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一种在钛合金表面制备晶花的方法

来源：花匠小妙招时间：2025-05-15 07:12

一种在钛合金表面制备晶花的方法

本发明属于钛合金表面处理，涉及在钛合金表面制备晶花的方法。

背景技术：

1、在纯钛薄板或纯钛制品表面制备晶花，现有技术已公开了一些技术方案。例如，cn202210367037.2公开了一种表面具有鳞片状晶花的纯钛薄板的制备方法，该方法在真空条件下将纯钛薄板原料经过第一次升温保温步骤和第二次升温保温步骤后，再经过快速风冷淬火处理后，得到表面具有鳞片状晶花表观结构的纯钛板材。所述第一次保温的温度为550℃～650℃，时间为1h～3h，目的是使晶粒均匀化；所述第二次保温的温度为tβ～950℃(tβ＝833℃～890℃)，时间大于2.5h、小于等于3.5h，目的是使晶粒再生长。cn201710494148.9公开了一种钛制品晶体花纹的加工方法，包括以下步骤：第一步，对钛制品在真空条件下进行热处理，即先将钛制品在真空条件下经过1h～3h由室温升温至1000℃～1200℃保温1h～2h，再充入氩气，将钛制品经过3h～5h降温至20℃～60℃；第二步，对热处理后的钛制品进行打磨；第三步，将经过打磨的钛制品进行酸洗，即得带晶体花纹的钛制品。但在钛合金表面制备晶花，申请人尚未查找到相关技术信息。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种在钛合金表面制备晶花的方法，以满足社会的需要。

2、钛合金与纯钛的主要区别是化学成分中含有其它金属元素，从而使其抗腐蚀性、耐热性、机械性能等与纯钛相比有所不同，以扩大应用范围，满足不同的需求。由于钛合金的化学成分中含有其它金属元素，因而从α相转变为β相的相变温度tβ受其它金属元素的含量和种类的影响，由具体的钛合金而定。

3、本发明所述在钛合金表面制备晶花的方法，制备工艺是将钛合金表面依次进行除油、除氧化膜处理后放入热处理炉，于真空度≤1.0×10-2pa的条件下，在钛合金的相变温度tβ～tβ+300℃与500℃～800℃进行梯度循环热处理，梯度循环热处理完成后，冷却至≤300℃出炉，即得到表面为晶花的钛合金；所述梯度循环热处理是首先升温至tβ～tβ+300℃保温15min～60min、再降温至500℃～800℃保温10min～30min，接着又升温至tβ～tβ+300℃保温15min～60min、再降温至500℃～800℃保温10min～30min，如上所述的升温-保温、降温-保温不断重复。定义一次升温-保温和降温-保温为一次循环，实验表明，对于同一种钛合金，循环的次数越多，钛合金表面的晶花尺寸越大。

4、上述钛合金表面制备晶花的方法，所述梯度循环热处理的循环次数至少为两次，最后一次循环时，在tβ～tβ+300℃保温结束后直接将温度降至≤300℃出炉。

5、上述钛合金表面制备晶花的方法，所述梯度循环热处理时，升温速率为10～60℃/min，降温速率为10～30℃/min。

6、上述钛合金表面制备晶花的方法，所述钛合金表面的除油处理是将钛合金浸泡在质量浓度5％～50％的十二烷基苯磺酸钠溶液中，擦除钛合金表面油污后用自来水漂洗后烘干。

7、上述钛合金表面制备晶花的方法，所述钛合金表面的除氧化膜处理是将除油处理后的钛合金放入质量浓度8～12％的氢氟酸溶液中酸洗，酸洗时间以完全去除钛板表面的氧化膜控制(通常为100s～400s)，酸洗后迅速用自来水漂洗干净钛合金表面残留的酸液并烘干。

