Ethvert materiale har sine fordeler og ulemper. For å ytterligere forbedre korrosjonsbestandigheten, slitestyrke, frettingmotstand, høy temperatur oksidasjonsmotstand og andre formål med titanlegeringer, er overflatebehandling av titanlegeringer å ytterligere utvide omfanget av bruk av titanlegeringer. Effektiv måte, kan det sies at dagens overflatebehandlingsmetoder for metaller er nesten alle brukt på overflatebehandling av titanlegeringer, inkludert metallelektroplating, elektroløs plating, termisk diffusjon, anodisering, termisk sprøyting, lavtrykksionteknologi, elektronisk og laseroverflatelegeringer Kjemisk, ubalansert magnetron sputtering belegg, ion nitriding, PVD metode for filmproduksjon, ion plating, nanoteknologi, etc. Generelt er dannelsen av TiO, TiN, TiC gjennomsyret lag og TiAlN flerlags nanofilmer på overflaten av titanlegeringer fortsatt fokus.
Galvanisering: nikkelplating, hard kromplating, sølvplating, etc. på overflaten av titanlegering. Formålet med sølvplating er å forbedre konduktiviteten og loddeegenskapene til titanlegeringen. Det er en tett oksidfilm på titanlegeringssubstratet, og galvanisering er vanskelig, så overflaten av titanlegeringen må forbehandling før galvanisering.
AC mikrobueoksidasjon: Mikrobueoksidasjon (MAO) er en ny teknologi for dyrking av oksid keramiske filmer på metalloverflater. Det utviklet seg fra anodisering, men det brukte en høy spenning på flere hundre volt, som brøt gjennom spenningsbegrensningen av anodisering. Denne teknologien forvandler direkte grunnmetallet til oksidkeramikk gjennom umiddelbar høy temperatur og høytrykksspissing i mikrobueutladningssonen, og får en tykkere oksidfilm. For mikrobueoksidasjonsfilmen på overflaten av titanlegering har den oppnådde filmen høy hardhet og god kombinasjon med metallmatrisen. Forbedre slitestyrke, korrosjonsbestandighet, termisk støtmotstand og isolasjonsegenskaper på titanlegeringsoverflaten, og den har applikasjonsutsikter på mange felt Overflateoksidasjonsbehandling: Generelt har titan- og titanlegeringer dårligere slitestyrke enn de vanlige biologiske legeringene CoCr-legering og 316L rustfritt stål, og det genererte slitasjepulveret kan ha negative effekter i organismen. Derfor krever noen nyutviklede titanlegeringer for levende organismer ofte riktig overflatebehandling for å forbedre slitemotstanden før de brukes i organismer. For dette formål forsket Japans Toyohashi University of Technology og Datong Special Steel Co, Ltd. en nyutviklet β-type titanlegering Ti29Nb13Ta46Zr (TNTZ legering for kort) for biologisk bruk, og vedtok overflateoksidasjonsbehandling for å forbedre overflateslitasjemotstanden. Ion implantasjon: ionimplantasjon og andre overflatebehandlingsteknologier
Sammenlignet med å vise mange fordeler, sammenlignet med fysisk eller kjemisk dampdeponering, er de viktigste fordelene:
(1)Filmen er godt kombinert med substratet, og har sterk motstand mot mekaniske og kjemiske effekter uten peeling av;
(2)Injeksjonsprosessen krever ikke økning av substrattemperaturen, slik at den geometriske nøyaktigheten til arbeidsstykket kan opprettholdes;
(3) God prosess repeterbarhet, etc. Mange forskere har rapportert at nitrogenionimplantasjon kan forbedre overflatesammensetningen, mikrostrukturen, hardheten og tribological egenskapene til Ti6Al4V legering. TiC er også en super hard fase, så titanlegering kan også styrke overflaten av titanlegering ved ionimplantasjon av karbon. Men siden plasmabasert ionimplantasjon ikke er en kontinuerlig prosess, når hvert negativt pulspotensial påføres, da pulspotensialet faller fra null til en dal, og deretter stiger til null, oppstår to prosesser, sputtering og implantasjon. Hvis plasmaet inneholder metall- eller karbonioner, når pulspotensialet er null, vil et enkelt karbondeponeringslag bli dannet på overflaten under visse forhold. Under virkningen av en viss pulsspenning (10 ~ 30kV), strukturen av enkelt karbonlag Det er diamantlignende karbon (DLC). Dermed kan et overflatemodifisert lag med lavere friksjonskoeffisient og bedre slitestyrke enn nitrogeninjeksjonslag oppnås. Det eneste karbonlaget på overflaten er eksperimentelt fast bestemt på å være en nedlastbart film. Overflatehardheten til titanlegeringen som behandles på denne måten, økes med 4 ganger. Når friksjonsparet dannes av samme materiale, reduseres friksjonskoeffisienten fra 0,4 