一种基于离子注入表面改性提高TC4钛合金抗空蚀性能的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用离子注入法提高TC4钛合金抗空蚀性能的方法，目的是提高TC4钛合金抗空蚀性能，拓展其在水力机械、船舶与海洋工程领域的应用。将抛光好的TC4钛合金的试样放入MEVVA源离子注入机内，以高纯铌棒为离子注入源，进行离子注入Nb元素。然后将注入Nb元素的TC4钛合金进行空蚀实验，测量其累积失重并观察空蚀后的表面形貌。结果表明，在TC4钛合金表面注入Nb元素后，累积失重量相较于原始试样均有所减少，抗空蚀性能有明显的提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及离子注入改性表面工程
，更加具体地说，尤其涉及一种离子注入钛合金以改善其抗空蚀性能的技术。
技术介绍
空蚀磨损是在一定温度环境条件下，材料因液体介质局部压力变化致使空泡形成和溃灭而产生的破坏。19世纪后期，在使用蒸汽轮机驱动螺旋桨时，就在螺旋桨叶片处发现了空蚀现象。长期以来，空蚀严重影响轮船螺旋桨、发动机缸套、阀门、水泵、水轮机过流部件、钻井机械等的性能和使用寿命。目前，涉及空蚀磨损的领域除了船舶、水工、机械和化工夕卜，还拓展到发电、原子能、宇航甚至生物和医学等领域。由于空蚀磨损而导致机械设备效率下降，甚至危及设备的正常运行，造成十分惊人的能源和材料损失。钛及钛合金具有比强度高，耐腐蚀强、耐高温性能好等优异的力学和物理化学性能，是新兴的结构和功能材料，已被广泛应用于水翼船等船舶与海洋工程领域。但是，钛合金的普遍缺点就是硬度低、摩擦性能差。纯钛的硬度约15(Γ200Ην，钛合金通常不超过350Hv。这样的硬度在很多情况下不能满足实际生产应用的要求，将会影响到其抗空蚀性能，限制其在水力机械中的应用。因此，如何进一步提高钛及钛合金的抗空蚀性能仍然是亟待解决的问题。在钛本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于离子注入表面改性提高钛合金抗空蚀性能的方法，其特征在于，将抛光好的钛合金的试样放入离子注入机内，以高纯铌棒为离子注入源，进行离子注入Nb元素，离子注入的加速电压：40~70kv，束流密度为：4.8uA/cm2，靶室内气压为：1×10？3Pa，注入的离子剂量大于等于5×1016ions/cm2且小于等于4×1017ions/cm2。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：史烨婷，崔振铎，杨贤金，朱胜利，李朝阳，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：