Τα κράματα τιτανίου χρησιμοποιούνται ευρέως στην αεροδιαστημική, τη βιοϊατρική και άλλους τομείς λόγω του μικρού βάρους, της υψηλής αντοχής και της αντοχής στη διάβρωση. Ωστόσο, η χαμηλή επιφανειακή σκληρότητα και η κακή αντοχή στη φθορά των κραμάτων τιτανίου περιορίζουν την εφαρμογή τους σε περιβάλλοντα υψηλής τριβής. Για να βελτιωθεί η αντοχή στη φθορά των κραμάτων τιτανίου, μπορούν να χρησιμοποιηθούν διάφορες τεχνικές επικάλυψης επιφανειών.
1. Ψεκασμός με υπερηχητική φλόγα (HVOF)
Η μέθοδος HVOF χρησιμοποιείται για την παρασκευή διαφορετικού πάχους επικαλύψεων Cr3C2-NiCr, Ni50 και NiCr στην επιφάνεια του κράματος τιτανίου TC4 και το ανθεκτικό στη φθορά ανώτερο στρώμα Ni-cBN παρασκευάζεται στην κάτω επιφάνεια με τεχνολογία σύνθετης επιμετάλλωσης , το οποίο μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την αντοχή συγκόλλησης και τις ανθεκτικές στη φθορά ιδιότητες της επίστρωσης. Οι τριβολογικές ιδιότητες διαφορετικών επικαλύψεων με κράμα τιτανίου TC4 υπό συνθήκες ξηρής τριβής βρέθηκαν με δοκιμή και ανάλυση της μικροδομής και των μηχανικών ιδιοτήτων των επικαλύψεων. Διαπιστώθηκε ότι η επίστρωση Ni50 μπορεί να μειώσει την απώλεια φθοράς κόλλας του υποστρώματος από κράμα τιτανίου TC4 και της μέγγενης τριβής, η οποία παρέχει ένα εφικτό πρόγραμμα για το σχεδιασμό ανθεκτικών στη φθορά επιστρώσεων στην επιφάνεια των κραμάτων τιτανίου και τη βελτίωση της απόδοσης τριβής μεταξύ των εξαρτημάτων από κράμα τιτανίου .
2.Τεχνολογία επένδυσης λέιζερ
Η επένδυση λέιζερ μπορεί να λιώσει προψεκασμένο ή συγκολλημένο υλικό σκόνης στην επιφάνεια του κράματος τιτανίου για να παρασκευάσει ανθεκτικά στη φθορά και αυτολιπαινόμενα επιστρώματα και η αντίσταση στη φθορά της επίστρωσης μπορεί να βελτιωθεί αποτελεσματικά ρυθμίζοντας την ισχύ λέιζερ, την ταχύτητα σάρωσης, τη διάμετρο κηλίδας και άλλες παραμέτρους διαδικασίας. Επιπλέον, η προσθήκη ενισχυτικών και αυτολιπαινόμενων φάσεων κατά τη διάρκεια της διαδικασίας επένδυσης με λέιζερ μπορεί να βελτιώσει περαιτέρω τη μικροσκληρότητα και την αντοχή στη φθορά της επίστρωσης. Τα συνήθως χρησιμοποιούμενα υλικά επένδυσης περιλαμβάνουν σκληρά κεραμικά και αυτοσυντηγόμενα κράματα με βάση το νικέλιο. Μελέτες έχουν δείξει ότι η σκληρότητα και η αντοχή στη φθορά της επίστρωσης μετά την τήξη του SiC με λέιζερ βελτιώνονται σημαντικά.
3. Τεχνολογία οξείδωσης μικρο-τόξου
Η οξείδωση με μικροτόξο μπορεί να σχηματίσει ένα στρώμα από πυκνό φιλμ οξειδίου στην επιφάνεια του κράματος τιτανίου, το οποίο μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την αντοχή στη φθορά και την αντίσταση στη διάβρωση του κράματος τιτανίου συνδυαζόμενος με άλλες τεχνολογίες τροποποίησης επιφανειών. Τεχνολογία οξείδωσης μικρο-τόξου στην προετοιμασία επιφάνειας κράματος τιτανίου κεραμικού στρώματος, με χαμηλή θερμοκρασία προετοιμασίας, απλό εξοπλισμό, προστασία περιβάλλοντος διαλύματος, ομοιομορφία και πυκνότητα στρώματος φιλμ και άλλα πλεονεκτήματα. Μέσω της τεχνολογίας οξείδωσης μικρο-τόξου, ένα στρώμα μεμβράνης με υψηλή σκληρότητα και υψηλή αντοχή συγκόλλησης βάσης φιλμ μπορεί να σχηματιστεί στην επιφάνεια του κράματος τιτανίου, το οποίο βελτιώνει σημαντικά την αντοχή στη φθορά και τη διάβρωση.
