Med sine fordeler med høy spesifikk styrke og god varmebestandighet, er Ti-6A1-4V titanlegering mye brukt i romfart, petrokjemi, mat og medisinske felt, og står for 75% ~ 85% av den totale bruken av titanlegering, og blir trumfkortlegeringen i titanlegering. Ytelsesdefektene som lav hardhet, dårlig slitestyrke og dårlig høytemperaturoksidasjonsmotstand begrenser imidlertid den videre utviklingen avGr.5 titanlegering.
Det finnes mange overflatemodifikasjonsteknologier for Gr.5 titanlegering, inkludert tradisjonelle modifikasjonsteknologier representert ved termokjemisk oksidasjon, elektroplettering og strømløs plettering, samt moderne materialoverflatebehandlingsteknologier som dampavsetning, ioneimplantasjon, mikro-bueoksidasjon og glødende overflatebehandling.
(1) Kjemisk varmebehandling
Gr.5 Titanlegering har aktive kjemiske egenskaper og kan reagere med en rekke elementer ved forskjellige temperaturer, og kjemiske varmebehandlingsmetoder som oksidasjon, ammoniakk og karburering kan forberede et hardt keramisk lag på overflaten av legeringen for å forbedre overflatemotstanden og varmebestandigheten til titanlegering. Det keramiske laget oppnådd ved termokjemisk metode kan også effektivt hemme dannelsen av sprekker og forhindre sprekkforplantning, slik at kavitasjonsmotstanden til Gr.5 titanlegering kan forbedres betydelig.
Ved å bruke lavtrykksvakuumammoniakkinfiltrasjonsbehandlingsteknologi kan TiN- og TiAIN-belegg oppnås med god kombinasjon med underlaget, dybden på det herdede laget er 50~60um, og overflatehardheten er 1000-1100HV. Det slitesterke TiN/TiN-belegget på overflaten av Gr.5-legering kan forbedres betydelig ved hjelp av plasmaammoniakkinfiltrasjonsmetoden, som kan forbedre overflatehardheten og slitestyrken til legeringen betydelig. Ved lav temperatur (950 grader) kan det modifiserte laget på 3~15,4um forberedes på overflaten av legeringen i 5~40 timer med borpermeabilitet på Gr.5, og hardheten økes med omtrent 5 ganger sammenlignet med matrisen, og overflateslitasjemotstandskoeffisienten reduseres til 0,2~0,3, og slitestyrken har blitt betydelig forbedret.
(2) Dampavsetning
Vapor deposition er å kondensere dampen av materialet som skal avsettes på substratmaterialet under vakuumforhold for å oppnå en tynn film som oppfyller kravene, og tynnfilmbeskyttende belegg med utmerket ytelse kan oppnås på overflaten av Gr.5-legering ved fysisk dampavsetning (PVD) eller kjemisk dampavsetning (CVD) og derivatiseringsmetoder for begge metodene.
Det infrarøde bredbånds anti-refleksjonsbelegget kan forberedes på overflaten av Gr.5 ved kjemisk dampavsetning, og bredbåndspasseringshastigheten til legeringsoverflaten når 3~12um, slik at den infrarøde stealth-ytelsen til Gr.5-legeringen kan forbedres. Tynne diamantfilmer kan prepareres på overflaten av Gr.5 ved kjemisk avsetning i mikrobølgeplasma og kjemisk avsetning av varme filamenter. Mikrodiamant- og nanodiamantfilmer med høy renhet CH, H2 og Ar som råmaterialer kan oppnås på overflaten av Gr.5-legering ved varm filamentkjemisk dampavsetning. Det diamantlignende-belegget har god biokompatibilitet, utmerkede fysiske og kjemiske egenskaper og utmerket slitestyrke, noe som er av stor betydning for videre bruk av titanlegering i det medisinske feltet.
