一种钛金属制品表面共融自然结晶和物理着色工艺
阅读说明：本技术 一种钛金属制品表面共融自然结晶和物理着色工艺 (Surface co-melting natural crystallization and physical coloring process for titanium metal product ) 是由 王旭丰 王镇 于 2020-06-22 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种钛金属制品表面共融自然结晶和物理着色工艺,涉及钛金属处理技术领域。该钛金属表面共融结晶及表面着色处理工艺,包括以下步骤：S1、钛金属表面结晶处理：1)将钛金属制品放置与真空炉中,对真空炉抽低真空时,首先开启旋片真空泵,真空炉中的真空度达到600Pa后,开启罗茨真空泵继续抽真空；2)直到真空炉中真空度达到1Pa后,开启无油分子泵,进行高真空的抽取,同时开始对钛金属制品进行升温。本发明通过采用无油分子泵进行抽真空,分子泵无油无烟,噪音小；同时对钛金属制品采用物理变色、没有任何添加,不用辅助化学物品着色,没有污染,大大减少了对人体的危害,从而有益于身体健康。(The invention provides a surface co-melting natural crystallization and physical coloring process of a titanium metal product, and relates to the technical field of titanium metal treatment. The co-melting crystallization and surface coloring treatment process for the titanium metal surface comprises the following steps: s1, titanium surface crystallization treatment: 1) placing a titanium metal product in a vacuum furnace, starting a rotary vane vacuum pump when the vacuum furnace is vacuumized, and starting a roots vacuum pump to continue vacuumizing after the vacuum degree in the vacuum furnace reaches 600 Pa; 2) and starting an oil-free molecular pump until the vacuum degree in the vacuum furnace reaches 1Pa, extracting high vacuum, and simultaneously heating the titanium metal product. The molecular pump is oil-free and smokeless, and has low noise; meanwhile, the titanium metal product is subjected to physical color change without any addition, auxiliary chemical coloring is not needed, pollution is avoided, and harm to human bodies is greatly reduced, so that the titanium metal product is beneficial to body health.)
技术领域
本发明涉及钛金属处理技术领域，具体为一种钛金属制品表面共融自然结晶和物理着色工艺。
背景技术
钛金属外观似钢，具有银灰光泽，是一种过渡金属，在过去一段时间内人们一直认为它是一种稀有金属。钛并不是稀有金属，钛在地壳中约占总重量的0.42％，是铜、镍、铅、锌的总量的16倍。在金属世界里排行第七，含钛的矿物多达70多种。钛的强度大，密度小，硬度大，熔点高，抗腐蚀性很强；高纯度钛具有良好的可塑性，但当有杂质存在时变得脆而硬，目前在生活用品领域或医疗器械领域应用十分广泛，例如保温杯、真空杯、餐具、锅类、刀具以及部分直接应用于人体的医疗器械等一般会用到钛金属制造。
传统工艺中对上述产品表面的处理一般是抛光和喷砂，但是经抛光和喷砂处理后的钛杯依旧会存在产品表面硬度不够高、力学性能较差、容易沾染指纹等问题，需要对此作出改进，所以现有技术中对钛金属制品进行高温加热结晶。但是，目前行业里面抽高真空使用的是扩散泵抽真空，有油有污染源，噪音大且能耗较高，资源浪费较大；同时行业里面对钛金属制成的保温杯、真空杯、餐具、锅类、刀具以及部分直接应用于人体的医疗器械等着色也主要是辅助化学物品着色、有污染，对使用者身体有害，其处理工艺存在着较大的局限性。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种钛金属制品表面共融自然结晶和物理着色工艺，解决了现有技术中存在的缺陷与不足。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种钛金属制品表面共融自然结晶和物理着色工艺，所述工艺包括以下步骤：
