Titaaniseoksia käytetään laajalti ilmailussa, biolääketieteessä ja muilla aloilla niiden keveyden, korkean lujuuden ja korroosionkestävyyden vuoksi. Titaaniseosten alhainen pinnan kovuus ja huono kulutuskestävyys rajoittavat kuitenkin niiden käyttöä korkeakitkaisissa ympäristöissä. Titaaniseosten kulutuskestävyyden parantamiseksi voidaan käyttää erilaisia pintapinnoitustekniikoita.
1. Yliääninen liekkiruiskutus (HVOF)
HVOF-menetelmällä valmistetaan eripaksuisia Cr3C2-NiCr-, Ni50- ja NiCr-pinnoitteita TC4-titaaniseoksen pinnalle ja Ni-cBN kulutusta kestävä pintakerros valmistetaan pohjapinnalle komposiittipinnoitustekniikalla. , joka voi parantaa merkittävästi pinnoitteen tarttumislujuutta ja kulutusta kestäviä ominaisuuksia. Erilaisten TC4-titaaniseoksella valmistettujen pinnoitteiden tribologiset ominaisuudet kuivakitkaolosuhteissa selvitettiin testaamalla ja analysoimalla pinnoitteiden mikrorakennetta ja mekaanisia ominaisuuksia. On havaittu, että Ni50-pinnoite voi vähentää TC4-titaaniseosalustan ja kitkaruuvipuristimen liiman kulumishäviötä, mikä tarjoaa toteuttamiskelpoisen ohjelman kulutusta kestävien pinnoitteiden suunnitteluun titaaniseosten pinnalle ja kitkakyvyn parantamiseen titaaniseososien välillä. .
2. Laserpinnoitustekniikka
Laserverhoilu voi sulattaa esiruiskutetun tai sidotun jauhemateriaalin titaaniseoksen pinnalle kulutusta kestävien ja itsevoitelevien pinnoitteiden valmistamiseksi, ja pinnoitteen kulutuskestävyyttä voidaan parantaa tehokkaasti säätämällä lasertehoa, skannausnopeutta, pisteen halkaisijaa ja muut prosessiparametrit. Lisäksi vahvistavien ja itsevoitelevien faasien lisääminen laserpäällystysprosessin aikana voi edelleen parantaa pinnoitteen mikrokovuutta ja kulutuskestävyyttä. Yleisesti käytettyjä verhousmateriaaleja ovat kova keramiikka ja nikkelipohjaiset itsesulautuvat seokset. Tutkimukset ovat osoittaneet, että pinnoitteen kovuus ja kulutuskestävyys piikarbidin lasersulatuksen jälkeen paranevat merkittävästi.
3. Mikrokaarihapetustekniikka
Mikrokaarihapetus voi muodostaa kerroksen tiheää oksidikalvoa titaaniseoksen pinnalle, mikä voi merkittävästi parantaa titaaniseoksen kulutuskestävyyttä ja korroosionkestävyyttä yhdistämällä muihin pinnanmuokkaustekniikoihin. Mikrokaarihapetustekniikka keraamisen kerroksen titaaniseoksen pinnan valmistelussa, alhaisella valmistuslämpötilalla, yksinkertaisella laitteistolla, ratkaisulla ympäristönsuojelu, kalvokerroksen tasaisuus ja tiheys sekä muita etuja. Mikrokaarihapetustekniikan avulla titaaniseoksen pinnalle voidaan muodostaa kalvokerros, jolla on korkea kovuus ja korkea kalvopohjan sidoslujuus, mikä parantaa merkittävästi kulutuskestävyyttä ja korroosionkestävyyttä.
4. Monivaiheinen, monitasoinen, monimuotoinen sekoitettu vahvistussuunnittelu
Luonnon tehokkaan biologisen mikrorakenteen inspiroima suunnitteluidea monivaiheisesta, monitasoisesta, monimittakaavaisesta sekaraudoituksesta voidaan suunnitella siten, että pinnoitteen kovuus, sitkeys ja kulutuskestävyys ovat hyvät.
5. Thermal Spraying Technology
Lämpöruiskutustekniikka kuumentamalla ruiskutettava materiaali juoksevaan tilaan ja sitten nopeutettu roiskuminen alustan pintaan, tiettyjen toimintojen omaavien pinnoitteiden muodostuminen. Tämä tekniikka voi parantaa titaaniseosten kulutuskestävyyttä. Yleisesti käytettyjä ruiskumateriaaleja ovat nikkelillä päällystetty grafiitti, monoliittiset metallit ja seosmateriaalit.
6. Kylmäruiskutustekniikka
Kylmäruiskutustekniikka on menetelmä nopean kaasun käyttämiseksi jauhemateriaalin kiihdyttämiseksi suureen nopeuteen ja sen saattamiseksi plastisesti muotoutumaan, kun se osuu alustan pintaan muodostaen pinnoitteen. Tällä tekniikalla voidaan valmistaa kulutusta kestäviä pinnoitteita titaaniseosten pinnalle, jonka etuna on vahva pinnoitteen sidos ja alhainen huokoisuus.
7. Ioni-istutustekniikka
Ioni-istutustekniikka tyhjiössä, matalassa lämpötilassa, korkean energian varautuneita ioneja metalliin lähellä pintakerrosta, seoskerroksen uuden pintamodifioinnin muodostuminen, seoskerroksen ja substraatin muodostuminen vahvalla sidosvoimalla, jolla on hyvä kulutusta kestävä vaikutus.
8. Höyryfaasipinnoitustekniikka
Höyryfaasipinnoitus voi muodostaa tasaisen pinnoitteen kerroksen titaaniseoksen pinnalle säätämällä pinnoitteen koostumusta ja rakennetta, se voi parantaa tehokkaasti titaaniseoksen kulutusta kestäviä ominaisuuksia.
9. Itsevoiteleva komposiittipinnoite
Tutkijat ovat myös valmistaneet itsevoitelevia komposiittipinnoitteita titaaniseosten pinnalle, jotka sisältävät kovia lujittavia faaseja ja voitelufaaseja, kuten TiN, TiMo, Ti-Ni ja MoS2, TiS, nämä pinnoitteet voivat tarjota itsevoitelevia ominaisuuksia parantaen samalla kulutuskestävyys.
10. Korkean entropian metalliseokset korkean lämpötilan pinnoitteet
Korkean entrooppisen metalliseoksen korkean lämpötilan pinnoitteilla on monia erinomaisia ominaisuuksia, joita voidaan edelleen optimoida säätämällä yhden tai useamman näistä elementeistä, ja siksi niillä on erittäin lupaavia sovelluksia. Kuitenkin tällainen pinnoite on vielä laboratoriotutkimusvaiheessa, täytyy ratkaista alkuainesuhde on kohtuuton ja matriisielementit sulatepäällystekerroksen reaktion ja muista asioista.
