Com suas vantagens de alta resistência específica e boa resistência ao calor, a liga de titânio Ti-6A1-4V é amplamente utilizada nas áreas aeroespacial, petroquímica, alimentícia e médica, respondendo por 75% ~ 85% do uso total da liga de titânio, tornando-se o trunfo liga em liga de titânio. No entanto, os defeitos de desempenho, como baixa dureza, baixa resistência ao desgaste e baixa resistência à oxidação em altas temperaturas, limitam muito o desenvolvimento adicional deLiga de titânio Gr.5.
Existem muitas tecnologias de modificação de superfície para a liga de titânio Gr.5, incluindo tecnologias de modificação tradicionais representadas por oxidação termoquímica, galvanoplastia e galvanização sem eletrólito, bem como tecnologias modernas de tratamento de superfície de materiais, como deposição de vapor, implantação de íons, oxidação de micro-arco e tratamento de superfície brilhante.
(1) Tratamento térmico químico
A liga de titânio Gr.5 possui propriedades químicas ativas e pode reagir com uma variedade de elementos em diferentes temperaturas, e métodos de tratamento térmico químico, como oxidação, amônia e cementação, podem preparar uma camada cerâmica dura na superfície da liga para melhorar a resistência superficial e a resistência ao calor da liga de titânio. A camada cerâmica obtida pelo método termoquímico também pode inibir eficazmente a formação de fissuras e prevenir a propagação de fissuras, de modo que a resistência à cavitação da liga de titânio Gr.5 pode ser significativamente melhorada.
Usando a tecnologia de tratamento de infiltração de amônia a vácuo de baixa pressão, os revestimentos TiN e TiAIN podem ser obtidos com boa combinação com o substrato, a profundidade da camada endurecida é de 50~60um e a dureza da superfície é de 1000-1100HV. O revestimento resistente ao desgaste TiN/TiN na superfície da liga Gr.5 pode ser significativamente melhorado pelo método de infiltração de amônia por plasma, que pode melhorar significativamente a dureza superficial e a resistência ao desgaste da liga. Em baixa temperatura (950 graus), a camada modificada de 3 ~ 15,4um pode ser preparada na superfície da liga para 5 ~ 40h de permeabilidade ao boro de Gr.5, e a dureza é aumentada em cerca de 5 vezes em comparação com a matriz, e o coeficiente de resistência ao desgaste da superfície é reduzido para 0,2 ~ 0,3, e a resistência ao desgaste foi significativamente melhorada.
(2) Deposição de vapor
A deposição de vapor consiste em condensar o vapor do material a ser depositado no material do substrato sob condições de vácuo para obter uma película fina que atenda aos requisitos, e o revestimento protetor de película fina com excelente desempenho pode ser obtido na superfície da liga Gr.5 por deposição física de vapor (PVD) ou deposição química de vapor (CVD) e métodos de derivatização de ambos os métodos.
O revestimento anti-reflexo de banda larga infravermelha pode ser preparado na superfície de Gr.5 por deposição química de vapor, e a taxa de passagem de banda larga da superfície da liga atinge 3 ~ 12um, de modo que o desempenho furtivo infravermelho da liga Gr.5 pode ser melhorado. Filmes finos de diamante podem ser preparados na superfície do Gr.5 por deposição química de plasma de micro-ondas e deposição química de filamento quente. Filmes de microdiamante e nanodiamante com CH, H2 e Ar de alta pureza como matéria-prima podem ser obtidos na superfície da liga Gr.5 por deposição de vapor químico de filamento quente. O revestimento semelhante ao diamante-tem boa biocompatibilidade, excelentes propriedades físicas e químicas e excelente resistência ao desgaste, o que é de grande importância para futuras aplicações de liga de titânio na área médica.