8、本发明所述方法不仅适用于钛合金板表面晶花的制备，也适用于钛合金制品表面晶花的制备。

9、本发明具有以下有益效果：

10、1、本发明为在钛合金表面制备晶花提供了一种可行的技术方案，采用本发明所述方法，可在钛合金表面形成晶花(见各实施例)。

11、2、本发明所述方法，可通过热处理的循环次数来控制钛合金表面晶花的尺寸，因而便于根据需要在钛合金表面制备出不同尺寸的晶花。

12、3、本发明所述方法工艺简单，所用设备为常规设备，便于规模化生产，因而有利于工业化应用。

技术特征：

1.一种在钛合金表面制备晶花的方法，其特征在于制备工艺是将钛合金表面依次进行除油、除氧化膜处理后放入热处理炉，于真空度≤1.0×10-2pa的条件下，在钛合金的相变温度tβ～tβ+300℃与500℃～800℃进行梯度循环热处理，梯度循环热处理完成后，冷却至≤300℃出炉，即得到表面为晶花的钛合金；所述梯度循环热处理是首先升温至tβ～tβ+300℃保温15min～60min、再降温至500℃～800℃保温10min～30min，接着又升温至tβ～tβ+300℃保温15min～60min、再降温至500℃～800℃保温10min～30min，如上所述的升温-保温、降温-保温不断重复。

2.根据权利要求1所述在钛合金表面制备晶花的方法，其特征在于所述梯度循环热处理的循环次数至少为两次，最后一次循环时，在tβ～tβ+300℃保温结束后直接将温度降至≤300℃出炉。

3.根据权利要求1或2所述在钛合金表面制备晶花的方法，其特征在于梯度循环热处理时，升温速率为10～60℃/min，降温速率为10～30℃/min。

4.根据权利要求1或2所述在钛合金表面制备晶花的方法，其特征在于钛合金表面的除油处理是将钛合金浸泡在质量浓度5％～50％的十二烷基苯磺酸钠溶液中，擦除钛合金表面油污后用自来水漂洗后烘干。

5.根据权利要求3所述在钛合金表面制备晶花的方法，其特征在于钛合金表面的除油处理是将钛合金浸泡在质量浓度5％～50％的十二烷基苯磺酸钠溶液中，擦除钛合金表面油污后用自来水漂洗后烘干。

6.根据权利要求1或2所述在钛合金表面制备晶花的方法，其特征在于钛合金表面的除氧化膜处理是将除油处理后的钛合金放入质量浓度8～12％的氢氟酸溶液中酸洗，酸洗时间以完全去除钛合金表面的氧化膜控制，酸洗后迅速用自来水漂洗干净钛合金表面残留的酸液并烘干。

7.根据权利要求3所述在钛合金表面制备晶花的方法，其特征在于钛合金表面的除氧化膜处理是将除油处理后的钛合金放入质量浓度8～12％的氢氟酸溶液中酸洗，酸洗时间以完全去除钛合金表面的氧化膜控制，酸洗后迅速用自来水漂洗干净钛合金表面残留的酸液并烘干。

8.根据权利要求4所述在钛合金表面制备晶花的方法，其特征在于钛合金表面的除氧化膜处理是将除油处理后的钛合金放入质量浓度8～12％的氢氟酸溶液中酸洗，酸洗时间以完全去除钛合金表面的氧化膜控制，酸洗后迅速用自来水漂洗干净钛合金表面残留的酸液并烘干。

9.根据权利要求5所述在钛合金表面制备晶花的方法，其特征在于钛合金表面的除氧化膜处理是将除油处理后的钛合金放入质量浓度8～12％的氢氟酸溶液中酸洗，酸洗时间以完全去除钛合金表面的氧化膜控制，酸洗后迅速用自来水漂洗干净钛合金表面残留的酸液并烘干。

技术总结
本发明提供了在钛合金表面制备晶花的方法，制备工艺是将钛合金表面依次进行除油、除氧化膜处理后放入热处理炉，于真空度≤1.0×10<supgt;‑2</supgt;Pa的条件下，在钛合金的相变温度T<subgt;β</subgt;～T<subgt;β</subgt;+300℃与500℃～800℃进行梯度循环热处理，梯度循环热处理完成后，冷却至≤300℃出炉，即得到表面为晶花的钛合金；所述梯度循环热处理是首先升温至T<subgt;β</subgt;～T<subgt;β</subgt;+300℃保温15min～60min、再降温至500℃～800℃保温10min～30min，接着又升温至T<subgt;β</subgt;～T<subgt;β</subgt;+300℃保温15min～60min、再降温至500℃～800℃保温10min～30min，如上所述的升温‑保温、降温‑保温不断重复。定义一次升温‑保温和降温‑保温为一次循环，实验表明，对于同一种钛合金，循环的次数越多，钛合金表面的晶花尺寸越大。

技术研发人员：叶金文,刘颖,钟强
受保护的技术使用者：四川大学
技术研发日：
技术公布日：2024/6/11