Με τα πλεονεκτήματα της υψηλής ειδικής αντοχής και της καλής αντοχής στη θερμότητα, το κράμα τιτανίου Ti-6A1-4V χρησιμοποιείται ευρέως στην αεροδιαστημική, την πετροχημική, τα τρόφιμα και την ιατρική, αντιπροσωπεύοντας το 75%~85% της συνολικής χρήσης του κράματος τιτανίου, καθιστώντας το κράμα ατού στο κράμα τιτανίου. Ωστόσο, τα ελαττώματα απόδοσης, όπως η χαμηλή σκληρότητα, η κακή αντοχή στη φθορά και η χαμηλή αντοχή στην οξείδωση σε υψηλή θερμοκρασία περιορίζουν σημαντικά την περαιτέρω ανάπτυξηGr.5 κράμα τιτανίου.
Υπάρχουν πολλές τεχνολογίες τροποποίησης επιφάνειας για το κράμα τιτανίου Gr.5, συμπεριλαμβανομένων των παραδοσιακών τεχνολογιών τροποποίησης που αντιπροσωπεύονται από θερμοχημική οξείδωση, ηλεκτρολυτική επιμετάλλωση και ηλεκτρολυτική επιμετάλλωση, καθώς και σύγχρονες τεχνολογίες επεξεργασίας επιφάνειας υλικού, όπως εναπόθεση ατμών, εμφύτευση ιόντων, μικρο-οξείδωση τόξου και επεξεργασία επιφάνειας λάμψης.
(1) Χημική θερμική επεξεργασία
Gr.5 Το κράμα τιτανίου έχει ενεργές χημικές ιδιότητες και μπορεί να αντιδράσει με μια ποικιλία στοιχείων σε διαφορετικές θερμοκρασίες και οι μέθοδοι χημικής θερμικής επεξεργασίας όπως η οξείδωση, η αμμωνία και η ενανθράκωση μπορούν να παρασκευάσουν ένα σκληρό κεραμικό στρώμα στην επιφάνεια του κράματος για να βελτιώσουν την επιφανειακή αντίσταση και τη θερμική αντίσταση του κράματος τιτανίου. Το κεραμικό στρώμα που λαμβάνεται με θερμοχημική μέθοδο μπορεί επίσης να εμποδίσει αποτελεσματικά το σχηματισμό ρωγμών και να αποτρέψει τη διάδοση των ρωγμών, έτσι ώστε η αντίσταση στη σπηλαίωση του κράματος τιτανίου Gr.5 να μπορεί να βελτιωθεί σημαντικά.
Χρησιμοποιώντας την τεχνολογία επεξεργασίας διήθησης αμμωνίας χαμηλής-πίεσης, επικαλύψεις TiN και TiAIN μπορούν να ληφθούν με καλό συνδυασμό με το υπόστρωμα, το βάθος του σκληρυμένου στρώματος είναι 50~60um και η επιφανειακή σκληρότητα είναι 1000-1100HV. Η ανθεκτική στη φθορά επίστρωση TiN/TiN στην επιφάνεια του κράματος Gr.5 μπορεί να βελτιωθεί σημαντικά με τη μέθοδο διείσδυσης αμμωνίας πλάσματος, η οποία μπορεί να βελτιώσει σημαντικά τη σκληρότητα της επιφάνειας και την αντοχή στη φθορά του κράματος. Σε χαμηλή θερμοκρασία (950 μοίρες), το τροποποιημένο στρώμα 3~15,4um μπορεί να παρασκευαστεί στην επιφάνεια του κράματος για 5~40h διαπερατότητας βορίου του Gr.5 και η σκληρότητα αυξάνεται κατά περίπου 5 φορές σε σύγκριση με τη μήτρα και ο συντελεστής αντίστασης στη φθορά της επιφάνειας μειώνεται στο 0,2~0,3 και η αντίσταση στη φθορά έχει βελτιωθεί σημαντικά.
(2) Εναπόθεση ατμών
Η εναπόθεση ατμού είναι η συμπύκνωση του ατμού του υλικού που πρόκειται να εναποτεθεί στο υλικό υποστρώματος υπό συνθήκες κενού για να ληφθεί μια λεπτή μεμβράνη που πληροί τις απαιτήσεις και η προστατευτική επίστρωση λεπτής μεμβράνης με εξαιρετική απόδοση μπορεί να ληφθεί στην επιφάνεια του κράματος Gr.5 με φυσική εναπόθεση ατμού (PVD) ή χημική εναπόθεση ατμού (CVD) και των δύο μεθόδων παραγωγής.
Η υπέρυθρη ευρυζωνική αντιανακλαστική επίστρωση μπορεί να παρασκευαστεί στην επιφάνεια του Gr.5 με εναπόθεση χημικών ατμών και ο ρυθμός διέλευσης ευρείας ζώνης της επιφάνειας του κράματος φτάνει τα 3~12um, έτσι ώστε να μπορεί να βελτιωθεί η υπέρυθρη απόδοση του κράματος Gr.5. Οι λεπτές μεμβράνες διαμαντιών μπορούν να παρασκευαστούν στην επιφάνεια του Gr.5 με χημική εναπόθεση πλάσματος μικροκυμάτων και χημική εναπόθεση θερμού νήματος. Μεμβράνες μικροδιαμάντι και νανοδιαμάντι με υψηλής καθαρότητας CH, H2 και Ar ως πρώτες ύλες μπορούν να ληφθούν στην επιφάνεια του κράματος Gr.5 με εναπόθεση χημικών ατμών θερμού νήματος. Η επίστρωση{11}}όπως το διαμάντι έχει καλή βιοσυμβατότητα, εξαιρετικές φυσικές και χημικές ιδιότητες και εξαιρετική αντοχή στη φθορά, κάτι που είναι πολύ σημαντικό για την περαιτέρω εφαρμογή του κράματος τιτανίου στον ιατρικό τομέα.
