一切資料常有它的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),為了更好地進(jìn)一步做到提升鈦合金耐腐蝕性、耐磨性能、抗軸體磨損性、高溫抗氧化等目地,對(duì)鈦合金開(kāi)展表面解決是進(jìn)一步擴(kuò)張鈦合金應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的重要途徑,能夠這樣說(shuō)現(xiàn)階段對(duì)合金的表面解決方式 基本上全部應(yīng)用到鈦合金的表面解決上,包含金屬材料電鍍工藝、化學(xué)鍍鎳、熱擴(kuò)散系數(shù)、陽(yáng)極氧化處理、熱噴涂、低電壓正離子加工工藝、電子器件和激光器的表面細(xì)晶強(qiáng)化、非均衡磁控濺射表層的鍍膜、離子氮化、PVD法紀(jì)膜、正離子表層的鍍膜、納米技術(shù)技術(shù)這些。整體看來(lái)在鈦合金表面產(chǎn)生TiO、TiN、TiC滲涂層及TiAlN雙層納米膜依然是關(guān)鍵。

       電鍍工藝:在鈦合金表面電鍍鎳、鍍硬鉻、鍍金等。鍍金目地是提升鈦合金的導(dǎo)電性能和纖焊性。鈦合金基材上面有一層緊密的金屬氧化物塑料薄膜,電鍍工藝不容易開(kāi)展,因此 電鍍工藝前需要對(duì)鈦合金表面開(kāi)展預(yù)備處理。

       鈦合金微弧氧化：微弧氧化(MAO)是一項(xiàng)在金屬材料表面生長(zhǎng)發(fā)育金屬氧化物微濾的新技術(shù)。它從陽(yáng)極氧化處理發(fā)展趨勢(shì)而成,但它增加了好幾百伏的髙壓,提升了陽(yáng)極氧化處理對(duì)電流的限定。該技術(shù)根據(jù)微弧充放電區(qū)一瞬間超高壓高溫煅燒立即把基材金屬材料變?yōu)榻饘傺趸锎善?并得到偏厚的金屬氧化物膜。對(duì)鈦合金微弧氧化膜,得到膜的強(qiáng)度高并與合金基材融合優(yōu)良。改進(jìn)了鈦合金表面的耐磨損、耐腐蝕、耐高溫沖擊性及絕緣層等特性,在很多行業(yè)具備應(yīng)用前景。

       表面空氣氧化解決：一般鈦和鈦合金相較常見(jiàn)的生物用鋁合金CoCr鋁合金和316L不銹鋼板的耐腐蝕性都較弱,并且所造成的損壞粉在植物體內(nèi)都是有也許造成負(fù)面影響。因而,新研發(fā)的一些生物用鈦合金在植物體內(nèi)應(yīng)用以前通常都需要采用合理的表面解決,以增強(qiáng)其耐磨性。因此，日本豐橋技術(shù)科學(xué)研究高校和大同市特殊鋼材企業(yè)探討了一種新研發(fā)的生物用β型鈦合金。Ti29Nb13Ta46Zr(通稱(chēng)TNTZ鋁合金),采用表面空氣氧化解決增強(qiáng)其表面耐磨性能。

       離子注入:離子注入與其他表面解決技術(shù)

       對(duì)比表明了眾多優(yōu)勢(shì),與物理學(xué)或有機(jī)化學(xué)液相堆積對(duì)比,關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)在：

       ①膜與基材融合好,抗機(jī)械設(shè)備、化學(xué)效用不脫落工作能力強(qiáng)；

       ②引入全過(guò)程不規(guī)定上升基材溫度,進(jìn)而可維持產(chǎn)品工件幾何圖形精密度;

       ③加工工藝可重復(fù)性好等。很多學(xué)者報(bào)導(dǎo)了氮離子注入對(duì)Ti6Al4V鋁合金表面成份、組織架構(gòu)、強(qiáng)度及固體力學(xué)特性有較好緩解實(shí)際效果。

       TiC也是超硬相,故鈦合金經(jīng)離子注入碳也一樣能夠加強(qiáng)鈦合金表面?？墒且?yàn)榈入x子技術(shù)基離子注入并不是持續(xù)全過(guò)程,增加每一負(fù)單脈沖電位差時(shí),伴隨著單脈沖電位差由零降低至谷值,再回暖至零,產(chǎn)生著磁控濺射和引入2個(gè)全過(guò)程。假如等離子技術(shù)中帶有金屬材料或碳離子時(shí),在單脈沖電位差為零時(shí),在一定情況下還會(huì)繼續(xù)在表面產(chǎn)生單一碳沖積物,在一定單脈沖工作電壓(10~30kV)功效下,該單一碳層的構(gòu)造為類(lèi)金鋼石碳(DLC)。進(jìn)而能夠得到比注氮層摩擦阻力更低,耐磨性能更強(qiáng)的表面改性材料層。表面單一碳層經(jīng)試驗(yàn)明確其為DLC膜。經(jīng)那樣解決的鈦合金,表面強(qiáng)度提升4倍,在同類(lèi)原材料組成磨擦副,干磨擦情況下,摩擦阻力由0·4降低至0·1,耐磨性能較未離子注入的提升30倍之上。

