CN112111766A

CN112111766A - 一种基于纳米颗粒固相溶解的钛金属含钨表层制备方法

Info

Publication number: CN112111766A
Application number: CN202011023334.2A
Authority: CN
Inventors: 杨宗辉; 雷勇; 成家林; 王红星; 张旭; 李晓泉
Original assignee: Nanjing Institute of Technology
Current assignee: Nanjing Institute of Technology
Priority date: 2020-09-25
Filing date: 2020-09-25
Publication date: 2020-12-22
Anticipated expiration: 2040-09-25
Also published as: CN112111766B

Abstract

本发明公开了一种基于纳米颗粒固相溶解的钛金属含钨表层制备方法，包括以下步骤：首先采用高能球磨法对纳米钨颗粒机械镀镍‑钴合金膜，然后在活化液中对钛金属工件同时进行表面毛化及活化处理，再采用复合电刷镀方法在钛金属工件的已毛化表面上制备镍‑钴‑纳米钨颗粒复合镀层，最后对镀有复合镀层的钛金属工件进行纳米钨颗粒固相溶解及均匀化热处理，使镍‑钴‑纳米钨颗粒复合镀层转变成为钛金属工件的镍‑钴‑钨三元合金表层。本发明所制备的钛金属镍‑钴‑钨三元合金表层在不同钨含量时均无裂纹，并且实现镍‑钴‑钨合金表层与钛金属基体的牢固结合，本发明还简化了钛金属工件的表面预处理工序、降低了钛金属工件的表面预处理难度。

Description

一种基于纳米颗粒固相溶解的钛金属含钨表层制备方法

技术领域

本发明属于表面工程领域，尤其涉及一种基于纳米颗粒固相溶解的钛金属含钨表层制备方法。

背景技术

钛及钛合金有非常高的比强度、优异的耐腐蚀性和良好的高温力学性能，在航空航天、石油化工、海水淡化、医疗器械等领域应用非常广泛。但由于钛及钛合金的耐磨性差限制了其在工业中的应用范围，也降低了钛及钛合金的使用寿命。采用表面改性技术在钛及钛合金表面制备耐磨层，是解决这一问题的有效途径。

在钛及钛合金表面制备镍-钴-钨合金层作为耐磨层具有突出优点，镍-钴-钨合金不但具有高硬度、高耐磨性能，且镍-钴-钨合金在钨含量少于50%时，属于镍-钴基合金，具有很好的抗高温氧化能力，提高钛及钛合金耐磨能力的同时，也弥补了钛及钛合金抗高温氧化能力差的弱点。

目前，镍-钴-钨合金（还包括钴-镍-钨合金、钨-钴-镍合金或钨-镍-钴合金）层大部分采用电沉积法制备，如中国专利CN 1313647C发明了用于电沉积钨-镍-钴非晶合金或纳米晶合金的电镀液及工艺过程，中国专利CN 105350036 B 发明了用于电沉积镍-钴-钨非晶合金的电解液及工艺过程，中国专利CN 104028716 B 则针对组合式结晶器窄板的修复，发明了用于制备镍-钴-钨合金层的电镀液及电镀修复方法。为了改善镍-钴-钨合金层的硬度和显微组织，文献(吕凡, 盛敏奇, 李洪玮. 超声波功率对电沉积钴-镍-钨合金性能的影响[J]. 电镀与涂饰, 2019, 38(23): 1257-1261)研究了超声波对电沉积钴-镍-钨合金层的影响。

电沉积镍-钴-钨合金层突出的优点是电镀液环保及生产成本低，但也存在明显的缺点，其一是电沉积镍-钴-钨合金层容易出现微裂纹，镍-钴-钨合金层中钨含量超过30%时，其微裂纹现象更加明显；其二是电沉积层和基体的界面结合能力较弱，当钨含量较高时，电沉积镍-钴-钨合金层和基体的结合能力更弱；其三是目前电沉积镍-钴-钨合金层对应的基体表面预处理非常繁琐，由于钛金属很容易在表面生成钝化膜，其电沉积镍-钴-钨合金层时对应的基体表面预处理不但更为繁琐，而且有很大的难度。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于纳米颗粒固相溶解的钛金属含钨表层制备方法，避免镍-钴-钨合金表层出现裂纹，并实现镍-钴-钨合金表层与钛金属基体的牢固结合，同时，大大简化钛金属基体的表面预处理工序、降低钛金属基体的表面预处理难度。本发明包括以下步骤：

