Титановите сплави се използват широко в аерокосмическата, биомедицинската и други области поради тяхното леко тегло, висока якост и устойчивост на корозия. Въпреки това, ниската повърхностна твърдост и слабата устойчивост на износване на титановите сплави ограничават тяхното приложение в среди с високо триене. За да се подобри устойчивостта на износване на титанови сплави, могат да се използват различни техники за повърхностно покритие.
1. Хиперзвуково пламъчно пръскане (HVOF)
Методът HVOF се използва за получаване на различни дебелини на Cr3C2-NiCr, Ni50 и NiCr покрития върху повърхността на титанова сплав TC4, а устойчивият на износване горен слой Ni-cBN се приготвя на долната повърхност чрез технология за композитно покритие , което може значително да подобри якостта на свързване и устойчивостта на износване на покритието. Трибологичните свойства на различни покрития с титанова сплав TC4 при условия на сухо триене бяха открити чрез тестване и анализ на микроструктурата и механичните свойства на покритията. Установено е, че покритието Ni50 може да намали загубата на адхезивно износване на субстрата от титаниева сплав TC4 и фрикционното менгеме, което осигурява осъществима програма за проектиране на устойчиви на износване покрития върху повърхността на титаниеви сплави и подобряване на ефективността на триене между частите от титанова сплав .
2. Лазерна технология за облицовка
Лазерното покритие може да разтопи предварително напръскан или свързан прахообразен материал върху повърхността на титаниева сплав, за да подготви устойчиви на износване и самосмазващи се покрития, а устойчивостта на износване на покритието може да бъде ефективно подобрена чрез регулиране на мощността на лазера, скоростта на сканиране, диаметъра на петното и други параметри на процеса. В допълнение, добавянето на усилващи и самосмазващи се фази по време на процеса на лазерно облицоване може допълнително да подобри микротвърдостта и устойчивостта на износване на покритието. Често използваните облицовъчни материали включват твърда керамика и самотопящи се сплави на основата на никел. Проучванията показват, че твърдостта и устойчивостта на износване на покритието след лазерно топене на SiC е значително подобрена.
3. Микродъгова оксидационна технология
Микродъговото окисление може да образува слой от плътен оксиден филм върху повърхността на титановата сплав, което може значително да подобри устойчивостта на износване и устойчивостта на корозия на титановата сплав чрез комбиниране с други технологии за модификация на повърхността. Технология за микродъгово окисляване при подготовка на повърхността на титаниева сплав на керамичен слой, с ниска температура на подготовка, просто оборудване, защита на околната среда на разтвора, еднородност и плътност на филмовия слой и други предимства. Чрез технологията за микродъгово оксидиране върху повърхността на титановата сплав може да се формира филмов слой с висока твърдост и висока якост на свързване на основата на филма, което значително подобрява устойчивостта на износване и устойчивостта на корозия.
4. Многофазен, многостепенен, многомащабен смесен дизайн на армировка
Вдъхновена от високоефективната биологична микроструктура на природата, идеята за проектиране на многофазна, многостепенна, многомащабна смесена армировка може да бъде проектирана с висока твърдост, висока якост и добра устойчивост на износване на покритието.
5. Технология за термично пръскане
Технология за термично пръскане чрез нагряване на пръскащия материал до течливо състояние и след това ускорено пръскане към повърхността на субстрата, образуване на покрития със специфични функции. Тази технология може да подобри устойчивостта на износване на титанови сплави. Често използваните материали за пръскане включват графит с никелово покритие, монолитни метали и сплави.
6. Технология на студено пръскане
Технологията на студено пръскане е метод за използване на високоскоростен газ за ускоряване на прахообразния материал до висока скорост и направата му да се деформира пластично, когато удари повърхността на субстрата, за да образува покритие. Тази технология може да се използва за получаване на устойчиви на износване покрития върху повърхността на титанови сплави, които имат предимствата на силно свързване на покритието и ниска порьозност.
7. Технология на йонна имплантация
Технология за имплантиране на йони във вакуум, ниска температура, високоенергийни заредени йони в метала близо до повърхностния слой, образуването на нова повърхностна модификация на слоя сплав, образуването на слоя сплав и субстрата със силна сила на свързване, с добър износоустойчив ефект.
8. Технология за отлагане на парна фаза
Отлагането на парна фаза може да образува слой от равномерно покритие върху повърхността на титановата сплав, чрез регулиране на състава и структурата на покритието, може ефективно да подобри износоустойчивите свойства на титановата сплав.
9. Самосмазващо се композитно покритие
Изследователите също са подготвили самосмазващи се композитни покрития върху повърхността на титанови сплави, които съдържат твърди усилващи фази и смазващи фази, като TiN, TiMo, Ti-Ni и MoS2, TiS, тези покрития могат да осигурят самосмазващи свойства, като същевременно подобряват устойчивост на износване.
10. Високотемпературни покрития от сплав с висока ентропия
Високотемпературните покрития от високоентропийни сплави имат много отлични свойства, които могат да бъдат допълнително оптимизирани чрез регулиране на съдържанието на един или повече от тези елементи и следователно имат изключително обещаващи приложения. Въпреки това, този вид покритие все още е в етап на лабораторни изследвания, необходимостта от решаване на съотношението на елементите е неразумна и матричните елементи на облицовъчния слой на стопилката на реакцията и други проблеми.
