Las aleaciones de titanio se utilizan ampliamente en los campos aeroespacial, biomédico y otros campos debido a su peso ligero, alta resistencia y resistencia a la corrosión. Sin embargo, la baja dureza superficial y la escasa resistencia al desgaste de las aleaciones de titanio limitan su aplicación en entornos de alta fricción. Para mejorar la resistencia al desgaste de las aleaciones de titanio, se pueden utilizar diversas técnicas de recubrimiento de superficies.
1. Pulverización con llama hipersónica (HVOF)
El método HVOF se utiliza para preparar diferentes espesores de recubrimientos de Cr3C2-NiCr, Ni50 y NiCr en la superficie de la aleación de titanio TC4, y la capa superior resistente al desgaste de Ni-cBN se prepara en la superficie inferior mediante tecnología de revestimiento compuesto. , que puede mejorar significativamente la fuerza de unión y las propiedades de resistencia al desgaste del recubrimiento. Las propiedades tribológicas de diferentes recubrimientos con aleación de titanio TC4 en condiciones de fricción seca se encontraron probando y analizando la microestructura y las propiedades mecánicas de los recubrimientos. Se ha descubierto que el recubrimiento Ni50 puede reducir la pérdida por desgaste adhesivo del sustrato de aleación de titanio TC4 y el tornillo de banco de fricción, lo que proporciona un programa factible para el diseño de recubrimientos resistentes al desgaste en la superficie de aleaciones de titanio y la mejora del rendimiento de fricción entre piezas de aleación de titanio. .
2.Tecnología de revestimiento láser
El revestimiento láser puede fundir material en polvo previamente rociado o adherido sobre la superficie de la aleación de titanio para preparar recubrimientos autolubricantes y resistentes al desgaste, y la resistencia al desgaste del recubrimiento se puede mejorar de manera efectiva ajustando la potencia del láser, la velocidad de escaneo y el diámetro del punto. y otros parámetros del proceso. Además, la adición de fases de refuerzo y autolubricantes durante el proceso de revestimiento por láser puede mejorar aún más la microdureza y la resistencia al desgaste del revestimiento. Los materiales de revestimiento comúnmente utilizados incluyen cerámica dura y aleaciones autofundibles a base de níquel. Los estudios han demostrado que la dureza y la resistencia al desgaste del recubrimiento después de la fusión por láser de SiC mejoran significativamente.
3. Tecnología de oxidación por microarco
La oxidación por microarco puede formar una capa de película densa de óxido en la superficie de la aleación de titanio, que puede mejorar significativamente la resistencia al desgaste y la resistencia a la corrosión de la aleación de titanio al combinarla con otras tecnologías de modificación de la superficie. Tecnología de oxidación por microarco en la preparación de superficies de aleación de titanio de una capa cerámica, con baja temperatura de preparación, equipo simple, protección ambiental de la solución, uniformidad y densidad de la capa de película y otras ventajas. A través de la tecnología de oxidación por microarco, se puede formar una capa de película con alta dureza y alta resistencia de unión de la base de la película en la superficie de la aleación de titanio, lo que mejora significativamente la resistencia al desgaste y a la corrosión.
4. Diseño de refuerzo mixto de múltiples fases, múltiples niveles y múltiples escalas
Inspirándose en la microestructura biológica de alto rendimiento de la naturaleza, la idea de diseño de refuerzo mixto de múltiples fases, múltiples niveles y múltiples escalas se puede diseñar con alta dureza, alta tenacidad y buena resistencia al desgaste del recubrimiento.
5.Tecnología de pulverización térmica
Tecnología de pulverización térmica que calienta el material de pulverización hasta un estado fluido y luego acelera la pulverización sobre la superficie del sustrato, formando recubrimientos con funciones específicas. Esta tecnología puede mejorar la resistencia al desgaste de las aleaciones de titanio. Los materiales de pulverización más utilizados incluyen grafito recubierto de níquel, metales monolíticos y materiales de aleación.
6. Tecnología de pulverización en frío
La tecnología de pulverización en frío es un método que utiliza gas de alta velocidad para acelerar el material en polvo a alta velocidad y hacer que se deforme plásticamente cuando golpea la superficie del sustrato para formar un recubrimiento. Esta tecnología se puede utilizar para preparar recubrimientos resistentes al desgaste en la superficie de aleaciones de titanio, lo que tiene las ventajas de una fuerte unión del recubrimiento y una baja porosidad.
7. Tecnología de implantación de iones
Tecnología de implantación de iones en vacío, baja temperatura, iones cargados de alta energía en el metal cerca de la capa superficial, la formación de una nueva modificación superficial de la capa de aleación, la formación de la capa de aleación y el sustrato con una fuerte fuerza de unión, con buen efecto resistente al desgaste.
8. Tecnología de deposición en fase de vapor
La deposición en fase de vapor puede formar una capa de recubrimiento uniforme sobre la superficie de la aleación de titanio; al ajustar la composición y estructura del recubrimiento, puede mejorar efectivamente las propiedades de resistencia al desgaste de la aleación de titanio.
9.Revestimiento compuesto autolubricante
Los investigadores también han preparado recubrimientos compuestos autolubricantes en la superficie de aleaciones de titanio, que contienen fases de refuerzo duras y fases lubricantes, como TiN, TiMo, Ti-Ni y MoS2, TiS. Estos recubrimientos pueden proporcionar propiedades autolubricantes al tiempo que mejoran resistencia al desgaste.
10. Recubrimientos de alta temperatura de aleación de alta entropía
Los recubrimientos de alta temperatura de aleación de alta entropía tienen muchas propiedades excelentes, que pueden optimizarse aún más ajustando el contenido de uno o más de estos elementos y, por lo tanto, tienen aplicaciones extremadamente prometedoras. Sin embargo, este tipo de recubrimiento aún se encuentra en la etapa de investigación de laboratorio, la necesidad de resolver la relación de elementos no es razonable y los elementos de la matriz de la capa de revestimiento fundido de la reacción y otros problemas.