步骤1：采用高能球磨法，在纳米钨颗粒表面机械镀镍-钴合金膜；

步骤2：在活化液中对钛金属工件同时进行表面毛化及活化处理；

步骤3：采用复合电刷镀方法，在钛金属工件的已毛化表面上制备镍-钴-纳米钨颗粒复合镀层；

步骤4：对镀有复合镀层的钛金属工件进行纳米钨颗粒固相溶解及均匀化热处理，使镍-钴-纳米钨颗粒复合镀层转变成为钛金属工件的镍-钴-钨三元合金表层。

所述纳米钨颗粒表面机械镀镍-钴合金膜包含三步：第一步，纳米钨颗粒表面机械镀镍膜，在纳米钨粉中加入直径为1~5 μm的镍粉作为高能球磨原料，其中镍粉质量为纳米钨粉质量的0.2 ~ 0.5 %，球料比为10:1 ~ 12:1，转速400~450 r/min，球磨时间15~20小时，制备出表面镀有镍膜的纳米钨颗粒；第二步，混粉，在第一步所制备的表面镀有镍膜的纳米钨颗粒中加入纳米镍粉和纳米钴粉，其中纳米镍粉为原始纳米钨粉质量的0.2~ 0.6%，纳米钴粉为纳米镍粉质量的1/3~1/2，球料比为6:1 ~ 8:1，转速100~150 r/min，球磨时间2~3小时，制备出混合粉末；第三步，纳米钨颗粒表面机械镀镍-钴合金膜，以第二步制备的混合粉末为高能球磨原料，球料比为10:1 ~ 12:1，转速400~450 r/min，球磨时间20~25小时，制备出表面镀有镍-钴合金膜的纳米钨颗粒。

所述复合电刷镀的镀液中，表面镀有镍-钴合金膜的纳米钨颗粒的含量不低于40g/L且不高于150 g/L。

所述活化液的pH值小于0.2，采用机械磨削方法对所述钛金属进行表面毛化处理，机械磨削时钛金属没入活化液中，钛金属表面毛化后的表面粗糙度参数值Ra的范围为：10μm ≤ Ra ≤ 25 μm。

所述钛金属为纯钛或钛合金。

所述纳米钨颗粒固相溶解及均匀化热处理在真空炉中进行，包含三步：第一步，加热至800~850℃，保温10~20 min，第二步，降温至500~550℃，保温120~360 min，第三步，随炉降温至室温。

所述镍-钴-钨三元合金表层中镍元素的质量百分含量不低于35%，钴元素的质量百分含量不低于20%，且镍元素的质量百分含量高于钴元素的质量百分含量，钨元素的质量百分含量不低于10%且不高于45%。

本发明具有以下优点：

（1）发明了一种给钛金属工件制备镍-钴-钨合金表层的新方法，所制备的镍-钴-钨合金表层在不同钨含量时均无裂纹，包括钨质量百分含量大于30%的情况；

（2）在活化液中对钛金属工件同时进行表面毛化及活化处理，既简化了钛金属工件的表面预处理工序、降低了钛金属工件的表面预处理难度，又增强了钛金属工件表面预处理的活化效果；

（3）表面毛化、表面活化效果增强及分阶段热处理工艺三者协同实现镍-钴-钨合金表层与钛金属基体的牢固结合。

附图说明

图1是本发明镍-钴-钨合金表层的制备流程图；

图2是本发明镍-钴-钨合金表层的表面扫描电镜图；

图3是本发明镍-钴-钨合金表层的表面微区成分能谱分析结果图（分析区域对应图2中的微区1）；

图4是本发明镍-钴-钨合金表层的截面扫描电镜背散射图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述。