       電子束提高堆積(IBED)：運(yùn)用電子束提高堆積(IBED)方式 制得了CrC硬質(zhì)的膜,可用以鈦合金的軸體損壞安全防護(hù)。研究表明,CrC表明出最合適的軸體疲憊特點(diǎn);而拋丸后涂敷的CrC膜則表明出了最大的軸體損壞抵抗力。

       鍍層技術(shù)：鍍層技術(shù)是改進(jìn)鈦合金抗氧化的有效的方式。英國(guó)一家企業(yè)科學(xué)研究出一種改進(jìn)鈦合金抗氧化能的新方式 ,在鈦合金基材上添一種勻稱(chēng)的合金銅鍍層。鍍層常用的合金銅可從下面三種構(gòu)成中選擇一種:1·銅 7%鋁;2·銅 4·5%鋁;3·銅 5·5%鋁+3%硅。涂層是在基體溫度低于619℃的條件下進(jìn)行涂覆的。

       激光淬火：據(jù)報(bào)道鈦合金TC11微動(dòng)磨損量隨法向載荷和微動(dòng)幅度的增大而增加。激光淬火后鈦合金TC11抗微動(dòng)磨損能力有所提高,其提高幅度與微動(dòng)幅度大小,抗微動(dòng)磨損能力的改善是激光淬火使組織細(xì)化、硬度提高的結(jié)果。

       激光熔覆：航空發(fā)動(dòng)機(jī)鈦合金鎳基合金摩擦副的接觸磨損是航空發(fā)動(dòng)機(jī)使用中的一大難題,利用激光熔覆技術(shù)可獲得優(yōu)良的涂層,為燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)零件的修復(fù)開(kāi)創(chuàng)了一條新途徑,熔覆合金粉末是CoCrW和WC的機(jī)械混合物,提高了高溫耐磨和抗腐蝕性能,技術(shù)特點(diǎn)是制備時(shí)間短,質(zhì)量穩(wěn)定,并消除了由于熱影響可能產(chǎn)生的裂紋問(wèn)題。

       離子轟擊:TC11鈦合金經(jīng)氮離子轟擊表面處理后,表面可獲得由TiN和Ti2N組成的改性層,硬度為600~800HV;表面硬度的提高,有利于改善TC11鈦合金的耐磨性。

       等離子滲氮與噴丸處理：利用直流脈沖等離子電源裝置對(duì)Ti6Al4V鈦合金表面滲氮處理,采用噴丸形變強(qiáng)化(SP)對(duì)滲氮層進(jìn)行后處理,在鈦合金表面獲得由TiN、Ti2N、Ti2A1N等相組成的滲氮層,該改性層能夠顯著地提高鈦合金常規(guī)磨損和微動(dòng)磨損(FW)抗力,但降低了基材的FF抗力。滲氮層的減摩和抗磨性能與SP引入的表面殘余壓應(yīng)力協(xié)同作用,使鈦合金FF抗力超過(guò)了SP單獨(dú)作用。提高滲氮層韌度對(duì)改善鈦合金FF和FW性能均十分重要。

       DLC膜：復(fù)合碳膜具有獨(dú)特的物理、力學(xué)和化學(xué)性能,它已被作為眾多的研究對(duì)象。利用射頻等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法制備類(lèi)金剛石薄膜,其主要目的也是為提高鈦合金的表面硬度和耐摩擦性。試驗(yàn)結(jié)果表明膜中鈦含量超過(guò)9%,膜的硬度將會(huì)下降,且膜基結(jié)合力強(qiáng)度也是有限的。

       液相沉積：TC4表面液相沉積生物陶瓷涂層。近年來(lái),通過(guò)化學(xué)處理,在鈦合金基體植入件表面制取生物陶瓷涂層的探索性研究已有公開(kāi)的報(bào)道。如用高濃度的NaOH或H2O2處理工藝,提出的兩步堿處理工藝,還有人引入了乙烯基三乙氧基硅烷和聚丙烯酸鈉等調(diào)制劑來(lái)獲得生物陶瓷涂層。對(duì)TC4合金進(jìn)行簡(jiǎn)單的酸堿預(yù)處理后,再在一種仿體液的快速鈣化溶液(FCS)中浸泡沉積,以期獲得梯度結(jié)合的生物活性好的鈦基HA生物陶瓷涂層復(fù)合材料。該方法的研究對(duì)鈦合金直接作為硬組織植入材料應(yīng)用有著十分重要的理論意義和潛在的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。