鈦或鈦合金部件很難引起金屬過(guò)敏性，所以近年來(lái)以適用于人體的金屬部件正在引起注意，而且也越來(lái)越廣泛地用于以鐘表、眼鏡、珠寶飾品為代表的裝飾品上。但是需要指出鈦或鈦合金部件的問(wèn)題是，因表面硬度低而易于劃傷，長(cháng)期使用過(guò)程中外觀(guān)質(zhì)量逐漸下降。為了解決這個(gè)問(wèn)題，人們做了鈦或鈦合金部件的各種表面硬化處理試驗。

主要分為：

1、金屬部件表面鍍膜：

濕式處理法——電鍍；

干式處理法——真空沉積、等離子沉積。

特點(diǎn)：鈦或鈦合金部件與硬質(zhì)膜之間附著(zhù)性低，而且硬質(zhì)膜容易剝離。

1.1電鍍：

利用電解原理在某些金屬表面上鍍上一薄層其它金屬或合金的過(guò)程，起到防止金屬氧化（如銹蝕），提高耐磨性、導電性、反光性、抗腐蝕性(硫酸銅等）及增進(jìn)美觀(guān)等作用。

鈦合金的電鍍工藝：脫脂-噴砂-酸洗-活化-電鍍-熱處理。

1.2真空沉積：

真空沉積技術(shù)是真空鍍膜。真空氣相沉積是利用熱蒸發(fā)或輝光放電、弧光放電等物理過(guò)程，在基材表面沉積所需涂層的技術(shù)。它包括真空蒸發(fā)鍍膜、離子鍍膜和濺射。

1.2.1真空蒸發(fā)鍍膜

在真空室中，加熱蒸發(fā)容器中待形成薄膜的原材料，使其原子或分子從表面氣化逸出，形成蒸汽流，入射到固體表面，凝結形成固態(tài)薄膜的方法。

1.2.2離子鍍

離子鍍表面強化技術(shù)是利用低壓放電技術(shù)，使沉積物離子化并轟擊沉積到金屬表面，提高其表面強度。經(jīng)該工藝技術(shù)進(jìn)行表面強化處理的齒輪刀具、鉆頭等工模具的使用壽命可提高數倍至數十倍。

1.2.3濺射鍍膜

1）對于任何待鍍材料，只要能做成靶材，就可以實(shí)現濺射；

2）濺射所得的薄膜與襯底結合較好；

3）濺射所得的薄膜純度高，致密性好；

4）重復性好，厚度可控，大面積均勻。

1.3等離子沉積

噴涂材料范圍廣，能?chē)娡侩y熔材料，制備難熔金屬、陶瓷、金屬陶瓷復合材料等涂層，以及其他一些特殊功能的涂層。涂層結合強度高，氣孔率低，涂層質(zhì)量高，可以較精細地控制工藝參數，制備精細涂層。用于質(zhì)量要求高的耐蝕、耐磨、隔熱、絕緣、抗高溫和特殊功能涂層。

2、對部件本身進(jìn)行硬化處理：

離子注入法、離子氮化法、氣體氮化法、滲碳法等。

特點(diǎn)：不必擔心硬質(zhì)膜剝離，但處理時(shí)間長(cháng)且生產(chǎn)率低。而且由于處理溫度高，部件表面結晶顆粒有粗大化趨勢，缺點(diǎn)是使表面變得粗糙，外觀(guān)質(zhì)量低。此外還應當指出的問(wèn)題是很難得到能夠延伸到距表面深處區域內的硬化層，使用過(guò)程中一遇有劃傷就會(huì )使產(chǎn)品外觀(guān)質(zhì)量下降。

2.1離子注入法

1）損傷強化：具有高能量的離子注入金屬表面后，將和基體金屬原子發(fā)生碰撞，是基體晶格大量損傷。摻雜原子本身及摻雜過(guò)程中所產(chǎn)生的缺陷，對位錯運動(dòng)起“釘扎”作用而把該區域強化；