结合图1，本发明一种基于纳米颗粒固相溶解的钛金属含钨表层制备方法，包括以下步骤：

步骤1：采用高能球磨法，在纳米钨颗粒表面机械镀镍-钴合金膜。以纯度均大于99.6%的纳米钨粉、1~5μm镍粉、纳米镍粉及纳米钴粉为原料。分三步实现纳米钨颗粒表面机械镀镍-钴合金膜：第一步，纳米钨颗粒表面机械镀镍膜，在纳米钨粉中加入直径为1~5μm的镍粉作为高能球磨原料，其中镍粉质量为纳米钨粉质量的0.2 ~ 0.5 %，球料比为10:1 ~ 12:1，转速400~450 r/min，球磨时间15~20小时，制备出表面镀有镍膜的纳米钨颗粒；第二步，混粉，在第一步所制备的表面镀有镍膜的纳米钨颗粒中加入纳米镍粉和纳米钴粉，其中纳米镍粉为原始纳米钨粉质量的0.2~0.6%，纳米钴粉为纳米镍粉质量的1/3~1/2，球料比为6:1~ 8:1，转速100~150 r/min，球磨时间2~3小时，制备出混合粉末；第三步，纳米钨颗粒表面机械镀镍-钴合金膜，以第二步制备的混合粉末为高能球磨原料，球料比为10:1 ~ 12:1，转速400~450 r/min，球磨时间20~25小时，制备出表面镀有镍-钴合金膜的纳米钨颗粒。

高能球磨过程中，经过反复的摩擦、冲击、挤入和挤出等复杂的相互作用，硬质的纳米钨颗粒机械镀上一层极薄的镍-钴合金膜，极薄的镍-钴合金膜大大增加后续电刷镀镀液对纳米钨颗粒的润湿，促进纳米钨颗粒在工件表面的沉积，并使纳米钨颗粒与镍-钴基体相牢固结合，进而为后续纳米钨颗粒的固相溶解与均匀化打下基础；另外，在后续纳米钨颗粒固相溶解及均匀化热处理的初始阶段，极薄的镍-钴合金膜成为纳米钨颗粒向镍-钴基体相固相扩散的触发层。在高能球磨机械镀过程，纳米钨颗粒除了机械镀上镍-钴合金膜外，还大大增加了其扩散活性，进一步有利于纳米钨颗粒与镍-钴基体相牢固结合及纳米钨颗粒在热处理过程中的固相溶解。

步骤2：在活化液中对钛金属工件同时进行表面毛化及活化处理。和其它电沉积方法一样，复合电刷镀的一个缺点是镀层与基体的结合强度低，对工件表面进行毛化处理能明显提高镀层与基体的结合强度。但钛金属的毛化过程有特殊的难度，如果采用激光或电子束毛化，需要在真空中进行，成本高，采用机械磨削方法毛化时，如果采用常规的磨削液，一方面会在毛化过程中形成致密的钝化膜，这给后续的镀前活化增加难度，另一方面，采用常规的磨削液需要增加一次专门的磨削液清洗工序。在活化液中采用机械磨削毛化时，磨削露出的新鲜钛金属表面马上被活化液活化，显著提高表面活化效果，活化液也阻止了钛金属表面钝化膜的形成。在活化液中对钛金属工件同时进行表面毛化及活化处理不但增加了活化效果，还简化电刷镀前的工件表面预处理工序，原来的工件表面预处理依次包括：污垢清洗，（毛化，清洗磨削液），电净，清洗，强活化，清洗，弱活化，清洗；在活化液中对钛金属工件同时进行表面毛化及活化处理则把工件表面预处理简化为：污垢清洗，毛化+活化，清洗。

活化液的组成为(NH₄)₂SO₄、H₂SO₄、HBF₄、H₃BO₃和添加剂，用去离子水配制，活化液的pH值小于0.2。采用机械磨削方法对所述钛金属进行表面毛化处理，磨削时钛金属工件没入活化液中，钛金属表面毛化后的表面粗糙度参数值Ra的范围为：10 μm ≤ Ra ≤ 25 μm。

步骤3：采用复合电刷镀方法，在钛金属工件的已毛化表面上制备镍-钴-纳米钨颗粒复合镀层。复合电刷镀镀液的组成为NiSO₄·6H₂O、NiCl₂·6H₂O、CoSO₄·7H₂O、H₃BO₃、镀有镍-钴膜的纳米钨颗粒和添加剂，用去离子水配制，表面镀有镍-钴合金膜的纳米钨颗粒在复合电刷镀镀液中的含量不低于40 g/L且不高于150 g/L。采用超声波分散处理方法，使纳米钨颗粒充分悬浮于镀液中。钛金属工件经过步骤2表面毛化及活化处理后，再经过水洗，即可开始复合电刷镀，在钛金属工件表面制备出镍-钴-纳米钨颗粒复合镀层，复合镀层的基体相为镍-钴合金，纳米钨颗粒分布在镍-钴基体相中。

由于镍-钴合金基体塑性和韧性很好，镍-钴-纳米钨颗粒复合镀层在镍-钴合金基体中不容易产生裂纹，同时纳米钨颗粒通过释放镀层应力和抑制裂纹的萌生与扩展，进一步防止镀层产生裂纹。

