Orice material are avantajele și dezavantajele sale. Pentru a îmbunătăți în continuare rezistența la coroziune, rezistența la uzură, rezistența la fretting, rezistența la oxidare la temperaturi ridicate și alte scopuri ale aliajelor de titan, tratarea suprafeței aliajelor de titan este de a extinde în continuare domeniul de aplicare al utilizării aliajelor de titan. Mod eficient, se poate spune că metodele actuale de tratare a suprafeței pentru metale sunt aproape toate aplicate la tratarea suprafeței de aliaje de titan, inclusiv galvanizare a metalelor, placare fără electro, difuzie termică, anodizare, pulverizare termică, tehnologie de ioni de joasă presiune, aliaje de suprafață electronice și laser chimice, strat de sputare magnetron dezechilibrat, nitriding ion, metoda PVD pentru producția de film, placare ionică, nanotehnologie, etc. În general, formarea de TiO, TiN, TiC straturi pătrunse și TiAlN multistrat nano-filme pe suprafața de aliaje de titan este încă în centrul atenției.
Galvanizare: placare cu nichel, placare cu crom dur, placare cu argint etc. pe suprafața aliajului de titan. Scopul placare de argint este de a îmbunătăți proprietățile de conductivitate și lipire ale aliajului de titan. Există o peliculă de oxid dens pe substratul aliajului de titan, iar galvanizarea este dificilă, astfel încât suprafața aliajului de titan trebuie să fie pretratată înainte de galvanizare.
Oxidarea micro-arcului ac: Oxidarea micro-arcului (MAO) este o nouă tehnologie pentru cultivarea peliculelor ceramice de oxid pe suprafețe metalice. S-a dezvoltat de la anodizare, dar a aplicat o tensiune înaltă de câteva sute de volți, care a trecut prin limitarea tensiunii de anodizare. Această tehnologie transformă direct metalul de bază în ceramică de oxid prin sinterizare instantanee la temperatură înaltă și înaltă presiune în zona de descărcare a micro-arcului și obține un film de oxid mai gros. Pentru pelicula de oxidare cu micro-arc de pe suprafața aliajului de titan, pelicula obținută are o duritate ridicată și o combinație bună cu matricea metalică. Îmbunătățirea rezistenței la uzură, rezistența la coroziune, rezistența la șocuri termice și proprietățile de izolare ale suprafeței aliajului de titan, și are perspective de aplicare în multe domenii Tratament de oxidare a suprafeței: În general, aliajele de titan și titan au o rezistență la uzură mai slabă decât aliajele biologice utilizate în mod obișnuit aliajele CoCr și oțelul inoxidabil 316L, iar pulberea de uzură generată poate avea efecte adverse în organism. Prin urmare, unele aliaje de titan nou-dezvoltate pentru organismele vii necesită adesea un tratament adecvat de suprafață pentru a îmbunătăți rezistența lor la uzură înainte de a fi utilizate în organisme. În acest scop, Japonia Toyohashi Universitatea de Tehnologie și Datong Special Steel Co, Ltd. cercetat un nou dezvoltat β-tip de titan aliaj Ti29Nb13Ta46Zr (TNTZ aliaj pe scurt) pentru uz biologic, și a adoptat tratament de oxidare de suprafață pentru a îmbunătăți rezistența la uzura de suprafață. Implantarea ionică: implantarea ionică și alte tehnologii de tratare a suprafețelor
Comparativ cu a arăta multe avantaje, în comparație cu depunerea de vapori fizice sau chimice, principalele avantaje sunt:
(1)Pelicula este bine combinată cu substratul și are o rezistență puternică la efectele mecanice și chimice fără a se desprinde;
(2)Procesul de injectare nu necesită creșterea temperaturii substratului, astfel încât precizia geometrică a piesei de prelucrat să poată fi menținută;
(3) Repetabilitate bună a proceselor etc. Mulți cercetători au raportat că implantarea ionilor de azot poate îmbunătăți compoziția suprafeței, microstructura, duritatea și proprietățile tribologice ale aliajului Ti6Al4V. TiC este, de asemenea, o fază super tare, astfel încât aliajul de titan poate consolida, de asemenea, suprafața aliajului de titan prin implantarea ionică a carbonului. Cu toate acestea, deoarece implantarea ionică pe bază de plasmă nu este un proces continuu, atunci când se aplică fiecare potențial de puls negativ, deoarece potențialul pulsului scade de la zero la o vale, iar apoi se ridică la zero, apar două procese, sputtering și implantare. Dacă plasma conține ioni de metal sau carbon, atunci când potențialul pulsului este zero, pe suprafață se va forma un singur strat de depunere a carbonului în anumite condiții. Sub acțiunea unei anumite tensiuni de puls (10 ~30kV), structura stratului de carbon unic Este de carbon diamant-ca (DLC). Astfel, se poate obține un strat modificat de suprafață cu coeficient de frecare mai mic și o rezistență la uzură mai bună decât stratul de injecție de azot. Stratul unic de carbon de pe suprafață este determinat experimental ca fiind un film DLC. Duritatea suprafeței aliajului de titan tratat în acest mod este crescută de 4 ori. Când perechea de frecare este formată din același material, coeficientul