Koje su metode površinske obrade legura titana?
legura titana naširoko se koristi u zrakoplovstvu, kemijskoj industriji i biomedicinskim poljima. Unatoč tome, njihova niska tvrdoća i nesretni neprijatelj trošenja i svojstva smanjenja kontakta ograničavaju njihovu primjenu. Korištenje inovacije prilagodbe površine za rad na površinskoj razini svojstava titanijske legure privuklo je mnogo pažnje. Kemijska obrada ili kemijska oksidacija obično je najčešća metoda za povećanje vezne sile između podloge i sloja premaza i otpornosti površine na koroziju. Bez obzira na to, oksidni film dobiven kemijskom oksidacijom je tanak i ima slabu otpornost na koroziju i trajnost. Kemijsko nanošenje i galvanizacija na titanu je teško zbog oksidnog filma na njegovoj površini. Nasuprot tome, mikrolučna oksidacijska obrada općenito se smatra metodom površinske obrade legure titana koja najviše obećava u ovom trenutku.
Općenito, titan i legure titana imaju lošiju otpornost na trošenje od uobičajeno korištenih bioloških legura CoCr legura i nehrđajućeg čelika 316L, a proizvedeni prah za habanje može imati negativne učinke na biološko tijelo. Stoga, neke novorazvijene legure titana za biološku upotrebu često zahtijevaju odgovarajuću površinsku obradu kako bi se poboljšala njihova otpornost na trošenje prije upotrebe in vivo. Kako bi se dodatno poboljšala otpornost na koroziju, otpornost na habanje, otpornost na trzanje, otpornost na oksidaciju pri visokim temperaturama, itd. titanovih legura, površinska obrada titanovih legura učinkovit je način za daljnje proširenje opsega upotrebe titanovih legura. Može se reći da je trenutačna uporaba metala Gotovo sve metode površinske obrade primijenjene su na površinsku obradu titanovih legura, uključujući metalno oplatu, kemijsko oplatu, toplinsku difuziju, eloksiranje, toplinsko raspršivanje, niskotlačnu ionsku tehnologiju, elektroničku i lasersko površinsko legiranje i neravnotežno magnetronsko raspršivanje. , ionsko nitriranje, proizvodnja PVD filma, ionsko oplata, nanotehnologija itd. Čini se da je stvaranje TiO, TiN i TiC infiltracijskih prevlaka na površini titanovih legura i površinski oksidacijski tretman TiAlN višeslojnih nanofilmova kako bi se poboljšala njihova površinska otpornost na habanje još uvijek su u fokusu istraživanja.
Taloženje tekućine:Biokeramički premaz za taloženje tekućine na površini TC4. Posljednjih godina javno je objavljeno istraživačko istraživanje o pripremi biokeramičkih premaza na površini matričnih implantata od legure titana putem kemijske obrade. Na primjer, postupak obrade alkalijama u dva koraka predložen je korištenjem procesa obrade visoke koncentracije NaOH ili H2O2, a neki ljudi su uveli modulatore kao što su vinil trietoksisilan i natrijev poliakrilat za dobivanje biokeramičkih premaza. Nakon jednostavne kiselinsko-bazne prethodne obrade, legura titana TC4 uranja se i taloži u otopinu za brzu kalcifikaciju (FCS) koja simulira tjelesnu tekućinu, kako bi se dobili gradijentno vezani HA biokeramički premazni kompoziti na bazi titana s dobrom biološkom aktivnošću. Proučavanje ove metode ima vrlo važno teoretsko značenje i potencijalnu ekonomsku vrijednost za izravnu primjenu legura titana kao materijala za implantate tvrdih tkiva.