纳米钨颗粒由于其尺度为纳米级，在后续热处理过程中，纳米钨颗粒固相溶解速度快，并有利于形成均匀一致的镍-钴-钨三元合金表层。

步骤4：对镀有复合镀层的钛金属工件进行纳米钨颗粒固相溶解及均匀化热处理，使镍-钴-纳米钨颗粒复合镀层转变成为钛金属工件的镍-钴-钨三元合金表层。第一步，以10~20℃/min的加热速率加热至800~850℃，保温10~20 min，在800~850℃高温下，镍-钴-纳米钨颗粒复合镀层中的纳米钨颗粒开始快速溶解，并且复合镀层/工件基体界面之间元素互扩散；第二步，以3~8℃/min的降温速率降温至500~550℃，保温120~360 min，在500~550℃长时间保温，让钨原子通过固相扩散在镍-钴合金基体相中充分溶解、均匀化与稳定化；第三步，随炉降温至室温。

经过纳米钨颗粒固相溶解及均匀化热处理后，镍-钴-纳米钨颗粒复合镀层形成具有高硬度且与钛金属工件基本牢固冶金结合的镍-钴-钨三元合金表层。镍-钴-钨三元合金表层中镍元素的质量百分含量不低于35%，钴元素的质量百分含量不低于20%，且镍元素的质量百分含量高于钴元素的质量百分含量，钨元素的质量百分含量不低于10%且不高于45%。

实施例1

一种基于纳米颗粒固相溶解的钛金属含钨表层制备方法，包括以下步骤：

（1）采用高能球磨法，在纳米钨颗粒表面机械镀镍-钴合金膜

以纯度均大于99.6%的纳米钨粉、1~5μm镍粉、纳米镍粉及纳米钴粉为原料。分三步实现纳米钨颗粒机械镀镍-钴合金膜：

第一步，纳米钨颗粒表面机械镀镍膜，在纳米钨粉中加入直径为1~5μm镍粉作为高能球磨原料，其中镍粉质量为纳米钨粉质量的0.2%，球料比为10:1，转速400r/min，球磨时间15小时，制备出表面镀有镍膜的纳米钨颗粒；

第二步，混粉，在第一步所制备的表面镀有镍膜的纳米钨颗粒中加入纳米镍粉和纳米钴粉，其中纳米镍粉为原始纳米钨粉质量的0.2%，纳米钴粉为纳米镍粉质量的1/3，球料比为6:1，转速100r/min，球磨时间2小时，制备出混合粉末；

第三步，纳米钨颗粒表面机械镀镍-钴合金膜，以第二步制备的混合粉末为高能球磨原料，球料比为10:1，转速400r/min，球磨时间20小时，制备出表面镀有镍-钴合金膜的纳米钨颗粒。高能球磨均在真空或氩气保护环境下进行。

（2）在活化液中对钛金属工件同时进行表面毛化及活化处理

钛金属为工业纯钛TA2，活化液的组成为(NH₄)₂SO₄、H₂SO₄、HBF₄、H₃BO₃和添加剂，用去离子水配制，活化液的pH值小于0.2。采用砂轮磨削方法对所述钛金属工件进行表面毛化处理，磨削时钛金属工件没入活化液中，钛金属工件表面毛化后的表面粗糙度参数值Ra的范围为：10 μm ≤ Ra ≤ 25 μm。

（3）采用复合电刷镀方法，在钛金属工件的已毛化表面上制备镍-钴-纳米钨颗粒复合镀层

复合电刷镀镀液配方如表1所示，用去离子水配制。采用超声波分散处理方法，使表面镀有镍-钴合金膜的纳米钨颗粒充分悬浮于镀液中，形成复合电刷镀镀液。

表1 复合电刷镀镀液配方

首先对已表面毛化的钛金属工件水洗，然后进行复合电刷镀，其工艺参数为：温度 35~50℃，pH值 2.5~3.0，电压 10~12V，相对速度 8~10 m/min。在钛金属工件表面制备出镍-钴-纳米钨颗粒复合镀层。

（4）对镀有复合镀层的钛金属工件进行纳米钨颗粒固相溶解及均匀化热处理，使镍-钴-纳米钨颗粒复合镀层转变成为钛金属工件的镍-钴-钨三元合金表层

第一步，以10~20℃/min的加热速率加热至850℃，保温20min，在850℃高温下，镍-钴-纳米钨颗粒复合镀层中的纳米钨颗粒开始快速溶解，并且复合镀层/工件基体界面之间元素互扩散；