de frecare este redus de la 0,4 la 0,1 în condiții de frecare uscată, iar rezistența la uzură este crescută de mai mult de 30 de ori în comparație cu implantarea non-ionică. . Depunerea îmbunătățită a fasciculului ionic (IBED): Pelicula dură CrC este preparată prin metoda de depunere îmbunătățită a fasciculului ionic (IBED), care poate fi utilizată pentru protecția la uzură a aliajului de titan. Studiile au arătat că CrC arată cele mai bune caracteristici de oboseală fretting; și filmul CrC filmat după împușcat peening arată cea mai mare rezistență fretting. Tehnologia de acoperire: Tehnologia de acoperire este o metodă eficientă pentru a îmbunătăți rezistența la oxidare a aliajelor de titan. O companie din SUA a dezvoltat o nouă metodă pentru a îmbunătăți rezistența la oxidare a aliajelor de titan prin adăugarea unui strat uniform de aliaj de cupru pe substratul aliaj de titan. Aliajul de cupru utilizat în acoperire poate fi selectat din următoarele trei compoziții: 1. Cupru + 7% aluminiu; 2. Cupru + 4,5% aluminiu; 3. Cupru + 5,5% aluminiu + 3% siliciu. Acoperirea se aplică atunci când temperatura substratului este mai mică de 619°C. Stingerea cu laser: Se raportează că uzura fretting din aliaj de titan TC11 crește cu creșterea sarcinii normale și amplitudine fretting. După stingerea cu laser, aliaj de titan TC11 capacitatea anti-fretting a fost îmbunătățită, precum și creșterea și dimensiunea gamei fretting. Îmbunătățirea capacității anti-fretting este rezultatul rafinamentului structurii și creșterea durității prin stingerea cu laser. Placare cu laser: Uzura de contact a motorului aero aliaj de titan pe bază de nichel aliaj de frecare pereche este o problemă majoră în utilizarea de aeroengines. Tehnologia de placare cu laser poate fi folosit pentru a obține acoperiri excelente, care creează o nouă modalitate de reparare a pieselor motorului cu turbină cu gaz. , Pulberea de aliaj de placare este un amestec mecanic de CoCrW și WC, care îmbunătățește rezistența la uzură la temperatură ridicată și rezistența la coroziune. Caracteristicile tehnice sunt timpul scurt de preparare, calitatea stabilă și eliminarea problemei fisurilor care pot apărea din cauza efectelor termice. Bombardament ionic: După tratarea de suprafață a aliajului de titan TC11 prin bombardament ionic de azot, suprafața poate obține un strat modificat compus din TiN și Ti2N, cu o duritate de 600 ~800HV; creșterea durității suprafeței este benefică pentru îmbunătățirea rezistenței la uzură a aliajului de titan TC11. Nitriding plasma și peening împușcat: suprafața de aliaj de titan Ti6Al4V este nitrided folosind un dispozitiv de putere cu plasmă dc puls, iar stratul de nitriding este post-tratate prin peening împușcat (SP) pentru a obține TiN, Ti2N, Ti2A1N pe suprafața aliajului de titan. Strat de nitriding de compoziție izofază, stratul modificat poate îmbunătăți în mod semnificativ uzura normală și rezistența la uzură fretting (FW) a aliajului de titan, dar reduce rezistența FF a substratului. Proprietățile anti-frecare și anti-uzură ale stratului de nitriding sunt sinergice cu stresul compresiv rezidual de suprafață introdus de SP, astfel încât rezistența aliajului de titan FF o depășește pe cea a SP singur. Îmbunătățirea durității stratului de nitriding este foarte importantă pentru îmbunătățirea proprietăților FF și FW ale aliajului de titan. Dlc film: Filmul de carbon compozit are proprietăți fizice, mecanice și chimice unice, și a fost folosit ca un număr mare de obiecte de cercetare. Scopul principal al pregătirii filmelor de carbon asemănătoare diamantelor prin depunerea chimică îmbunătățită a vaporilor cu plasmă de radio este de a îmbunătăți duritatea suprafeței și rezistența la frecare a aliajelor de titan. Rezultatele testelor arată că, dacă conținutul de titan din film depășește 9%, duritatea filmului va scădea, iar rezistența de lipire a bazei de film este, de asemenea, limitată. Depunere a lichidelor: Depunerea în fază lichidă a acoperirilor bioceramice pe suprafața TC4. În ultimii ani, au fost publicate cercetări exploratorii privind pregătirea acoperirilor bioceramice pe suprafața implanturilor matriceale din aliaj de titan prin tratament chimic. De exemplu, procesul de tratare naOH sau H2O2 cu concentrație ridicată, procesul de tratare alcalină în două etape propus și introducerea de modificatori, ar fi trietoxisilanul de vinil și poliacrilatul de sodiu, pentru a obține acoperiri bioceramice. După o simplă pretratare acido-bazică din aliaj TC4, acesta este scufundat și depus într-o soluție de calcifiere rapidă (FCS) a unui fluid corporal, pentru a obține un compozit de acoperire bioceramică HA pe bază de titan lipit de gradient, cu o bună activitate biologică. Cercetarea acestei metode are o semnificație teoretică foarte importantă și o valoare economică potențială pentru aplicarea aliajului de titan direct ca materiale de implant de țesut dur.