2）注入摻雜強化：像N、B等元素注入金屬后，會(huì )與金屬形成氮化物或硼化物，這些物質(zhì)呈星點(diǎn)狀嵌于材料中，構成硬質(zhì)合金彌散相，使基體強化；

3）噴丸強化：高速離子轟擊基體表面，使表面成為壓縮狀態(tài)。這種壓縮應力能起到填實(shí)表面裂紋和降低微粒從表面剝落的作用，從而提高抗磨損能力；

4）增強氧化膜，提高潤滑性：離子注入會(huì )促使粘附性表面氧化物的生長(cháng)，該類(lèi)氧化膜可提高潤滑性。

2.2離子氮化法

離子氮化又叫“輝光離子氮化”是最近起來(lái)的一種熱處理工藝，它具有生產(chǎn)周期短，零件表面硬度高，能控制氮化層脆性等優(yōu)點(diǎn)。因而，近幾年來(lái)國內發(fā)展迅速，使用范圍很廣。

特點(diǎn)：1）表面加熱速度快，可縮短加熱及冷卻時(shí)間，到十分之一至十二分之一。而且除處理表面加熱外其余部分均處在低溫(100℃左右)狀態(tài)，既節約了加熱功率又減少零件的變形。2）擴散過(guò)程快，在高壓電場(chǎng)作用下，由于氮化原子的運動(dòng)速度比氣體氮化快許多倍，滲入速度更快，一般只需要3~10h。3）氮化層韌性好，具有高抗疲勞和高抗磨性能，氮化層脆性白色ε相(Fe₂N)控制在0—0.2mm范圍，從而免去氮化零件的磨削加工。
表面硬度高達HV900(HRC64)，氮化層深度可掌握在0.09~

0.87mm。

2.3氣體氮化法

氣體氮化是將工件置於爐內，將NH₃氣直接輸進(jìn)500～

550℃的氮化爐內，保持20～100小時(shí)，使NH₃氣分解為原子狀態(tài)的（N）氣與（H）氣而進(jìn)行滲氮處理，硬化層性質(zhì)極硬又極脆，NH₃氣體氮化，因為時(shí)間長(cháng)表面粗糙，硬而較脆不易研磨，且時(shí)間長(cháng)不經(jīng)濟。

2.4滲碳法

2.4.1固體滲碳法：

優(yōu)點(diǎn)：（a）設備費便宜，操作簡(jiǎn)單，不需高度技術(shù)。（b）加熱用熱源，可用電氣、瓦斯、燃料油。（c）大小工件均適，尤其對大形或需原滲碳層者有利。（d）適合多種少量生產(chǎn)。

缺點(diǎn)：（a）滲碳深度及表面碳濃度不易正確調節，有過(guò)剩滲碳的傾向。處理件變形大。（b）滲碳終了時(shí)，不易直接淬火，需再加熱。（c）作業(yè)環(huán)境不良，作業(yè)人員多。

2.4.2液體滲碳法：

優(yōu)點(diǎn)：（a）適中小量生產(chǎn)。設備費便宜。不需高度技術(shù)。（b）容易均熱、急速加熱，可直接淬火。（c）適小件、薄滲碳層處理件。（d）滲碳均勻，表面光輝狀態(tài)。

缺點(diǎn)：（a）不適于大形處理件的深滲碳。（b）鹽浴組成易變動(dòng)，管理上麻煩。（c）有毒、排氣或公害問(wèn)題應有對策。（d）處理后，表面附著(zhù)鹽類(lèi)不易洗凈，易生銹。（e）難以防止滲碳。有噴濺危險。

2.4.3氣體滲碳法

優(yōu)點(diǎn)：（a）適于大量生產(chǎn)。（b）表面碳濃度可以調節。（c）瓦斯流量、溫度、時(shí)間容易自動(dòng)化，容易管理。

缺點(diǎn)：（a）設備費昂貴。（b）處理量少時(shí)成本高。（c）需要專(zhuān)門(mén)作業(yè)知識。