钛合金表面强韧性多层复合改性层的制备方法

摘要

钛合金表面强韧性多层复合改性层的制备方法，属于金属材料表面改性与强化技术领域，其特征在于是一种在钛合金基体表面交替循环进行单元渗Mo和Mo/N共渗制备强韧性Mo/Mo-N多层复合改性层的技术方案，在工件表面先渗镀4～6μm厚的Mo底层；然后同时通入氩气和氮气，在工件表面渗镀厚度为2～4μm的Mo-N层；再关闭氮气的供应，真空室内只通入氩气，在工件表面继续渗镀2～4μm厚的Mo层；通过开启和关闭氮气的供应，继续交替循环在工件表面渗镀Mo-N层和Mo层，并使多层复合层的最表层为Mo-N层，制备调制周期为2～4μm，总厚度为10～50μm的Mo/Mo-N多层复合层；工件随炉冷却至室温后取出，制备的Mo/Mo-N多层复合改性层显著改善钛合金在高接触载荷条件下的磨损性能。

主权项

钛合金表面强韧性多层复合改性层的制备方法，其特征在于是一种在钛合金基体表面交替循环进行单元渗Mo和Mo/N共渗制备强韧性Mo/Mo‑N多层复合改性层的技术方案，包括下述步骤：I利用双层辉光离子渗金属技术进行表面改性，以纯Mo板作溅射靶，以钛合金工件作基体，将真空室抽真空至5Pa以下，然后通入氩气，在工件表面先渗镀4～6μm厚的Mo底层，其工艺条件为：工件与Mo靶之间距离15～18cm，气压30～50Pa，靶电压950～1200V，工件电压450～650V，工件温度800～1000℃，渗镀时间40～60min；II在真空室依然通入氩气的情况下同时通入氮气，继续在工件表面渗镀厚度为2～4μm的Mo‑N层，其工艺条件为：工件与Mo靶之间距离15～18cm，氩气与氮气的流量比1∶2～2∶1，气压30～50Pa，靶电压950～1200V，工件电压450～650V，工件温度800～1000℃，渗镀时间20～60min；III关闭氮气的供应，真空室内只通入氩气，在工件表面继续渗镀2～4μm厚的Mo层，其工艺条件为：工件与Mo靶之间距离15～18cm，气压30～50Pa，靶电压950～1200V，工件电压450～650V，工件温度800～1000℃，渗镀时间20～40min；IV通过开启和关闭氮气的供应，继续交替循环在工件表面渗镀Mo‑N层和Mo层，并使多层复合层的最表层为Mo‑N层，渗镀Mo‑N层和Mo层的工艺参数分别与步骤II和步骤III相同，最终在钛合金工件表面制备调制周期为2～4μm，总厚度为10～50μm的Mo/Mo‑N多层复合层；V工件随炉冷至室温，然后将工件取出。