钛合金表面硬化处理的三种方法

　　东莞钛合金加工外表硬化的目的是提高耐磨性，并消除在摩擦条件下工作的零件发生相互黏附的危险性。在硬度提高的同时，有可能耐蚀功能及疲劳强度也有所提高。这儿首先关注外表硬度的提高，关注工艺本身及其对外表硬度提高的影响。现已发现有一种基于氧化的复式处理法，它可在Ti-6Al-4V上生成功能最佳的硬化层。这种增强/扩散氧化处理（BDO）能生成一层厚的亚外表层，以加强薄的外表耐磨损热氧化（TO）层。该工艺由的开发，它类似于钢的真空渗碳处理。将所需添加元素，这儿为氧，以大的势能形成一高浓度外表层，然后在真空下将其扩散进入基体。按照此要求进行处理，生成的硬化层为准确的C形，这种硬化层用普通扩散处理是不能生成的。

　　东莞钛合金加工处理形成了一薄层“金红石”（与“八面石”形式相对）氧化钛（TiO2）层，并还有一窄的氧扩散区。外表层有着好的耐摩擦性，但它需要更厚些的BDO低衬层支撑，以便承受更大应力载荷。

　　东莞钛合金加工在高温下会与氧，氮等气体发生反应，引起硬化，高温下（800-900度）进行氮化处理，使其外表维氏硬度高达700以上；通过堆焊，在氩气中同入适量的氮气或者氧气，使其外表硬度可以提高2—3倍；通过离子电镀，使其外表生成一层氮化钛，厚度在5微米左右，外表维氏硬度竟然高达16000—20000；镀铬等。此处理应在一压力保护气氛的炉子中进行并很好地操控，它可方便地改变处理结束时的气体成分，以生成均匀的无气孔金红石层。其结果类似于TO工艺处理。这样它以一步方式进行了复式处理，更不需如BDO/TO组合处理那样的三步，从而显著节能。此工艺仅用完全惰性气体———氩气和氧气，因而十分环保，无毒气，不会引起全球温室效应。尽管东莞钛合金加工工艺很好，但真空处理费用昂贵，且氧化/扩散二步处理中有明显的操控问题。即使在真空中的扩散时间固定不变，第一步中形成氧化物含量的微小变化，也会引起其最后硬度分布的显著不同。此工艺完全依赖于经验操控。另一方面，在气体扩散过程中，例如，可由氧化锆电极直接操控氧电势，从而相对简单地形成所需稳定分布曲线形状。因此发现了另一替代办法，它更类似于气体渗碳处理，将加入元素，即氧，以气体形式形成可控势能源来操控处理过程。

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