【技术实现步骤摘要】
一种钛合金表面硬度梯度分布层厚可调的氮化层制备方法
[0001]本专利技术涉及钛合金渗氮
，尤其涉及一种钛合金表面硬度梯度分布层厚可调的氮化层制备方法。
技术介绍
[0002]钛合金具有密度低、比强度高、耐蚀性好、高温强度高、抗蠕变和抗氧化性好等优点，被广泛用于航空、航天领域，制作螺栓、螺母、铆钉等紧固件。但是钛合金硬度低，耐磨性差，黏着磨损严重，对微动损伤敏感，限制了其应用范围。
[0003]表面强化是扩大钛合金应用范围的常用方式之一，其中渗氮工艺被广泛采用来强化钛合金表面，提高其抗磨损性能。但大量文献表明单一的表面氮化技术在钛合金表面的应用依然存在一些制约：一方面在钛合金表面制得的氮化层薄，与钛合金基体之间硬度差异大，易产生内应力，结合强度低，在实际的生产应用中很难发挥作用；另一方面，单一的表面氮化技术在提高钛合金表面强度、硬度的情况下很难同时兼顾韧性，导致所获得的氮化层较脆。
[0004]PVD是一种成分均匀、膜厚易于控制、绿色环保的薄膜沉积方法，大多数金属、陶瓷、合金材料都可用作靶材，在材料表面...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种钛合金表面硬度梯度分布厚度可调的氮化层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：钛合金基体预处理：打磨、抛光、清洗、烘干；PVD沉积Al
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Cu
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Ti过渡层、低温等离子体渗氮，在钛合金表面形成硬度梯度分布、层厚可调的氮化层；所述钛合金基体为预变形后的α+β型钛合金；所述PVD沉积功率优选为120W
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200W；所述低温等离子体渗氮温度在400℃
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550℃。2.根据权利要求1所述的钛合金表面硬度梯度过渡厚氮化层制备方法，其特征在于，预变形后的α+β型钛合金基体和PVD沉积的Al
‑
Cu
‑
Ti过渡层都存在N原子扩散通道。3.根据权利要求1所述的钛合金表面硬度梯度分布、厚度可调的氮化层的制备方法，其特征在于，直流磁控溅射在纯氩气下进行，溅射功率优选为120W
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150W，溅射时间优选为1
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6h，溅射偏压优选为25V
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100V。4.根据权利要求1所述的钛合金表面硬度梯度分布厚度可调的氮化层的制备方法，其特征在于，所述低温等离子体氮化在1：1的N2和H2中进行。5.根据权利要求1所述的钛合金表面硬度梯度分布厚度可调的氮化层的制备方法，其特征在于，所述Al
‑
Cu
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Ti中间层厚度范围在60um
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200um连续可调，其中Al预置过渡层厚度为10～60um，Cu过渡中间层厚度为40～80um，T...
【专利技术属性】
技术研发人员：傅宇东，王恩宏，刘国潭，何雄辉，魏斌，闫牧夫，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：
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