一种钛制品晶体花纹的加工方法与流程

本发明涉及钛制品表面处理技术领域，特别地，涉及一种钛制品晶体花纹的加工方法。

背景技术：

随着钛材应用领域的不断扩大，为了解决钛材在使用过程中产生的问题，同时为了满足消费者对钛制品表面意匠性的需求，国内外学者对钛材的表面处理技术进行了大量的研究。

现有技术中对钛或钛制品的表面处理主要有以下三个方面：

将现有已在钢铁领域中成功应用的传统表面处理技术应用于钛材表面，具体是：表面热处理、堆焊、多层复合、涂装、热渗镀、转化膜、着色、气相沉积、热喷涂、化学镀、热镀等等，此些方法主要是实现钛材表面的功能性改善，有些能达到一些装饰性效果，但是无法得到这种特殊的晶体花纹。

结合钛材的特点，开发新的表面处理技术，具体是：液相等离子体表面处理(包括微弧氧化、阴极碳氮化)和辉光等离子表面冶金技术，此些方法主要也是实现钛材表面的功能性改善，且操作复杂。

采用抛光、喷砂、拉丝等机械式处理方式加工带一定纹理的钛制品，但此种装饰效果比较常见单一，并不能体现意匠性。

因此，设计一种操作方便、工作效率高、具有特殊意匠性的钛制品晶体花纹的加工方法具有重要意义。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种操作方便、工作效率高、具有特殊意匠性的钛制品晶体花纹的加工方法，具体方案是：

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；

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。

以上技术方案中优选的，对钛制品在真空条件下进行热处理具体包括以下步骤：

步骤1.1、真空处理，具体是：在真空条件下，先将钛制品经过1-3小时由室温升高至1000℃-1200℃，后保温1-2小时；

步骤1.2、冷却处理，具体是：充入氩气，将钛制品经过3-5小时降温至20℃-60℃，即得经过热处理后的钛制品。

以上技术方案中优选的，所述真空处理时的真空度≤0.1pa。

以上技术方案中优选的，经过打磨后的钛制品的粗糙度ra＜0.1μm，所述打磨采用砂带和/或砂纸作为磨具。

以上技术方案中优选的，所述打磨包括按序进行的粗磨、中磨和精磨，所述粗磨、中磨和精磨分别采用型号为400#、800#和1200#的磨具。

以上技术方案中优选的，所述第三步中酸洗具体是：先将经过打磨的钛制品浸入混合酸液中1-5分钟，再采用清水快速冲洗掉钛制品表面的混合酸液，避免酸液残留。

以上技术方案中优选的，所述混合酸液由3-5％体积分数的氢氟酸原液、10-15％体积分数的硝酸原液以及余量水组成；所述氢氟酸原液中氢氟酸的质量百分数为40-42％，所述硝酸原液中硝酸的质量分数为65-68％。

应用本发明的技术方案，效果是：

1、本发明包括热处理、打磨和酸洗三大步骤，工艺步骤精简，便于工业化生产。

2、本发明先通过热处理，获得异常粗大的钛晶粒(晶粒尺寸可达1-5mm)；再经过打磨和酸洗工艺，将晶界腐蚀，使得各晶粒之间晶界清晰，达到肉眼可见的效果，肉眼观察可以看到有金属光泽的晶体花纹效果，产品良率高。

3、本发明加工过程中的工艺参数便于控制，且试剂容易获得，加工成本低。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是实施例1中带花纹钛制品的效果示意图；

图2是图1的局部放大图；

图3是实施例2中带花纹钛制品的效果示意图；

图4是实施例3中带花纹钛制品的效果示意图；

图5是对比实施例1中带花纹钛制品的效果示意图；

图6是对比实施例2中带花纹钛制品的效果示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

实施例1：

一种钛制品晶体花纹的加工方法，具体包括以下三个步骤：

第一步：对钛制品在真空条件下进行热处理，具体包括以下步骤：

步骤1.1、真空处理，具体是：在真空(真空度为6×10^-2pa)条件下，先将钛制品经过2小时由室温升高至1050℃，再保温2小时；

步骤1.2、冷却处理，具体是：充入氩气(冷却时回填氩气时的压力设定为2.3bar)，将钛制品经过3小时降温至60℃，即得经过热处理后的钛制品。

第二步：对热处理后的钛制品进行打磨，具体是：分别采用型号为400#、800#和1200#的磨具依次对钛制品进行粗磨、中磨和精磨，打磨至光亮(粗糙度ra＜0.1μm)。

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，酸洗具体是：先将经过打磨的钛制品浸入混合酸液中3分钟，再采用清水快速冲洗掉钛制品表面的混合酸液，所述混合酸液由3％体积分数氢氟酸原液、15％体积分数硝酸原液和余量水混合而成，所述氢氟酸原液中氢氟酸的质量百分数为40％，所述硝酸原液中硝酸的质量分数为68％。

采用本实施例所得带晶体花纹的钛制品的外观及效果图详见图1和图2。

实施例2-3：

实施例2-3与实施例1不同之处在于表1。

实施例2-3所得带花纹的钛制品的效果图分别详见图3和图4。

表1实施例1-3和对比实施例1-2的工艺参数对比表

结合表1和图1-图6可知：

实施例1、实施例2以及实施例3的结合：热处理温度在1000℃-1200℃，均能使得钛制品的表面获得异常粗大的晶粒(可达1-5mm)，再经过打磨和酸洗工艺，将晶界腐蚀，使得各晶粒之间晶界清晰，达到肉眼可见的效果，肉眼观察可以看到有金属光泽的晶花效果，产品良率高。不同的热处理温度，获得的粗大晶粒尺寸有不同。实施例1可以获得2-3mm大小晶粒，实施例2可以获得1-2mm大小晶粒，实施例3可以获得3-5mm大小晶粒。

实施例1-3与对比实施例1-2的结合：热处理温度过低(详见对比实施例1和图5)，钛制品的表面的晶粒尺寸过小，再经过打磨和酸洗工艺，也无法加工出具有金属光泽的晶花效果；热处理温度过高(详见对比实施例2和图6)，钛材表面烧损严重，不便于后续的处理，且耗能更大。

对比实施例1-2：

对比实施例1-2与实施例1不同之处在于表1。

对比实施例1-2所得带晶体花纹的钛制品的效果图分别详见图5和图6。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。