钛丝渗碳表面处理技术通过碳原子扩散形成碳化钛（TiC）硬化层，显著提升材料耐磨性和硬度。以下是主要方法及技术要点总结：

一、常用渗碳方法

1、固体渗碳‌

采用碳粉与钛丝直接接触，在高温真空或氩-甲烷环境中反应。

工艺简单、成本低，但需严格控制氧含量以避免氧化膜干扰碳扩散。

2、气体渗碳‌

以甲烷或丙烷为渗碳气体，在惰性气氛中进行，形成致密且粘附性强的TiC层。

甲烷生成的TiC层硬度更高，丙烷则提升耐磨性但硬度较低。

3、离子渗碳‌

在真空环境中利用电场加速碳离子轰击钛丝表面，促进深层扩散，适合复杂形状工件。

需搭配源极（碳材料）和双电源系统，实现低温高效渗碳。

4、激光渗碳‌

通过高能激光局部加热钛丝表面并注入碳源，实现快速选择性硬化，精度高但设备成本较高。

二、关键工艺参数

温度控制‌：温度范围为950–1020°C，过高易导致TiC层脆裂，过低则扩散效率不足。

气氛管理‌：需惰性气体（氩气）或真空环境，避免氧干扰碳化反应。

渗碳时长‌：通常2–6小时，层厚控制在50–150μm，过厚易剥落。

三、处理效果与限制

表面硬度‌：TiC层硬度可达2700–8500MPa，耐磨性提升3–5倍。

层厚特性‌：渗碳层深度优于渗氮，但随厚度增加脆性增大，需平衡硬化与韧性。

氢残留风险‌：气体渗碳可能引入氢，需后续真空退火脱氢。

四、注意事项

氧含量监测‌：氧分压需低于10⁻³Pa，否则氧化膜阻碍碳原子渗透。

层厚优化‌：工业应用中推荐层厚≤100μm，兼顾性能与可靠性。

后处理要求‌：渗碳后需缓冷或淬火稳定组织，避免热应力导致开裂。

总结：通过上述方法，钛丝可广泛应用于航空航天等需高耐磨场景。