钛及钛合金以其比强度高、中低温稳定性好、耐腐蚀性能优异、生物相容性好等一系列优异的特性而广泛的应用于航空航天、生物医学、化工、交通运输、文体及电子等行业,并有增长的趋势,但是,钛及钛合金硬度低、耐磨擦性能差,这一缺点极大的限制了它们的进一步广泛应用。 传统的渗碳技术用于提高钢铁材料的表面强度,早已被普遍使用并获得成功。对于钛及钛合金而言,氢与钛反应可形成钛的氢化物导致氢脆的发生,从而产生微裂纹、降低韧性等。所以,传统的渗碳方法不适用于钛及钛合金。针对这一现象,本文分析总结了钛及钛合金的性质特性及其表面处理的一般方法及这些方法的优缺点;讨论了钛合金的氢脆问题;针对其耐磨性差的缺点,提出采用双层辉光离子渗金属技术实行离子无氢渗碳及离子无氢碳氮共渗的新方法,对钛及钛合金进行表面处理,达到既能提高其耐摩擦性,又避免钛合金氢脆现象的发生,同时保留钛合金耐蚀性强和比强度高的两大优点。 利用双层辉光放电离子渗碳原理,以格栅状高纯度固体石墨做源极,钛及钛合金(Ti6Al4V)做阴极,氩气做工作气体,依靠辉光放电和空心阴极效应对钛及钛合金(Ti6Al4V)进行无氢渗碳处理,在纯钛及钛合金(Ti6Al4V)材料表面制备了具有特殊物理、化学性能的渗碳层;采用X射线衍射和辉光放电光谱分析了渗碳层的相组成及C元素分布;考察了渗层的摩擦磨损性能及电化学腐蚀性能。结果表明:复合