A nagy fajlagos szilárdság és a jó hőállóság előnyei miatt a Ti-6A1-4V titánötvözetet széles körben használják a repülőgépiparban, a petrolkémiai, élelmiszeripari és orvosi területeken, a titánötvözet teljes felhasználásának 75–85%-át teszik ki, és a titánötvözet ütőkártyája lett. Azonban az olyan teljesítménybeli hibák, mint az alacsony keménység, a rossz kopásállóság és a gyenge magas hőmérsékletű oxidációval szembeni ellenállás nagymértékben korlátozzák a további fejlesztéseket.Gr.5 titán ötvözet.
A Gr.5 titánötvözethez számos felületmódosítási technológia létezik, beleértve a hagyományos módosítási technológiákat, amelyeket a termokémiai oxidáció, a galvanizálás és az elektromos bevonat jelent, valamint a modern anyagfelület-kezelési technológiákat, például a gőzleválasztást, az ionimplantációt, a mikro-ív oxidációt és az izzó felületkezelést.
(1) Kémiai hőkezelés
A Gr.5 titánötvözet aktív kémiai tulajdonságokkal rendelkezik, és különböző hőmérsékleteken különféle elemekkel reagálhat, és a kémiai hőkezelési módszerekkel, mint például az oxidáció, az ammónia és a karburálás kemény kerámiaréteget készíthet az ötvözet felületén, hogy javítsa a titánötvözet felületi ellenállását és hőállóságát. A termokémiai módszerrel kapott kerámiaréteg hatékonyan gátolja a repedések kialakulását és megakadályozza a repedések továbbterjedését is, így a Gr.5 titánötvözet kavitációs ellenállása jelentősen javítható.
Alacsony-nyomású vákuum-ammóniás infiltrációs kezelési technológiával TiN és TiAIN bevonatok állíthatók elő az aljzattal jó kombinációban, az edzett réteg mélysége 50-60 um, a felületi keménység 1000-1100 HV. A Gr.5 ötvözet felületén lévő TiN/TiN kopásálló bevonat plazma ammónia infiltrációs módszerrel jelentősen javítható, ami jelentősen javíthatja az ötvözet felületi keménységét és kopásállóságát. Alacsony hőmérsékleten (950 fok) a módosított 3-15,4 um vastagságú réteg az ötvözet felületén 5-40 óra Gr.5 bór-áteresztőképességre készíthető, és a keménység körülbelül ötszörösére nő a mátrixhoz képest, és a felületi kopásállósági együttható 0,2-0,3-ra csökken, és a kopásállóság jelentősen javult.
(2) Gőzleválasztás
A gőzleválasztás az alapanyagra felhordandó anyag gőzének vákuumkörülmények között történő kondenzációját jelenti, így a követelményeknek megfelelő vékony filmet kapunk, a Gr.5 ötvözet felületén pedig fizikai gőzfázisú leválasztással (PVD) vagy kémiai gőzfázisú leválasztással (CVD) és mindkét módszer származékképzési módszerével érhető el a kiváló teljesítményű vékonyréteg védőbevonat.
A gr A Gr.5 felületén gyémánt vékonyrétegek készíthetők mikrohullámú plazma kémiai leválasztással és forró filament kémiai leválasztással. A Gr.5 ötvözet felületén nagy tisztaságú CH, H2 és Ar nyersanyagot tartalmazó mikro gyémánt és nano gyémánt fóliák nyerhetők forró filament kémiai gőzleválasztással. A gyémántszerű bevonat jó biokompatibilitással, kiváló fizikai és kémiai tulajdonságokkal és kiváló kopásállósággal rendelkezik, ami nagy jelentőséggel bír a titánötvözet további alkalmazása szempontjából az orvostudományban.