第二步，以3~8℃/min的降温速率降温至550℃，保温360 min，在550℃长时间保温，让钨原子通过固相扩散在镍-钴合金基体相中充分溶解、均匀化与稳定化；

第三步，随炉降温至室温。

纳米钨颗粒固相溶解及均匀化热处理均在真空炉中进行。

经过纳米钨颗粒固相溶解及均匀化热处理后，镍-钴-纳米钨颗粒复合镀层形成具有高硬度且与工件基体牢固冶金结合的镍-钴-钨三元合金表层。镍-钴-钨三元合金表层中镍的质量百分含量为35.80%，钴的质量百分含量为20.37%，钨的质量百分含量为43.83%。镍-钴-钨三元合金表层无裂纹，硬度达到922HV；划痕试验和试板弯曲试验均合格，表明镍-钴-钨三元合金表层和基体具有非常好的结合强度。

图2为镍-钴-钨三元合金表层的表面形貌，从图2中可见，表层组织致密、晶粒大小均匀，晶粒直径2.5微米左右，没有出现表面裂纹。图3为镍-钴-钨三元合金表层表面的微区EDS成分分析，分析区域对应图2中的微区1，由图3可知，镍-钴-钨三元合金表层中镍、钴、钨的质量百分含量分别为35.80%、20.37%、43.83%。图4为镍-钴-钨三元合金表层的截面图，镍-钴-钨三元合金表层2因为含大量原子序数高的钨原子，在扫描电镜背散射图中呈现为亮色，钛金属工件基体3由于钛原子的原子序数低，呈现为暗色。镍-钴-钨三元合金表层的厚度为25微米左右，表面平整，中间没有出现裂纹；镍-钴-钨三元合金表层与钛金属工件基体结合界面为工件表面毛化所形成的交错界面，结合非常致密，没有出现未结合现象。交错界面结构的结合界面给镍-钴-钨三元合金表层和钛金属工件基体带来非常牢固的结合力。

实施例2

采用与实施例1相同的方法，但复合电刷镀镀液中含有机械镀有镍-钴合金膜的纳米钨颗粒的含量为125g/L，纳米钨颗粒固相溶解及均匀化热处理第一步加热至850℃，保温20min；第二步中降温至550℃，保温300min。镍-钴-钨三元合金表层中镍、钴、钨的质量百分含量分别为39.57%、25.38%、35.05%。镍-钴-钨三元合金表层无裂纹，硬度为757HV；划痕试验和试板弯曲试验均合格。

实施例3

采用与实施例1相同的方法，但复合电刷镀镀液中含有机械镀有镍-钴合金膜的纳米钨颗粒的含量为100g/L，纳米钨颗粒固相溶解及均匀化热处理第一步加热至820℃，保温15min；第二步中降温至520℃，保温250min。镍-钴-钨三元合金表层中镍、钴、钨的质量百分含量分别为43.26%、28.21%、28.53%。镍-钴-钨三元合金表层无裂纹，硬度为645HV；划痕试验和试板弯曲试验均合格。

实施例4

采用与实施例1相同的方法，复合电刷镀镀液中含有机械镀有镍-钴合金膜的纳米钨颗粒的含量为80g/L，纳米钨颗粒固相溶解及均匀化热处理第一步加热至800℃，保温15min；第二步中降温至500℃，保温180min。镍-钴-钨三元合金表层中镍、钴、钨的质量百分含量分别为46.17%、32.50%、21.33%。镍-钴-钨三元合金表层无裂纹，硬度为602HV；划痕试验和试板弯曲试验均合格。

实施例5

采用与实施例1相同的方法，但复合电刷镀镀液中含有机械镀有镍-钴合金膜的纳米钨颗粒的含量为40g/L，纳米钨颗粒固相溶解及均匀化热处理第一步加热至800℃，保温10min；第二步中降温至500℃，保温120min。镍-钴-钨三元合金表层中镍、钴、钨的质量百分含量分别为55.11%、33.64%、11.25%。镍-钴-钨三元合金表层无裂纹，硬度为538HV；划痕试验和试板弯曲试验均合格。

