一種鈦制品晶體花紋的加工方法與流程

本發明涉及鈦制品表面處理技術領域，特別地，涉及一種鈦制品晶體花紋的加工方法。

背景技術：

隨著鈦材應用領域的不斷擴大，為了解決鈦材在使用過程中產生的問題，同時為了滿足消費者對鈦制品表面意匠性的需求，國內外學者對鈦材的表面處理技術進行了大量的研究。

現有技術中對鈦或鈦制品的表面處理主要有以下三個方面：

將現有已在鋼鐵領域中成功應用的傳統表面處理技術應用于鈦材表面，具體是：表面熱處理、堆焊、多層復合、涂裝、熱滲鍍、轉化膜、著色、氣相沉積、熱噴涂、化學鍍、熱鍍等等，此些方法主要是實現鈦材表面的功能性改善，有些能達到一些裝飾性效果，但是無法得到這種特殊的晶體花紋。

結合鈦材的特點，開發新的表面處理技術，具體是：液相等離子體表面處理(包括微弧氧化、陰極碳氮化)和輝光等離子表面冶金技術，此些方法主要也是實現鈦材表面的功能性改善，且操作復雜。

采用拋光、噴砂、拉絲等機械式處理方式加工帶一定紋理的鈦制品，但此種裝飾效果比較常見單一，并不能體現意匠性。

因此，設計一種操作方便、工作效率高、具有特殊意匠性的鈦制品晶體花紋的加工方法具有重要意義。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種操作方便、工作效率高、具有特殊意匠性的鈦制品晶體花紋的加工方法，具體方案是：

一種鈦制品晶體花紋的加工方法，包括以下步驟：

第一步：對鈦制品在真空條件下進行熱處理；

第二步：對熱處理后的鈦制品進行打磨；

第三步：將經過打磨的鈦制品進行酸洗，即得帶晶體花紋的鈦制品。

以上技術方案中優選的，對鈦制品在真空條件下進行熱處理具體包括以下步驟：

步驟1.1、真空處理，具體是：在真空條件下，先將鈦制品經過1-3小時由室溫升高至1000℃-1200℃，后保溫1-2小時；

步驟1.2、冷卻處理，具體是：充入氬氣，將鈦制品經過3-5小時降溫至20℃-60℃，即得經過熱處理后的鈦制品。

以上技術方案中優選的，所述真空處理時的真空度≤0.1pa。

以上技術方案中優選的，經過打磨后的鈦制品的粗糙度ra＜0.1μm，所述打磨采用砂帶和/或砂紙作為磨具。

以上技術方案中優選的，所述打磨包括按序進行的粗磨、中磨和精磨，所述粗磨、中磨和精磨分別采用型號為400#、800#和1200#的磨具。

以上技術方案中優選的，所述第三步中酸洗具體是：先將經過打磨的鈦制品浸入混合酸液中1-5分鐘，再采用清水快速沖洗掉鈦制品表面的混合酸液，避免酸液殘留。

以上技術方案中優選的，所述混合酸液由3-5％體積分數的氫氟酸原液、10-15％體積分數的硝酸原液以及余量水組成；所述氫氟酸原液中氫氟酸的質量百分數為40-42％，所述硝酸原液中硝酸的質量分數為65-68％。

應用本發明的技術方案，效果是：

1、本發明包括熱處理、打磨和酸洗三大步驟，工藝步驟精簡，便于工業化生產。

2、本發明先通過熱處理，獲得異常粗大的鈦晶粒(晶粒尺寸可達1-5mm)；再經過打磨和酸洗工藝，將晶界腐蝕，使得各晶粒之間晶界清晰，達到肉眼可見的效果，肉眼觀察可以看到有金屬光澤的晶體花紋效果，產品良率高。

3、本發明加工過程中的工藝參數便于控制，且試劑容易獲得，加工成本低。

除了上面所描述的目的、特征和優點之外，本發明還有其它的目的、特征和優點。下面將參照附圖，對本發明作進一步詳細的說明。

附圖說明

構成本申請的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中：

圖1是實施例1中帶花紋鈦制品的效果示意圖；

圖2是圖1的局部放大圖；

圖3是實施例2中帶花紋鈦制品的效果示意圖；

圖4是實施例3中帶花紋鈦制品的效果示意圖；

圖5是對比實施例1中帶花紋鈦制品的效果示意圖；

圖6是對比實施例2中帶花紋鈦制品的效果示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的實施例進行詳細說明，但是本發明可以根據權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。

實施例1：

一種鈦制品晶體花紋的加工方法，具體包括以下三個步驟：

第一步：對鈦制品在真空條件下進行熱處理，具體包括以下步驟：

步驟1.1、真空處理，具體是：在真空(真空度為6×10^-2pa)條件下，先將鈦制品經過2小時由室溫升高至1050℃，再保溫2小時；

步驟1.2、冷卻處理，具體是：充入氬氣(冷卻時回填氬氣時的壓力設定為2.3bar)，將鈦制品經過3小時降溫至60℃，即得經過熱處理后的鈦制品。

第二步：對熱處理后的鈦制品進行打磨，具體是：分別采用型號為400#、800#和1200#的磨具依次對鈦制品進行粗磨、中磨和精磨，打磨至光亮(粗糙度ra＜0.1μm)。

第三步：將經過打磨的鈦制品進行酸洗，即得帶晶體花紋的鈦制品，酸洗具體是：先將經過打磨的鈦制品浸入混合酸液中3分鐘，再采用清水快速沖洗掉鈦制品表面的混合酸液，所述混合酸液由3％體積分數氫氟酸原液、15％體積分數硝酸原液和余量水混合而成，所述氫氟酸原液中氫氟酸的質量百分數為40％，所述硝酸原液中硝酸的質量分數為68％。

采用本實施例所得帶晶體花紋的鈦制品的外觀及效果圖詳見圖1和圖2。

實施例2-3：

實施例2-3與實施例1不同之處在于表1。

實施例2-3所得帶花紋的鈦制品的效果圖分別詳見圖3和圖4。

表1實施例1-3和對比實施例1-2的工藝參數對比表

結合表1和圖1-圖6可知：

實施例1、實施例2以及實施例3的結合：熱處理溫度在1000℃-1200℃，均能使得鈦制品的表面獲得異常粗大的晶粒(可達1-5mm)，再經過打磨和酸洗工藝，將晶界腐蝕，使得各晶粒之間晶界清晰，達到肉眼可見的效果，肉眼觀察可以看到有金屬光澤的晶花效果，產品良率高。不同的熱處理溫度，獲得的粗大晶粒尺寸有不同。實施例1可以獲得2-3mm大小晶粒，實施例2可以獲得1-2mm大小晶粒，實施例3可以獲得3-5mm大小晶粒。

實施例1-3與對比實施例1-2的結合：熱處理溫度過低(詳見對比實施例1和圖5)，鈦制品的表面的晶粒尺寸過小，再經過打磨和酸洗工藝，也無法加工出具有金屬光澤的晶花效果；熱處理溫度過高(詳見對比實施例2和圖6)，鈦材表面燒損嚴重，不便于后續的處理，且耗能更大。

對比實施例1-2：

對比實施例1-2與實施例1不同之處在于表1。

對比實施例1-2所得帶晶體花紋的鈦制品的效果圖分別詳見圖5和圖6。

以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。