛合金表面硬度不高，不耐磨及耐疲劳性能差等缺点，因而其使用范围受到了极大的限制。在所有的合金元素中，氮是影响钛硬度最大的元素，钛的氮化物具有很高的硬度、优良的化学稳定性、低的摩擦系数、优异的生物兼容性及良好的导电性等优点，钛合金表面渗氮是提高其表面硬度、改善耐磨性能、延长使用寿命，进而扩大使用范围的最有效措施。目前，主要采用离子渗氮、激光气体渗氮及普通气体渗氮的方法对钛合金进行表面渗氮处理。离子渗氮可明显提高钛合金的表面硬度及耐磨性，但存在工艺要求严格，影响因素较为复杂，渗氮层不易控制，渗氮层不均匀，渗氮后表面较为粗糙，疲劳强度会大幅度下降等不足。激光渗氮所形成的渗氮层与基体结合紧密、强度高，但由于高能密度激光束的快速加热和基体的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钛合金分段真空快速渗氮方法，包括预处理步骤和循环渗氮步骤；其特征在于具体方法如下：/n1）将经过抛光清洗处理的工件放入反应罐内，向所述反应罐通入纯度≥99.99%的高纯氮气，直至罐内空气全部排出；/n2）反应罐抽真空至10

【技术特征摘要】
1.一种钛合金分段真空快速渗氮方法，包括预处理步骤和循环渗氮步骤；其特征在于具体方法如下：
1）将经过抛光清洗处理的工件放入反应罐内，向所述反应罐通入纯度≥99.99%的高纯氮气，直至罐内空气全部排出；
2）反应罐抽真空至10-3～10-4Pa，然后将反应罐升温至750～780℃，保温0.5～1h；
3）通入所述高纯氮气，直至罐内压力达到30000～60000Pa，然后将反应罐升温至800～900℃，保温；抽出氮气，直至罐内压力减为5000～15000Pa，保温；再次通入高纯氮气，直至罐内压力达到30000～60000Pa，保温；按高压-低压-高压的压力交变循环方式进行渗氮，循环渗氮过程的总时间为1～8h；在每次循环中，高压渗氮与低压渗氮的保温时间相同，且均为15～30min；
4）将反应罐抽真空至10-3～10-4Pa，真空扩散1～5h后随炉冷却至室温。


2.根据权利要求1所述的钛合金分段真空快速渗氮方法，其特征在于：在步骤3）中，所述高压渗氮压力为40000～50000Pa、所述低压渗氮压力为10000Pa，保温时间为20～25min，循环渗氮过程的总时间为3～6h；步骤4）中的真空扩散时间为2～4h。


3.根据权利要求1所述的钛合金分段真空快速渗氮方法，其特征在于：在步骤3）中，高压渗氮压力为45000Pa、低压渗氮压力为10000Pa，保温时间为22mi...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨闯，雷伦福，王正芹，高雨琪，吴什二，潘文美，赵应飞，刘选文，张茂，
申请(专利权)人：贵州师范大学，
类型：发明
国别省市：贵州;52