实施例6

采用与实施例1相同的方法，其中纳米钨颗粒机械镀镍-钴合金膜的三步，第一步中镍粉质量为纳米钨粉质量的0.5%，球料比为12:1，转速450 r/min，球磨时间20小时；第二步中纳米镍粉为原始纳米钨粉质量的0.6%，纳米钴粉为纳米镍粉质量的1/2，球料比为8:1，转速150r/min，球磨时间3小时；第三步球料比为12:1，转速450r/min，球磨时间25小时。镍-钴-钨三元合金表层中镍、钴、钨的质量百分含量分别为37.12%、 21.53%、41.35%。镍-钴-钨三元合金表层无裂纹，硬度为904HV；划痕试验和试板弯曲试验均合格。

对比例1

为了比较，还采用电刷镀的方法直接在工业纯钛TA2表面制备镍-钴-钨三元合金镀层，电刷镀镍-钴-钨三元合金所用镀液配方如表2所示。工件表面镀前不进行毛化处理。所制备的镍-钴-钨三元合金镀层中，镍、钴、钨的质量百分含量分别为41.27%、25.31%、33.42%，硬度为609HV。但镀后即在镀层表面出现微小裂纹；划痕试验不合格：在划痕交叉点观察到镀层起皮现象；试板弯曲试验不合格：试板弯曲过程中，出现镀层剥离现象。

表2 电刷镀镍-钴-钨三元合金所用镀液配方

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

上述仅为本发明的优选实施例，本发明并不仅限于实施例的内容。对于本领域中的技术人员来说，在本发明的技术方案范围内可以有各种变化和更改，所作的任何变化和更改，均在本发明保护范围之内。

Claims

1.一种基于纳米颗粒固相溶解的钛金属含钨表层制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于纳米颗粒固相溶解的钛金属含钨表层制备方法，其特征在于，所述纳米钨颗粒表面机械镀镍-钴合金膜包含三步：第一步，纳米钨颗粒表面机械镀镍膜，在纳米钨粉中加入直径为1~5 μm的镍粉作为高能球磨原料，其中镍粉质量为纳米钨粉质量的0.2 ~ 0.5 %，球料比为10:1 ~ 12:1，转速400~450 r/min，球磨时间15~20小时，制备出表面镀有镍膜的纳米钨颗粒；第二步，混粉，在第一步所制备的表面镀有镍膜的纳米钨颗粒中加入纳米镍粉和纳米钴粉，其中纳米镍粉为原始纳米钨粉质量的0.2~ 0.6%，纳米钴粉为纳米镍粉质量的1/3~1/2，球料比为6:1 ~ 8:1，转速100~150 r/min，球磨时间2~3小时，制备出混合粉末；第三步，纳米钨颗粒表面机械镀镍-钴合金膜，以第二步制备的混合粉末为高能球磨原料，球料比为10:1 ~ 12:1，转速400~450 r/min，球磨时间20~25小时，制备出表面镀有镍-钴合金膜的纳米钨颗粒。

3.根据权利要求1所述的一种基于纳米颗粒固相溶解的钛金属含钨表层制备方法，其特征在于，所述复合电刷镀的镀液中，表面镀有镍-钴合金膜的纳米钨颗粒的含量不低于40g/L且不高于150 g/L。

4.根据权利要求1所述的一种基于纳米颗粒固相溶解的钛钛金属含钨表层制备方法，其特征在于，所述活化液的pH值小于0.2，采用机械磨削方法对所述钛金属进行表面毛化处理，机械磨削时钛金属没入活化液中，钛金属表面毛化后的表面粗糙度参数值Ra的范围为：10 μm ≤ Ra ≤ 25 μm。

5.根据权利要求1所述的一种基于纳米颗粒固相溶解的钛金属含钨表层制备方法，其特征在于，所述钛金属为纯钛或钛合金。

6.根据权利要求1所述的一种基于纳米颗粒固相溶解的钛金属含钨表层制备方法，其特征在于，所述纳米钨颗粒固相溶解及均匀化热处理在真空炉中进行，包含三步：第一步，加热至800~850℃，保温10~20 min，第二步，降温至500~550℃，保温120~360 min，第三步，随炉降温至室温。

7.根据权利要求1所述的一种基于纳米颗粒固相溶解的钛金属含钨表层制备方法，其特征在于，所述镍-钴-钨三元合金表层中镍元素的质量百分含量不低于35%，钴元素的质量百分含量不低于20%，且镍元素的质量百分含量高于钴元素的质量百分含量，钨元素的质量百分含量不低于10%且不高于45%。