4. Σχεδιασμός μικτής ενίσχυσης πολλαπλών φάσεων, πολλαπλών επιπέδων, πολλαπλής κλίμακας
Εμπνευσμένη από τη βιολογική μικροδομή υψηλής απόδοσης της φύσης, η σχεδιαστική ιδέα της μικτής ενίσχυσης πολλαπλών φάσεων, πολλαπλών επιπέδων, πολλαπλής κλίμακας μπορεί να σχεδιαστεί με υψηλή σκληρότητα, υψηλή σκληρότητα και καλή αντοχή στη φθορά της επίστρωσης.
5.Τεχνολογία Θερμικού Ψεκασμού
Τεχνολογία θερμικού ψεκασμού με θέρμανση του υλικού ψεκασμού σε κατάσταση ροής και στη συνέχεια επιταχυνόμενη εκτόξευση στην επιφάνεια του υποστρώματος, σχηματισμός επικαλύψεων με συγκεκριμένες λειτουργίες. Αυτή η τεχνολογία μπορεί να βελτιώσει την αντοχή στη φθορά των κραμάτων τιτανίου. Τα συνήθως χρησιμοποιούμενα υλικά ψεκασμού περιλαμβάνουν γραφίτη επικαλυμμένο με νικέλιο, μονολιθικά μέταλλα και υλικά κραμάτων.
6. Τεχνολογία ψυχρού ψεκασμού
Η τεχνολογία ψυχρού ψεκασμού είναι μια μέθοδος χρήσης αερίου υψηλής ταχύτητας για την επιτάχυνση του υλικού σκόνης σε υψηλή ταχύτητα και την πλαστική παραμόρφωσή του όταν προσκρούει στην επιφάνεια του υποστρώματος για να σχηματίσει μια επίστρωση. Αυτή η τεχνολογία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την προετοιμασία ανθεκτικών στη φθορά επικαλύψεων στην επιφάνεια των κραμάτων τιτανίου, η οποία έχει τα πλεονεκτήματα της ισχυρής συγκόλλησης επίστρωσης και του χαμηλού πορώδους.
7. Τεχνολογία εμφύτευσης ιόντων
Τεχνολογία εμφύτευσης ιόντων σε κενό, χαμηλής θερμοκρασίας, φορτισμένα ιόντα υψηλής ενέργειας στο μέταλλο κοντά στο επιφανειακό στρώμα, σχηματισμός νέας επιφανειακής τροποποίησης του στρώματος κράματος, σχηματισμός του στρώματος κράματος και του υποστρώματος με ισχυρή δύναμη συγκόλλησης, με καλό αποτέλεσμα ανθεκτικό στη φθορά.
8. Τεχνολογία εναπόθεσης φάσης ατμού
Η εναπόθεση φάσης ατμού μπορεί να σχηματίσει ένα στρώμα ομοιόμορφης επίστρωσης στην επιφάνεια του κράματος τιτανίου, προσαρμόζοντας τη σύνθεση και τη δομή της επικάλυψης, μπορεί να βελτιώσει αποτελεσματικά τις ανθεκτικές στη φθορά ιδιότητες του κράματος τιτανίου.
9.Αυτολιπαινόμενη σύνθετη επίστρωση
Οι ερευνητές έχουν επίσης ετοιμάσει αυτολιπαινόμενες σύνθετες επικαλύψεις στην επιφάνεια των κραμάτων τιτανίου, τα οποία περιέχουν σκληρές ενισχυτικές φάσεις και φάσεις λίπανσης, όπως TiN, TiMo, Ti-Ni και MoS2, TiS, αυτές οι επικαλύψεις μπορούν να παρέχουν αυτολιπαινόμενες ιδιότητες βελτιώνοντας αντοχή στη φθορά.
10. Επιστρώσεις από κράμα υψηλής εντροπίας υψηλής θερμοκρασίας
Οι επικαλύψεις υψηλής θερμοκρασίας από κράμα υψηλής εντροπίας έχουν πολλές εξαιρετικές ιδιότητες, οι οποίες μπορούν να βελτιστοποιηθούν περαιτέρω με την προσαρμογή του περιεχομένου ενός ή περισσότερων από αυτά τα στοιχεία, και επομένως έχουν εξαιρετικά υποσχόμενες εφαρμογές. Ωστόσο, αυτό το είδος επικάλυψης βρίσκεται ακόμα στο στάδιο της εργαστηριακής έρευνας, η ανάγκη επίλυσης της αναλογίας στοιχείων είναι παράλογη και τα στοιχεία μήτρας του στρώματος επένδυσης τήγματος της αντίδρασης και άλλα ζητήματα.
