Yüksek özgül mukavemet ve iyi ısı direnci avantajlarıyla Ti-6A1-4V titanyum alaşımı havacılık, petrokimya, gıda ve tıp alanlarında yaygın olarak kullanılmaktadır ve titanyum alaşımının toplam kullanımının %75 ~ %85'ini oluşturarak titanyum alaşımında koz alaşımı haline gelmektedir. Bununla birlikte, düşük sertlik, zayıf aşınma direnci ve zayıf yüksek sıcaklık oksidasyon direnci gibi performans kusurları, malzemenin daha fazla gelişmesini büyük ölçüde sınırlamaktadır.Gr.5 titanyum alaşımı.
Gr.5 titanyum alaşımı için, termokimyasal oksidasyon, elektrokaplama ve elektriksiz kaplama ile temsil edilen geleneksel modifikasyon teknolojilerinin yanı sıra buhar biriktirme, iyon implantasyonu, mikro-ark oksidasyonu ve parlak yüzey işlemi gibi modern malzeme yüzey işleme teknolojileri de dahil olmak üzere birçok yüzey modifikasyon teknolojisi bulunmaktadır.
(1) Kimyasal ısıl işlem
Gr.5 Titanyum alaşımı aktif kimyasal özelliklere sahiptir ve farklı sıcaklıklarda çeşitli elementlerle reaksiyona girebilir ve oksidasyon, amonyak ve karbürleme gibi kimyasal ısıl işlem yöntemleri, titanyum alaşımının yüzey direncini ve ısı direncini geliştirmek için alaşımın yüzeyinde sert bir seramik katman hazırlayabilir. Termokimyasal yöntemle elde edilen seramik katman ayrıca çatlak oluşumunu etkili bir şekilde engelleyebilir ve çatlağın yayılmasını önleyebilir, böylece Gr.5 titanyum alaşımının kavitasyon direnci önemli ölçüde geliştirilebilir.
Düşük-basınçlı vakumlu amonyak infiltrasyon teknolojisi kullanılarak alt tabakayla iyi bir kombinasyonla TiN ve TiAIN kaplamalar elde edilebilir, sertleştirilmiş katmanın derinliği 50~60um ve yüzey sertliği 1000-1100HV'dir. Gr.5 alaşımının yüzeyindeki TiN/TiN aşınmaya dayanıklı kaplama, alaşımın yüzey sertliğini ve aşınma direncini önemli ölçüde artırabilen plazma amonyak infiltrasyon yöntemiyle önemli ölçüde iyileştirilebilir. Düşük sıcaklıkta (950 derece), alaşımın yüzeyinde Gr.5'in 5 ~ 40 saatlik bor geçirgenliği için modifiye edilmiş 3 ~ 15,4um katman hazırlanabilir ve sertlik, matris ile karşılaştırıldığında yaklaşık 5 kat artar ve yüzey aşınma direnci katsayısı 0,2 ~ 0,3'e düşürülür ve aşınma direnci önemli ölçüde iyileştirilmiştir.
(2) Buhar birikmesi
Buhar biriktirme, gereksinimleri karşılayan ince bir film elde etmek için altlık malzeme üzerinde biriktirilecek malzemenin buharının vakum koşulları altında yoğunlaştırılmasıdır ve Gr.5 alaşımının yüzeyinde fiziksel buhar biriktirme (PVD) veya kimyasal buhar biriktirme (CVD) ve her iki yöntemin türetme yöntemleriyle mükemmel performansa sahip ince film koruyucu kaplama elde edilebilir.
Kızılötesi geniş bant -yansıma önleyici kaplama, Gr.5 yüzeyinde kimyasal buhar biriktirme yoluyla hazırlanabilir ve alaşım yüzeyinin geniş bant geçiş hızı 3~12um'a ulaşır, böylece Gr.5 alaşımının kızılötesi gizlilik performansı geliştirilebilir. Elmas ince filmler, Gr.5'in yüzeyinde mikrodalga plazma kimyasal biriktirme ve sıcak filaman kimyasal biriktirme yoluyla hazırlanabilir. Hammadde olarak yüksek saflıkta CH, H2 ve Ar içeren mikro elmas ve nano elmas filmler, sıcak filament kimyasal buhar biriktirme yöntemiyle Gr.5 alaşımının yüzeyinde elde edilebilir. Elmas benzeri kaplama iyi bir biyouyumluluğa, mükemmel fiziksel ve kimyasal özelliklere ve mükemmel aşınma direncine sahiptir; bu da titanyum alaşımının tıp alanında daha fazla uygulanması için büyük önem taşır.
