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钛合金表面改性技术领域

本发明公开了一种钛合金碳氮复合渗的表面处理方法，它包括交替间歇通入渗碳气体介质和渗氮气体介质，将渗碳处理和渗氮处理相结合的方法；它包括采用间隙式周期反复充气和抽气处理与渗碳渗氮处理相结合形成的渗碳或渗氮充气复合渗处理的方法。本发明将气体渗碳和气体氮化结合起来，弥补单独气体碳化带来的不足，这样在钛合金表面生成的为钛的氮化物，钛的碳化物以及钛的碳氮化物，更有利于提高其表面性能。采用间隙式周期反复充气和抽气使渗入元素在工件表面的吸附速度和反应速率得到有效提高。复合渗的介质为高纯乙炔气体或高纯乙炔+高纯氩气，能进一步提高钛合金表面性能并避免氢脆。

首先，区别于传统意义上的钛合金单纯气体碳化和气体氮化，单纯的气体碳化，渗碳阶段周期较长，气氛中活性碳原子浓度较高，吸附在工件表面，并随着渗碳时间的延长，越靠近工件表面碳浓度越高，产生积碳现象，且易出现裂纹和渗碳不均匀；钛合金常规的气体渗氮随着氮化膜厚度的增加，氮和钛具有很强的亲和力，致密的氮化层将阻碍氮的深入，同时钛合金极易氧化，致密的氧化膜也将阻碍氮的向内扩散，因此现有的气体渗氮技术存在着氮化速度慢、渗层薄、渗层脆及处理时间过长等缺点。本发明将气体渗碳和气体氮化结合起来，先进行气体渗碳，这样在工件或试样表面产生的微裂纹或缝隙可以使后期的活性氮原子进一步扩渗。弥补单独气体碳化带来的不足，这样在钛合金表面生成的为钛的氮化物，钛的碳化物以及钛的碳氮化物，更有利于提高其表面性能。 其次，本发明采用间隙式周期反复充气和抽气，此方法具有以下优点：低压下碳/氮具有较高的碳/氮势，能产生较多的活性原子，周期反复间歇式通/抽气。一方面，炉压处于低压时，狭缝及孔内的气氛被强行排出，充气时又强行加入新鲜气体，气体交换可达到任何与炉气相通的部位。另一方面，周期交换炉气，在工件表面的滞留气薄层迅

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