1.氮化處理

氮化方法有氣體氮化和離子氮化。

氣體氮化是將鈦零件置于 800~1000℃的含氮介質(zhì)中，進(jìn)行氮化（爐內(nèi)充滿氮?dú)?，保溫十幾小時(shí)至幾十小時(shí)），形成耐腐蝕、耐磨的氮化層。氣體氮化又分為常壓氣體氮化、負(fù)壓氮化。常壓氣體氮化指在真空系統(tǒng)的設(shè)備中充氮?dú)?，于正常的壓力下進(jìn)行滲入氮化；負(fù)壓氨化指在氮化壓力為13.3Pa下進(jìn)行滲人氮化。氣體氮化缺點(diǎn)是速度慢，滲層淺而較脆；對應(yīng)的氮化處理的熱處理制度與鈦材獲得最佳熱力學(xué)性能的熱處理制度不一致。

離子氮化是將工件放在氮化爐中作為陰極，而爐壁作為陽極（或在爐中另設(shè)陽極）。爐內(nèi)預(yù)先抽真空而后再通人氨氣或氮、氫混合氣體，真空度保持在13.3~1.33Pa。接通直流電源，升高電壓，使含氮的反應(yīng)氣體輝光放電，工件表面形成輝光，氮和氫的正離子在電場作用下向工件移動(dòng)，以較大的速度轟擊工件，把動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能而將工件加熱，同時(shí)離子沖擊時(shí)的沖撞、濺蝕及擴(kuò)散作用，最終形成氮化鈦層。由于離子氮化所需時(shí)間短、工件變形小、塑性好、能耗低、易于實(shí)現(xiàn)局部氮化，并且無公害，所以目前許多單位都采用離子氮化。

推薦的氮化規(guī)范 加熱溫度800~1000℃；保溫時(shí)間2~48h。

對于氣體氮化，較好的氮化規(guī)范 加熱溫度870℃；保溫時(shí)間16h。對于離子氮化，根據(jù)零件的不同要求，溫度取800~940℃，時(shí)間為2~5h。

純鈦比鈦合金氮化效果好，同樣的條件下，純鈦的氮化層深度和硬度比TC4高，但純鈦的脆性較 TC4 大。

氮化僅適用于在中等載荷或輕載荷下工作的零件。經(jīng)氮化后的鈦及鈦合金耐蝕性有所提高，不僅在氧化性介質(zhì)中耐蝕，而且在某些還原性介質(zhì)中也耐腐蝕；經(jīng)氮化處理的鈦及鈦合金其剛度和電阻率也有提高。

同于離子氮化原理，將鍶、銪或鑭離子注人鈦材表面，填充了晶界，形成SrTiO₃，Eu-TiO₃或 LiTiO₂化合物，堵塞氧原子擴(kuò)散通道，防止氧進(jìn)一步向鈦材內(nèi)部擴(kuò)散，提高材料抗氧化能力；將Ba離子注人鈦材表面，形成Ba化合物，可使其抗氧化能力提高近萬倍；將Pt離子注人鈦合金，制成噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片，其抗疲勞性能提高百倍，同時(shí)也提高了耐磨性。

2.表面涂釕

表面涂釕，其實(shí)是指在鈦表面涂敷含有RuCl;的有機(jī)溶液，而后經(jīng)加熱氧化獲得RuOzTiOz活性涂層的過程，涂層厚度為0.9~2.2um。表面涂釕一般分兩個(gè)過程。

（1）基體處理

基體處理包括除油與草酸處理兩個(gè)工序，使鐵陽極表面形成均勻麻面，從而保證涂敷質(zhì)量，提高電極性能和使用壽命。所需材料為：純堿(工業(yè)純)，含Na₂CO₃≥98%；草酸(工業(yè)純)，含 H₂C₂O₂·2H₂0≥99.5%；酒精(工業(yè)純)，含 C₂H₅OH≥95%。

基體處理后，鐵表面應(yīng)呈銀灰色，且具有凹凸均勻的麻面（可用20倍放大鏡觀察），焊縫處均無紫藍(lán)色或藍(lán)色的氧化膜。處理好的極片要保護(hù)好，搬運(yùn)時(shí)切勿再沾上油污及臟物。

（2）涂敷處理

涂敷目的 在基體處理合格后的極片上涂上涂敷液，經(jīng)熱處理使其生成活性氧化性涂層，進(jìn)一步增強(qiáng)鈦在某些介質(zhì)中的耐腐蝕性。

涂敷工藝 涂敷時(shí)，將風(fēng)干或烘干的鈦陽極片放在涂敷架上，用板刷蘸取少量涂敷液進(jìn)行涂刷，先縱向而后橫向?qū)⑼糠笠豪鶆颍笊僬?、輕刷、快而均勻。第一層十分關(guān)鍵，要求涂刷均勻并覆蓋完全。涂刷層數(shù)視配液濃度而定。涂好后，用紅外線將鈦陽極片烘干并裝爐，電爐自控加熱，溫度達(dá)(430士20)℃后恒溫15min，使含RuCl₃的有機(jī)溶液受熱氧化轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>RuO₂--Ti0₂涂層，出爐后風(fēng)扇吹冷至室溫。上述操作重復(fù)進(jìn)行，直到涂層增重達(dá)到1g/m²

涂釕后的鈦陽極表面應(yīng)呈深藍(lán)灰色，有光澤而無深淺均勻差異；涂層應(yīng)有牢固的結(jié)合力，用濾紙擦拭應(yīng)不染色。

3.表面鍍鈀

對鈦表面進(jìn)行電鍍主要是為了提高其耐蝕性、耐磨性、耐高溫性或?qū)щ娦?，改進(jìn)它與其他金屬的釬焊，改善潤滑、減少摩擦。目前國內(nèi)已做過鈦表面鍍鈀、鍍鉑、鍍鉻、鍍鎳和鍍銅等試驗(yàn)，并部分用于工業(yè)化生產(chǎn)。

鍍鈀目的 解決縫隙腐蝕，兼顧經(jīng)濟(jì)效果，以鈦表面鍍鈀代替鈦鈀合金。

鍍鈀工藝 以鈦為陰極，鉑作陽極（不溶性），置于適當(dāng)?shù)暮Z溶液，通以一定電流密度的直流電流，發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，使鈀遷移積聚于鈦材表面的方法。同時(shí)為了進(jìn)一步增強(qiáng)基體與鍍層的結(jié)合力，可以把電鍍后的鈦工件放在真空度高于0.133Pa的熱處理爐中，加熱400~600℃，保溫1h，最后爐冷至室溫，使鈀向鈦基擴(kuò)散。

對鈦及鈦合金進(jìn)行電鍍非常困難，普通金屬常用的電鍍方法對鈦不完全適用，這是因?yàn)殁伇砻娓采w了一層氧化膜，而且氧化膜極易形成，使鈦表面不易進(jìn)行電鍍。通過鍍前對鈦表面進(jìn)行處理以及鍍后進(jìn)行高溫處理（在真空或惰性氣體氣氛中進(jìn)行高溫處理），才可以保證電鍍進(jìn)行，以及提高鍍層與鈦基體的結(jié)合強(qiáng)度。

鈦材表面鍍鈀后，增強(qiáng)了熱力穩(wěn)定性，使鈦的耐腐蝕性能與Ti-Pd合金相當(dāng)，同時(shí)抗縫隙腐蝕性能也大大提高，在某些場合代替鈦鈀合金，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、使用成本上顯出了優(yōu)越性。