一、對鋯合金表面進行打磨處理，然后超聲清洗打磨后的鋯合金，水洗后烘干；所述錯合金為Zr-1合金，所述超聲清洗的時間為40min ；
[0028]步驟二、將步驟一中烘干后的鋯或鋯合金置于離子氮化爐中，抽真空至爐內氣壓不大于10Pa，然后向抽真空后的離子氮化爐內通入氬氣，在爐內氣壓不低于20Pa的條件下對鋯或鋯合金表面進行離子轟擊清洗，離子轟擊清洗后向所述離子氮化爐中通入氧氣，再將爐內溫度升至900°C，對離子轟擊清洗后的鋯合金表面進行離子滲氧處理，隨爐冷卻至室溫后在鋯合金表面得到二氧化鋯滲層；所述離子轟擊清洗的時間為20min，所述離子滲氧處理的時間為300min ;所述二氧化錯滲層的厚度約為40 μ m，所述氧氣的流量為0.lL/min。
[0029]本實施例在鋯合金表面制備的二氧化鋯滲層組織致密，厚度均勻，且與鋯合金基體結合緊密；本實施例在鋯合金表面制備的滲層的成分為ZrO2，滲層表面顯微硬度達到1750HVa2，較基體硬度(200HVa2)顯著提高，對本實施例離子滲氧處理后的鋯合金進行耐腐蝕試驗，結果表明在質量濃度為25%的HCl溶液中浸泡30天后樣品無腐蝕發(fā)生，具有優(yōu)良的耐腐蝕性能。
[0030]實施例4
[0031]本實施例包括以下步驟:
[0032]步驟一、對鋯合金表面進行打磨處理，然后超聲清洗打磨后的鋯合金，水洗后烘干；所述錯合金為Zr-1合金，所述超聲清洗的時間為35min ；
[0033]步驟二、將步驟一中烘干后的鋯或鋯合金置于離子氮化爐中，抽真空至爐內氣壓不大于10Pa，然后向抽真空后的離子氮化爐內通入氬氣，在爐內氣壓不低于20Pa的條件下對鋯或鋯合金表面進行離子轟擊清洗，離子轟擊清洗后向所述離子氮化爐中通入空氣，再將爐內溫度升至800°C，對離子轟擊清洗后的鋯合金表面進行離子滲氧處理，隨爐冷卻至室溫后在鋯合金表面得到二氧化鋯滲層；所述離子轟擊清洗的時間為35min，所述離子滲氧處理的時間為240min ;所述二氧化鋯滲層的厚度約為23 μ m，所述空氣的流量為0.08L/
mino
[0034]本實施例在鋯合金表面制備的二氧化鋯滲層組織致密，厚度均勻，且與鋯合金基體結合緊密；本實施例在鋯合金表面制備的滲層的成分為ZrO2，滲層表面顯微硬度達到1630HVa2，較基體硬度(200HVa2)顯著提高，對本實施例離子滲氧處理后的鋯合金進行耐腐蝕試驗，結果表明在質量濃度為25%的HCl溶液中浸泡30天后樣品無腐蝕發(fā)生，具有優(yōu)良的耐腐蝕性能。
[0035]實施例5
[0036]本實施例包括以下步驟:
[0037]步驟一、對鋯合金表面進行打磨處理，然后超聲清洗打磨后的鋯合金，水洗后烘干；所述錯合金為Zr-3合金，所述超聲清洗的時間為25min ；
[0038]步驟二、將步驟一中烘干后的鋯或鋯合金置于離子氮化爐中，抽真空至爐內氣壓不大于10Pa，然后向抽真空后的離子氮化爐內通入氬氣，在爐內氣壓不低于20Pa的條件下對鋯或鋯合金表面進行離子轟擊清洗，離子轟擊清洗后向所述離子氮化爐中通入氧氣，再將爐內溫度升至500°C，對離子轟擊清洗后的鋯合金表面進行離子滲氧處理，隨爐冷卻至室溫后在鋯合金表面得到二氧化鋯滲層；所述離子轟擊清洗的時間為30min，所述離子滲氧處理的時間為120min ;所述二氧化錯滲層的厚度約為5 μ m，所述氧氣的流量為0.03L/min。
[0039]本實施例在鋯合金表面制備的二氧化鋯滲層組織致密，厚度均勻，且與鋯合金基體結合緊密；本實施例在鋯合金表面制備的滲層的成分為ZrO2，滲層表面顯微硬度達到1430HVa2，較基體硬度(200HVa2)顯著提高，對本實施例離子滲氧處理后的鋯合金進行耐腐蝕試驗，結果表明在質量濃度為25%的HCl溶液中浸泡30天后樣品無腐蝕發(fā)生，具有優(yōu)良的耐腐蝕性能。
【主權項】
1.一種鋯或鋯合金表面離子滲氧制備二氧化鋯滲層的方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一、對鋯或鋯合金表面進行打磨處理，然后超聲清洗打磨后的鋯或鋯合金，水洗后烘干； 步驟二、將步驟一中烘干后的鋯或鋯合金置于離子氮化爐中，抽真空至爐內氣壓不大于lOPa，然后向抽真空后的離子氮化爐內通入氬氣，在爐內氣壓不低于20Pa的條件下對鋯或鋯合金表面進行離子轟擊清洗，離子轟擊清洗后向所述離子氮化爐中通入空氣或氧氣，再將爐內溫度升至400°C?900°C，對離子轟擊清洗后的鋯或鋯合金表面進行離子滲氧處理，隨爐冷卻至室溫后在鋯或鋯合金表面得到二氧化鋯滲層；所述離子滲氧處理的時間為60min ?300mino
2.按照權利要求1所述的一種鋯或鋯合金表面離子滲氧制備二氧化鋯滲層的方法，其特征在于，步驟二中所述離子轟擊清洗的時間為20min?40min。
3.按照權利要求1所述的一種鋯或鋯合金表面離子滲氧制備二氧化鋯滲層的方法，其特征在于，步驟二中所述空氣或氧氣的流量為0.0lL/min?0.lL/min。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鋯或鋯合金表面離子滲氧制備二氧化鋯滲層的方法，該方法為：一、對鋯或鋯合金表面進行打磨處理，超聲清洗及水洗后烘干；二、將鋯或鋯合金置于離子氮化爐中，抽真空至爐內氣壓不大于10Pa，然后向離子氮化爐內通入氬氣，在爐內氣壓不低于20Pa的條件下對鋯或鋯合金表面進行離子轟擊清洗，再向離子氮化爐中通入空氣或氧氣，對離子轟擊清洗后的鋯或鋯合金表面進行離子滲氧處理，在鋯或鋯合金表面得到二氧化鋯滲層。本發(fā)明通過對離子轟擊清洗后的鋯或鋯合金表面進行滲氧處理，在鋯或鋯合金表面得到組織均勻致密的二氧化鋯滲層，且該二氧化鋯滲層的生長速度快，能夠顯著提高鋯或鋯合金的表面硬度和耐腐蝕性能。
【IPC分類】C23C8-12, C23C8-36
【公開號】CN104818449
【申請?zhí)枴緾N201510238894
【發(fā)明人】田曉東, 王利捷, 孫志平
【申請人】長安大學
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年5月12日