Con i suoi vantaggi di elevata resistenza specifica e buona resistenza al calore, la lega di titanio Ti-6A1-4V è ampiamente utilizzata nei settori aerospaziale, petrolchimico, alimentare e medico, rappresentando il 75% ~ 85% dell'uso totale della lega di titanio, diventando la lega vincente nella lega di titanio. Tuttavia, i difetti prestazionali come la bassa durezza, la scarsa resistenza all'usura e la scarsa resistenza all'ossidazione alle alte temperature limitano notevolmente l'ulteriore sviluppo del prodottoLega di titanio Gr.5.
Esistono molte tecnologie di modifica superficiale per la lega di titanio Gr.5, comprese le tradizionali tecnologie di modifica rappresentate dall'ossidazione termochimica, dalla galvanica e dalla placcatura chimica, nonché moderne tecnologie di trattamento superficiale dei materiali come la deposizione di vapore, l'impianto ionico, l'ossidazione a micro-arco e il trattamento superficiale a bagliore.
(1) Trattamento termico chimico
La lega di titanio Gr.5 ha proprietà chimiche attive e può reagire con una varietà di elementi a diverse temperature, e metodi di trattamento termico chimico come ossidazione, ammoniaca e cementazione possono preparare uno strato ceramico duro sulla superficie della lega per migliorare la resistenza superficiale e la resistenza al calore della lega di titanio. Lo strato ceramico ottenuto con metodo termochimico può anche inibire efficacemente la formazione di crepe e prevenire la propagazione delle crepe, in modo che la resistenza alla cavitazione della lega di titanio Gr.5 possa essere significativamente migliorata.
Utilizzando la tecnologia di trattamento di infiltrazione di ammoniaca sotto vuoto a bassa-pressione, è possibile ottenere rivestimenti TiN e TiAIN con una buona combinazione con il substrato, la profondità dello strato indurito è di 50~60um e la durezza superficiale è di 1000-1100HV. Il rivestimento resistente all'usura TiN/TiN sulla superficie della lega Gr.5 può essere significativamente migliorato mediante il metodo di infiltrazione di ammoniaca al plasma, che può migliorare significativamente la durezza superficiale e la resistenza all'usura della lega. A bassa temperatura (950 gradi), lo strato modificato di 3~15,4um può essere preparato sulla superficie della lega per 5~40 ore di permeabilità al boro di Gr.5, e la durezza è aumentata di circa 5 volte rispetto alla matrice, e il coefficiente di resistenza all'usura superficiale è ridotto a 0,2~0,3, e la resistenza all'usura è stata significativamente migliorata.
(2) Deposizione di vapore
La deposizione di vapore consiste nel condensare il vapore del materiale da depositare sul materiale del substrato in condizioni di vuoto per ottenere un film sottile che soddisfi i requisiti, e il rivestimento protettivo a film sottile con prestazioni eccellenti può essere ottenuto sulla superficie della lega Gr.5 mediante deposizione fisica da vapore (PVD) o deposizione chimica da vapore (CVD) e metodi di derivatizzazione di entrambi i metodi.
Il rivestimento anti-riflesso a banda larga a infrarossi può essere preparato sulla superficie della lega Gr.5 mediante deposizione di vapori chimici e la velocità di passaggio della banda larga della superficie della lega raggiunge 3~12 um, in modo che le prestazioni di occultamento degli infrarossi della lega Gr.5 possano essere migliorate. Film sottili di diamante possono essere preparati sulla superficie di Gr.5 mediante deposizione chimica al plasma a microonde e deposizione chimica di filamenti caldi. Film di microdiamante e nanodiamante con CH, H2 e Ar di elevata purezza come materie prime possono essere ottenuti sulla superficie della lega Gr.5 mediante deposizione di vapore chimico a filamento caldo. Il rivestimento simile al diamante-ha una buona biocompatibilità, eccellenti proprietà fisiche e chimiche e un'eccellente resistenza all'usura, il che è di grande importanza per l'ulteriore applicazione della lega di titanio in campo medico.