S1、钛金属制品表面结晶处理：
1)将钛金属制品放置与真空炉中，对真空炉抽低真空时，首先开启旋片真空泵，真空炉中的真空度达到600Pa后，开启罗茨真空泵继续抽真空；
2)直到真空炉中真空度达到1Pa后，开启无油分子泵，进行高真空的抽取，同时开始对钛金属制品进行升温；
3)真空炉中真空度达到0.5Pa时，温度从0℃升温至450℃，时间为30-50min，升温速率为9-15℃/min；
4)真空炉中真空度达到0.1Pa时，进行450℃平台保温，保温时间为8-12分钟；
5)真空炉中真空度达到0.05Pa时，温度从450℃升温至750℃，时间为20-30min，升温速率为10-15℃/min，同时进行750℃平台保温，保温时间为5-15min；
6)真空炉中真空度达到0.005Pa时，温度可从750℃升温至1050℃，时间为30-40min，升温速率为7.5-10℃/min，同时可在750℃-1050℃之间选定温度进行平台保温，保温时间为10-15min；
7)真空炉中真空度达到0.002Pa时，温度可从1050℃升温至1150℃，时间为10-20min，升温速率为5-10℃/min，同时可在1050℃-1150℃之间选定温度进行平台保温，保温时间为5-10min；
其中第6)、7)步骤可在750-1150℃之间选定时间保温，温度不同结晶形态不同，温度越高结晶体越大，温度越低结晶体越小；如果执行步骤6)的保温温度在750℃-1050℃之间选定，得到小结晶体钛金属制品，步骤7)则不执行；
S2、钛金属制品表面着色处理：
在钛金属制品结晶处理结束后，开始进行降温，将温度从步骤6)或7)中平台保温温度降温至室温，将降温的过程中改变钛金属制品出炉放气的温度，用于改变钛金属制品的颜色，其颜色变化如下：
1)亮白色：放气温度在150-250℃；
2)浅黄色：放气温度在300-340℃；
3)金黄色：放气温度在380-420℃；
4)蓝紫色：放气温度在480-520℃；
5)红色系：放气温度在600-800℃；
6)绿色系：放气温度在950-1050℃。
(三)有益效果
本发明提供了一种钛金属制品表面共融自然结晶和物理着色工艺。具备以下有益效果：
1、本发明，通过采用无油分子泵进行抽真空，分子泵无油无烟，噪音小；同时，钛金属制品采用物理变色、没有任何添加，不用辅助化学物品着色，没有污染，大大减少了对人体的危害，从而有益于身体健康。
2、本发明，无油分子泵系统，可以更好的控制真空泵反油等现象，钛金属制品钎焊与结晶来说，不会有油污污染，从而使得钛金属制品出炉效果更加光亮洁白。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
本发明实施例提供一种钛金属制品表面共融自然结晶和物理着色工艺，该工艺包括以下步骤：
S1、钛金属制品表面结晶处理：
1)将钛金属制品(钛杯)放置与真空炉中，对真空炉抽低真空时，首先开启旋片真空泵，真空炉中的真空度达到600Pa后，开启罗茨真空泵继续抽真空；
2)直到真空炉中真空度达到1Pa后，开启无油分子泵，进行高真空的抽取，同时开始对钛金属制品进行升温；
3)真空炉中真空度达到0.5Pa时，温度从0℃升温至450℃，时间为30min，升温速率为15℃/min；
4)真空炉中真空度达到0.1Pa时，进行450℃平台保温，保温时间为12分钟；
5)真空炉中真空度达到0.05Pa时，温度从450℃升温至750℃，时间为20min，升温速率为15℃/min，同时进行750℃平台保温，保温时间为15min；
6)真空炉中真空度达到0.005Pa时，温度可从750℃升温至1050℃，时间为40min，升温速率为7.5℃/min，同时可在750℃-1050℃之间选定温度进行平台保温，保温时间为10min；
7)真空炉中真空度达到0.002Pa时，温度从1050℃升温至1150℃，时间为20min，升温速率为5℃/min，同时在1050℃-1150℃之间选定温度进行平台保温，保温时间为5min；
S2、钛金属制品表面着色处理：
在钛金属制品结晶处理结束后，开始进行降温，将温度步骤6)或7)中平台保温温度降温至室温，将降温的过程中改变钛金属制品出炉放气的温度，用于改变钛金属制品的颜色，其颜色变化如下：
1)亮白色：放气温度在150-250℃；
2)浅黄色：放气温度在300-340℃；
3)金黄色：放气温度在380-420℃；
4)蓝紫色：放气温度在480-520℃；
5)红色：放气温度在600-800℃；
6)绿色：放气温度在950-1050℃。