Obrada površine oksidacijom:U usporedbi s drugim tehnologijama površinske obrade, ionska implantacija pokazuje mnoge prednosti. U usporedbi s fizičkim ili kemijskim taloženjem iz pare, glavne prednosti su: ① Film se dobro spaja s podlogom i ima jaku otpornost na mehaničke i kemijske učinke bez ljuštenja; ② Implantacija Proces ne zahtijeva povećanje temperature podloge, čime se održava geometrijska točnost izratka; ③ Proces ima dobru ponovljivost itd. Mnogi su istraživači izvijestili da implantacija dušikovih iona ima dobar učinak na poboljšanje površinskog sastava, mikrostrukture, tvrdoće i triboloških svojstava Ti6Al4V legure titana. TiC je također supertvrda faza, tako da ionska implantacija ugljika u legure titana također može ojačati površinu legura titana. Međutim, budući da ionska implantacija temeljena na plazmi nije kontinuirani proces, kada se primijeni svaki negativni impulsni potencijal, kako pulsni potencijal pada od nule do vrijednosti doline, a zatim se ponovno podiže na nulu, javljaju se dva procesa, raspršivanje i implantacija. Ako plazma sadrži ione metala ili ugljika, kada je potencijal pulsa nula, na površini će se pod određenim uvjetima formirati jedan sloj taloženja ugljika. Pod određenim pulsnim naponom (10~30kV), struktura ovog jednog sloja ugljika bit će ugljik sličan dijamantu (DLC). Kao rezultat, može se dobiti površinski modificirani sloj s nižim koeficijentom trenja i boljom otpornošću na trošenje od sloja s ubrizgavanjem dušika. Eksperimentalno je utvrđeno da je jedan sloj ugljika na površini DLC film. Površinska tvrdoća ovako obrađene legure titana povećava se 4 puta. Kada isti materijal formira tarni par, u uvjetima suhog trenja, koeficijent trenja pada s 0·4 na 0·1, a otpornost na trošenje je više od 30 puta veća od one bez ionske implantacije. .
Taloženje pojačano ionskom zrakom (IBED):CrC tvrdi film pripremljen je pomoću metode poboljšanog taloženja ionskim snopom (IBED), koja se može koristiti za zaštitu titanovih legura od habanja. Istraživanja pokazuju da CrC pokazuje najbolje karakteristike zamora od trnjanja; a CrC film obložen nakon sačmarenja pokazuje najveću otpornost na habanje. Bombardiranje ionima: Nakon površinske obrade legure titana TC11 bombardiranjem dušikovim ionima, na površini se može dobiti modificirani sloj sastavljen od TiN i Ti2N, s tvrdoćom od 600~800HV; povećanje površinske tvrdoće pogoduje poboljšanju otpornosti na trošenje legure titana TC11. Plazma nitriranje iutvrđivanje površine:DC impulsno plazma napajanje koristi se za nitriranje površine titanijske legure Ti6Al4V, a ojačanje deformacijom sačmom (SP) koristi se za naknadnu obradu sloja nitriranja. TiN, Ti2N i Ti2A1N se dobivaju na površini legure titana. Nitrirani sloj sastavljen od jednakih faza, ovaj modificirani sloj može značajno poboljšati konvencionalnu otpornost na habanje i habanje (FW) legura titana, ali smanjuje otpornost na FF osnovnog materijala. Svojstva nitriranog sloja za smanjenje trenja i protiv habanja djeluju sinergistički s površinskim preostalim tlačnim naprezanjem koje uvodi SP, čineći da otpornost titanijske legure FF premašuje onu samog SP-a. Poboljšanje žilavosti nitriranog sloja vrlo je važno za poboljšanje svojstava FF i FW
legura titana. DLC membrana:Kompozitna karbonska membrana ima jedinstvena fizikalna, mehanička i kemijska svojstva te je korištena kao predmet brojnih istraživanja. Glavna svrha korištenja metode kemijskog taloženja iz plinske pare poboljšane radiofrekventnom plazmom za pripremu ugljičnih filmova sličnih dijamantu je poboljšanje površinske tvrdoće i otpornosti na trenje legura titana. Rezultati ispitivanja pokazuju da ako sadržaj titana u filmu premaši 9%, tvrdoća filma će se smanjiti, a također je ograničena čvrstoća lijepljenja baze filma.
AC mikrolučna oksidacija:Mikrolučna oksidacija (MAO) je nova tehnologija za uzgoj oksidnih keramičkih filmova na metalnim površinama. Razvio se iz eloksiranja, ali je primijenio visoki napon od nekoliko stotina volti, probijajući naponska ograničenja eloksiranja. Ova tehnologija izravno pretvara osnovni metal u oksidnu keramiku trenutnim visokotemperaturnim i visokotlačnim sinteriranjem u zoni mikrolučnog pražnjenja i dobiva deblji oksidni film. Za mikrolučni oksidacijski film na površini titanijske legure, tvrdoća dobivenog filma je visoka i dobro se kombinira s metalnom matricom. Poboljšava otpornost na habanje, otpornost na koroziju, otpornost na toplinske udare i izolacijska svojstva površine legure titana i ima izglede za primjenu u mnogim područjima.
