Завдяки високій питомій міцності та гарній термостійкості титановий сплав Ti-6A1-4V широко використовується в аерокосмічній, нафтохімічній, харчовій та медичній галузях, на частку якого припадає 75–85% загального використання титанового сплаву, ставши козирною картою сплаву в титановому сплаві. Однак недоліки продуктивності, такі як низька твердість, погана зносостійкість і низька стійкість до високотемпературного окислення, значно обмежують подальший розвитокТитановий сплав Gr.5.
Існує багато технологій модифікації поверхні для титанового сплаву Gr.5, у тому числі традиційні технології модифікації, представлені термохімічним окисленням, гальванічним і електрогальванічним покриттям, а також сучасні технології обробки поверхні матеріалів, такі як осадження з парової фази, іонна імплантація, мікро-дугове окислення та обробка поверхні розжарюванням.
(1) Хіміко-теплова обробка
Титановий сплав Gr.5 має активні хімічні властивості та може реагувати з різними елементами при різних температурах, а методи хімічної термічної обробки, такі як окислення, аміак і науглерожування, можуть створити твердий керамічний шар на поверхні сплаву для покращення опору поверхні та термостійкості титанового сплаву. Керамічний шар, отриманий термохімічним методом, також може ефективно перешкоджати утворенню тріщин і запобігати поширенню тріщин, так що стійкість до кавітації титанового сплаву Gr.5 може бути значно покращена.
За допомогою-технології обробки вакуумною аміачною інфільтрацією під низьким тиском можна отримати покриття TiN і TiAIN, які добре поєднуються з підкладкою, глибина зміцненого шару становить 50~60 мкм, а твердість поверхні становить 1000-1100HV. Зносостійке покриття TiN/TiN на поверхні сплаву Gr.5 можна значно покращити методом плазмової інфільтрації аміаком, що може значно покращити твердість поверхні та зносостійкість сплаву. При низькій температурі (950 градусів) модифікований шар товщиною 3 ~ 15,4 мкм можна підготувати на поверхні сплаву протягом 5 ~ 40 годин борної проникності Gr.5, і твердість збільшується приблизно в 5 разів у порівнянні з матрицею, а коефіцієнт поверхневої зносостійкості знижується до 0,2 ~ 0,3, а зносостійкість значно покращена.
(2) Осадження з парової фази
Осадження з парової фази полягає в конденсації пари матеріалу, який буде нанесено на матеріал підкладки, в умовах вакууму для отримання тонкої плівки, яка відповідає вимогам, і тонкоплівкове захисне покриття з чудовими характеристиками може бути отримано на поверхні сплаву Gr.5 шляхом фізичного осадження з парової фази (PVD) або хімічного осадження з парової фази (CVD) і методів дериватизації обох методів.
Інфрачервоне широкосмугове анти{0}}відбиваюче покриття можна отримати на поверхні Gr.5 шляхом хімічного осадження з парової фази, а швидкість широкосмугового проходження поверхні сплаву сягає 3~12 мкм, щоб можна було покращити інфрачервоні характеристики стелсу Gr.5. Алмазні тонкі плівки можна отримати на поверхні Gr.5 шляхом мікрохвильового плазмохімічного осадження та хімічного осадження гарячих ниток. Мікроалмазні та наноалмазні плівки з високою чистотою CH, H2 та Ar в якості сировини можуть бути отримані на поверхні сплаву Gr.5 методом гарячого хімічного осадження з парової фази. Алмазо{11}}подібне покриття має добру біосумісність, відмінні фізико-хімічні властивості та відмінну зносостійкість, що має велике значення для подальшого застосування титанового сплаву в медицині.