本发明中，钛金属结晶所使用的的真空炉为全新高分子无油真空系统双室多功能真空炉；所采用的分子泵系统最高真空度可达到10-4Pa数量级，比扩散泵高出一个数量级；无油分子泵系统，可以更好的控制真空泵反油等现象，对钛金属钎焊、钛金属结晶来说，不会有油污污染，从而使得钛金属制品出炉效果更加光亮洁白，无油分子泵系统维护保养起来更加简单方便；双室真空炉在真空保温杯行业内长期使用，在A炉降温的同时，B炉开始升温，从而真空杯钎焊结晶的效率大大提升，耗能大大降低。
实施例二：
本发明实施例提供一种钛金属制品表面共融自然结晶和物理着色工艺，该工艺包括以下步骤：
S1、钛金属制品表面结晶处理：
1)将钛金属制品放置与真空炉中，对真空炉抽低真空时，首先开启旋片真空泵，真空炉中的真空度达到600Pa后，开启罗茨真空泵继续抽真空；
2)直到真空炉中真空度达到1Pa后，开启无油分子泵，进行高真空的抽取，同时开始对钛金属制品进行升温；
3)真空炉中真空度达到0.5Pa时，温度从0℃升温至450℃，时间为40min，升温速率为11.25℃/min；
4)真空炉中真空度达到0.1Pa时，进行450℃平台保温，保温时间为10分钟；
5)真空炉中真空度达到0.05Pa时，温度从450℃升温至750℃，时间为25min，升温速率为12℃/min，同时进行750℃平台保温，保温时间为10min；
6)真空炉中真空度达到0.005Pa时，温度可从750℃升温至1050℃，时间为40min，升温速率为7.5℃/min，同时可在750℃-1050℃之间选定温度进行平台保温，保温时间为10min；
7)真空炉中真空度达到0.002Pa时，温度可从1050℃升温至1150℃，时间为20min，升温速率为5℃/min，同时可在1050℃-1150℃之间选定温度进行平台保温，保温时间为5min；
S2、钛金属制品表面着色处理：
在钛金属制品结晶处理结束后，开始进行降温，将温度从步骤6)或7)中平台保温温度降温至室温，将降温的过程中改变钛金属制品出炉放气的温度，用于改变钛金属制品的颜色，其颜色变化如下：
1)亮白色：放气温度在150-250℃；
2)浅黄色：放气温度在300-340℃；
3)金黄色：放气温度在380-420℃；
4)蓝紫色：放气温度在480-520℃；
5)红色：放气温度在600-800℃；
6)绿色：放气温度在950-1050℃。
实施例三：
本发明实施例提供一种钛金属制品表面共融自然结晶和物理着色工艺，该工艺包括以下步骤：
S1、钛金属制品表面结晶处理：
1)将钛金属制品放置与真空炉中，对真空炉抽低真空时，首先开启旋片真空泵，真空炉中的真空度达到600Pa后，开启罗茨真空泵继续抽真空；
2)直到真空炉中真空度达到1Pa后，开启无油分子泵，进行高真空的抽取，同时开始对钛金属制品进行升温；
3)真空炉中真空度达到0.5Pa时，温度从0℃升温至450℃，时间为50min，升温速率为9℃/min；
4)真空炉中真空度达到0.1Pa时，进行450℃平台保温，保温时间为8分钟；
5)真空炉中真空度达到0.05Pa时，温度从450℃升温至750℃，时间为30min，升温速率为10℃/min，同时进行750℃平台保温，保温时间为5min；
6)真空炉中真空度达到0.005Pa时，温度可从750℃升温至1050℃，时间为40min，升温速率为7.5℃/min，同时可在750℃-1050℃之间选定温度进行平台保温，保温时间为10min；
7)真空炉中真空度达到0.002Pa时，温度可从1050℃升温至1150℃，时间为20min，升温速率为5℃/min，同时可在1050℃-1150℃之间选定温度进行平台保温，保温时间为5min；
S2、钛金属制品表面着色处理：
在钛金属制品结晶处理结束后，开始进行降温，将温度从步骤6)或7)中平台保温温度降温至室温，将降温的过程中改变钛金属制品出炉放气的温度，用于改变钛金属制品的颜色，其颜色变化如下：
1)亮白色：放气温度在150-250℃；
2)浅黄色：放气温度在300-340℃；
3)金黄色：放气温度在380-420℃；
4)蓝紫色：放气温度在480-520℃；
5)红色：放气温度在600-800℃；
6)绿色：放气温度在950-1050℃。
其中实施例一到实施例三中，其中第6)、7)步骤可在750-1150℃之间选定时间保温，温度不同结晶形态不同，温度越高结晶体越大，温度越低结晶体越小；如果执行步骤6)的保温温度在750℃-1050℃之间选定，得到小结晶体钛金属制品，步骤7)则不执行；
本发明，通过采用无油分子泵进行抽真空，分子泵无油无烟，噪音小；同时，钛金属制品采用物理变色、没有任何添加，不用辅助化学物品着色，没有污染，大大减少了对人体的危害，从而有益于身体健康。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个引用结构”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
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