钛或钛合金部件很难引起金属过敏性，所以近年来以适用于人体的金属部件正在引起注意，而且也越来越广泛地用于以钟表、眼镜、珠宝饰品为代表的装饰品上。但是需要指出钛或钛合金部件的问题是，因表面硬度低而易于划伤，长期使用过程中外观质量逐渐下降。为了解决这个问题，人们做了钛或钛合金部件的各种表面硬化处理试验。

主要分为：

1、金属部件表面镀膜：

湿式处理法——电镀；

干式处理法——真空沉积、等离子沉积。

特点：钛或钛合金部件与硬质膜之间附着性低，而且硬质膜容易剥离。

1.1电镀：

利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程，起到防止金属氧化（如锈蚀），提高耐磨性、导电性、反光性、抗腐蚀性(硫酸铜等）及增进美观等作用。

钛合金的电镀工艺：脱脂-喷砂-酸洗-活化-电镀-热处理。

1.2真空沉积：

真空沉积技术是真空镀膜。真空气相沉积是利用热蒸发或辉光放电、弧光放电等物理过程，在基材表面沉积所需涂层的技术。它包括真空蒸发镀膜、离子镀膜和溅射。

1.2.1真空蒸发镀膜

在真空室中，加热蒸发容器中待形成薄膜的原材料，使其原子或分子从表面气化逸出，形成蒸汽流，入射到固体表面，凝结形成固态薄膜的方法。

1.2.2离子镀

离子镀表面强化技术是利用低压放电技术，使沉积物离子化并轰击沉积到金属表面，提高其表面强度。经该工艺技术进行表面强化处理的齿轮刀具、钻头等工模具的使用寿命可提高数倍至数十倍。

1.2.3溅射镀膜

1）对于任何待镀材料，只要能做成靶材，就可以实现溅射；

2）溅射所得的薄膜与衬底结合较好；

3）溅射所得的薄膜纯度高，致密性好；

4）重复性好，厚度可控，大面积均匀。

1.3等离子沉积

喷涂材料范围广，能喷涂难熔材料，制备难熔金属、陶瓷、金属陶瓷复合材料等涂层，以及其他一些特殊功能的涂层。涂层结合强度高，气孔率低，涂层质量高，可以较精细地控制工艺参数，制备精细涂层。用于质量要求高的耐蚀、耐磨、隔热、绝缘、抗高温和特殊功能涂层。

2、对部件本身进行硬化处理：

离子注入法、离子氮化法、气体氮化法、渗碳法等。

特点：不必担心硬质膜剥离，但处理时间长且生产率低。而且由于处理温度高，部件表面结晶颗粒有粗大化趋势，缺点是使表面变得粗糙，外观质量低。此外还应当指出的问题是很难得到能够延伸到距表面深处区域内的硬化层，使用过程中一遇有划伤就会使产品外观质量下降。

2.1离子注入法

1）损伤强化：具有高能量的离子注入金属表面后，将和基体金属原子发生碰撞，是基体晶格大量损伤。掺杂原子本身及掺杂过程中所产生的缺陷，对位错运动起“钉扎”作用而把该区域强化；

2）注入掺杂强化：像N、B等元素注入金属后，会与金属形成氮化物或硼化物，这些物质呈星点状嵌于材料中，构成硬质合金弥散相，使基体强化；

3）喷丸强化：高速离子轰击基体表面，使表面成为压缩状态。这种压缩应力能起到填实表面裂纹和降低微粒从表面剥落的作用，从而提高抗磨损能力；

4）增强氧化膜，提高润滑性：离子注入会促使粘附性表面氧化物的生长，该类氧化膜可提高润滑性。

2.2离子氮化法

离子氮化又叫“辉光离子氮化”是最近起来的一种热处理工艺，它具有生产周期短，零件表面硬度高，能控制氮化层脆性等优点。因而，近几年来国内发展迅速，使用范围很广。

特点：1）表面加热速度快，可缩短加热及冷却时间，到十分之一至十二分之一。而且除处理表面加热外其余部分均处在低温(100℃左右)状态，既节约了加热功率又减少零件的变形。2）扩散过程快，在高压电场作用下，由于氮化原子的运动速度比气体氮化快许多倍，渗入速度更快，一般只需要3~10h。3）氮化层韧性好，具有高抗疲劳和高抗磨性能，氮化层脆性白色ε相(Fe₂N)控制在0—0.2mm范围，从而免去氮化零件的磨削加工。
表面硬度高达HV900(HRC64)，氮化层深度可掌握在0.09~

0.87mm。

2.3气体氮化法

气体氮化是将工件置於炉内，将NH₃气直接输进500～

550℃的氮化炉内，保持20～100小时，使NH₃气分解为原子状态的（N）气与（H）气而进行渗氮处理，硬化层性质极硬又极脆，NH₃气体氮化，因为时间长表面粗糙，硬而较脆不易研磨，且时间长不经济。

2.4渗碳法

2.4.1固体渗碳法：

优点：（a）设备费便宜，操作简单，不需高度技术。（b）加热用热源，可用电气、瓦斯、燃料油。（c）大小工件均适，尤其对大形或需原渗碳层者有利。（d）适合多种少量生产。

缺点：（a）渗碳深度及表面碳浓度不易正确调节，有过剩渗碳的倾向。处理件变形大。（b）渗碳终了时，不易直接淬火，需再加热。（c）作业环境不良，作业人员多。

2.4.2液体渗碳法：

优点：（a）适中小量生产。设备费便宜。不需高度技术。（b）容易均热、急速加热，可直接淬火。（c）适小件、薄渗碳层处理件。（d）渗碳均匀，表面光辉状态。

缺点：（a）不适于大形处理件的深渗碳。（b）盐浴组成易变动，管理上麻烦。（c）有毒、排气或公害问题应有对策。（d）处理后，表面附着盐类不易洗净，易生锈。（e）难以防止渗碳。有喷溅危险。

2.4.3气体渗碳法

优点：（a）适于大量生产。（b）表面碳浓度可以调节。（c）瓦斯流量、温度、时间容易自动化，容易管理。

缺点：（a）设备费昂贵。（b）处理量少时成本高。（c）需要专门作业知识。