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一种在中锆合金表面渗锆制备富锆改性层的方法，其主要包括以下步骤：1、锆合金Zr51Ti39Al5V5的表面预处理；2、双辉等离子渗镀处理，渗锆源极靶材为工业纯锆，源极与合金表面间距为16‑18mm；抽真空至4Pa以下，充入氩气至300Pa，重复抽三次；将工作气压调至30‑40Pa，打开合金极电源升电压至300V，对合金表面进行轰击清洗10min，随后将合金电压升至工作电压450‑550V；打开源极电源升电压至640‑650V，对源极靶材进行轰击清洗10min，最后升源极电压至工作电压800‑900V，温度稳定在750‑850℃；恒温渗镀3‑5h。本发明所制备的锆合金表面层硬度明显提高，摩擦系数减小，磨损量也较之前明显减少，而且其表面耐蚀性能得到明显改善。