til 0,1 under tørre friksjonsforhold, og slitemotstanden økes med mer enn 30 ganger sammenlignet med ikke-ionimplantasjon. . Ionstråle forbedret avsetning (IBED): CrC hard film er utarbeidet av ionstråle forbedret avsetning (IBED) metode, som kan brukes til fretting slitasje beskyttelse av titan legering. Studier har vist at CrC viser de beste fretting tretthet egenskaper; og CrC-filmen belagt etter skudd tisser viser den høyeste fretting motstand. Beleggteknologi: Beleggteknologi er en effektiv metode for å forbedre oksidasjonsmotstanden til titanlegeringer. Et amerikansk selskap har utviklet en ny metode for å forbedre oksidasjonsmotstanden til titanlegeringer ved å legge til et jevnt kobberlegeringsbelegg på titanlegeringssubstratet. Kobberlegeringen som brukes i belegget kan velges fra følgende tre komposisjoner: 1. Kobber + 7% aluminium; 2. Kobber + 4,5% aluminium; 3. Kobber + 5,5% aluminium + 3% silisium. Belegget påføres når substrattemperaturen er lavere enn 619 °C. Laserslukking: Det rapporteres at fretting slitasje av titanlegering TC11 øker med økningen av normal belastning og fretting amplitude. Etter laserslukking har titanlegeringen TC11s anti-fretting evne blitt forbedret, og økningen og størrelsen på frettingområdet. Forbedringen av anti-fretting evne er et resultat av raffinement av strukturen og økningen av hardhet ved laserslukking. Laserkledning: Kontaktslitasje av aeromotoren titanlegering nikkel-basert legering friksjon par er et stort problem i bruk av aeroengines. Laserkledningsteknologien kan brukes til å oppnå gode belegg, noe som skaper en ny måte for reparasjon av gassturbinmotordeler. , Kledningslegeringspulveret er en mekanisk blanding av CoCrW og WC, noe som forbedrer høy temperatur slitestyrke og korrosjonsbestandighet. De tekniske egenskapene er kort forberedelsestid, stabil kvalitet, og eliminere problemet med sprekker som kan oppstå på grunn av termiske effekter. Ion bombardement: Etter overflatebehandling av TC11 titanlegering ved nitrogenion bombardement, kan overflaten få et modifisert lag bestående av TiN og Ti2N, med en hardhet på 600 ~ 800HV; økningen av overflatehardhet er gunstig for å forbedre slitemotstanden til TC11 titanlegering. Plasma nitriding og skudd tissing: overflaten av Ti6Al4V titanlegering er nitrided ved hjelp av en DC puls plasma kraftenhet, og nitriding laget er post-behandlet av skudd tissing (SP) for å få TiN, Ti2N, Ti2A1N på overflaten av titanlegering. Nitriding lag av isophase sammensetning, det modifiserte laget kan betydelig forbedre normal slitasje og fretting slitasje (FW) motstand av titan legering, men redusere FF motstand av substratet. Anti-friksjon og anti-slitasje egenskaper nitriding laget er synergistisk med overflaten gjenværende komprimerende stress introdusert av SP, slik at motstanden av titanlegering FF overstiger sp alene. Å forbedre seighet av nitriding laget er svært viktig for å forbedre FF og FW egenskapene til titanlegering. DLC-film: Den sammensatte karbonfilmen har unike fysiske, mekaniske og kjemiske egenskaper, og den har blitt brukt som et stort antall forskningsobjekter. Hovedformålet med å forberede diamantlignende karbonfilmer ved radiofrekvensplasma forbedret kjemisk damp deponering er å forbedre overflaten hardhet og friksjon motstand av titan legeringer. Testresultatene viser at hvis titaninnholdet i filmen overstiger 9%, vil filmens hardhet reduseres, og båndstyrken til filmbasen er også begrenset. Flytende deponering: Væskefase deponering av biokemisk belegg på overflaten av TC4. I de senere årene har utforskende forskning på fremstilling av biokemisk belegg på overflaten av titanlegeringsmatriseimplantater gjennom kjemisk behandling blitt publisert. For eksempel, den høye konsentrasjonen NaOH eller H2O2 behandlingsprosessen, den foreslåtte to-trinns alkali behandlingsprosessen, og innføring av modifikatorer som vinyl trietoksysilan og natriumpolyakrylat for å oppnå biokemisk belegg. Etter en enkel syre-base forbehandling av TC4 legering, er det nedsenket og deponert i en rask forkalkning løsning (FCS) av en kroppsvæske, for å oppnå en gradient-limt titan-baserte HA biokemisk belegg kompositt med god biologisk aktivitet. Forskningen på denne metoden har svært viktig teoretisk betydning og potensiell økonomisk verdi for anvendelse av titanlegering direkte som hardvev implantat materialer.
