どの素材にも長所と短所があります。 チタン合金の耐食性、耐摩耗性、耐フレッチ性、高温耐酸化性、その他の目的をさらに向上させるために、チタン合金の表面処理は、チタン合金の使用範囲をさらに拡大することです。 効果的な方法として、現在の金属の表面処理方法は、金属の電気めっき、無電解めっき、熱拡散、陽極酸化、溶射、低圧イオン技術、電子および電子など、チタン合金の表面処理にほとんどすべて適用されていると言えます。レーザー表面合金化学、不平衡マグネトロンスパッタリングコーティング、イオン窒化、フィルム製造のためのPVD法、イオンプレーティング、ナノテクノロジーなど。一般に、チタンの表面でのTiO、TiN、TiC透過層およびTiAlN多層ナノフィルムの形成合金はまだ焦点です。
電気めっき：チタン合金の表面にニッケルめっき、硬質クロムめっき、銀めっきなど。 銀メッキの目的は、チタン合金の導電性とろう付け特性を改善することです。 チタン合金基板には緻密な酸化皮膜があり、電気めっきが難しいため、電気めっきの前にチタン合金の表面を前処理する必要があります。
ACマイクロアーク酸化：マイクロアーク酸化（MAO）は、金属表面に酸化物セラミック膜を成長させるための新しい技術です。 陽極酸化から開発されましたが、数百ボルトの高電圧が印加され、陽極酸化の電圧制限を突破しました。 この技術は、マイクロアーク放電ゾーンでの瞬間的な高温高圧焼結により、母材を直接酸化物セラミックに変換し、より厚い酸化膜を取得します。 得られたチタン合金表面のマイクロアーク酸化皮膜は、硬度が高く、金属マトリックスとの相性が良好です。 チタン合金表面の耐摩耗性、耐食性、耐熱衝撃性、絶縁性を向上させ、多くの分野での応用が見込まれます。表面酸化処理：一般に、チタンおよびチタン合金は、一般的に使用される生物学的合金CoCr合金よりも耐摩耗性が劣ります。および316Lステンレス鋼、および生成された摩耗粉末は、生物に悪影響を与える可能性があります。 したがって、生物用に新しく開発されたチタン合金の中には、生物に使用する前に耐摩耗性を向上させるために適切な表面処理が必要なものがあります。 そのため、日本GG＃39の豊橋技術科学大学と大通特殊鋼株式会社は、新開発のβ型チタン合金Ti29Nb13Ta46Zr（略してTNTZ合金）を研究し、表面酸化処理を採用して改善を図りました。その表面耐摩耗性。 イオン注入：イオン注入およびその他の表面処理技術
物理的または化学的蒸着と比較して、多くの利点を示すのと比較して、主な利点は次のとおりです。
①フィルムは基材との相性が良く、剥がれることなく機械的および化学的効果に強い耐性があります。
②射出加工では基板温度を上げる必要がないため、ワークの幾何学的精度を維持できます。
③プロセスの再現性が良いなど。窒素イオン注入により、Ti6Al4V合金の表面組成、微細構造、硬度、トライボロジー特性が向上することが多くの研究者から報告されています。 TiCも超硬相であるため、チタン合金は炭素のイオン注入によってチタン合金の表面を強化することもできます。 ただし、プラズマベースのイオン注入は連続プロセスではないため、各負のパルス電位が印加されると、パルス電位がゼロから谷に低下し、その後ゼロに上昇するため、スパッタリングと注入の2つのプロセスが発生します。 プラズマに金属または炭素イオンが含まれている場合、パルス電位がゼロのとき、特定の条件下で単一の炭素堆積層が表面に形成されます。 一定のパルス電圧（10〜30kV）の作用下で、単一炭素層の構造はダイヤモンドライクカーボン（DLC）です。 これにより、窒素注入層よりも摩擦係数が低く、耐摩耗性に優れた表面改質層が得られる。 表面の単一炭素層は、実験的にDLCフィルムであると決定されています。 このように処理されたチタン合金の表面硬度は4倍になります。 摩擦対が同じ材料で形成されている場合、乾式摩擦条件下で摩擦係数は0.4から0.1に減少し、耐摩耗性は非イオン注入と比較して30倍以上増加します。 。 イオンビーム強化蒸着（IBED）：CrC硬質膜は、チタン合金のフレッチング摩耗保護に使用できるイオンビーム強化蒸着（IBED）法によって作成されます。 研究によると、CrCは最高のフレッチング疲労特性を示しています。 ショットピーニング後にコーティングされたCrCフィルムは、最も高い耐フレッチング性を示します。 コーティング技術：コーティング技術は、チタン合金の耐酸化性を向上させる効果的な方法です。 米国の会社は、チタン合金基板に均一な銅合金コーティングを追加することにより、チタン合金の耐酸化性を改善する新しい方法を開発しました。 コーティングに使用される銅合金は、次の3つの組成から選択できます。1。銅+7％アルミニウム。 2.銅+4.5％アルミニウム; 3.銅+5.5％アルミニウム+3％シリコン。 基板温度が619℃以下の場合にコーティングを行います。 レーザー焼入れ：チタン合金TC11のフレッチング摩耗は、通常の荷重とフレッチング振幅の増加とともに増加することが報告されています。 レーザー焼入れ後、チタン合金TC11 GG＃39;のフレッチング防止能力が向上し、フレッチング範囲が拡大および拡大しました。 耐フレッチング性の向上は、構造の微細化とレーザー焼入れによる硬度の向上によるものです。 レーザークラッディング：航空エンジンのチタン合金ニッケルベースの合金摩擦ペアの接触摩耗は、航空エンジンの使用における主要な問題です。 レーザークラッディング技術を使用して優れたコーティングを得ることができ、ガスタービンエンジン部品の新しい修理方法を生み出します。 、クラッド合金粉末は、CoCrWとWCの機械的混合物であり、高温耐摩耗性と耐食性を向上させます。 技術的な特徴は、短い準備時間、安定した品質であり、熱の影響によって発生する可能性のある亀裂の問題を排除します。 イオン衝撃：窒素イオン衝撃によるTC11チタン合金の表面処理後、表面は600〜800HVの硬度でTiNとTi2Nからなる改質層を得ることができます。 表面硬度の増加は、TC11チタン合金の耐摩耗性を向上させるのに役立ちます。 プラズマ窒化とショットピーニング：Ti6Al4Vチタン合金の表面をDCパルスプラズマパワーデバイスを使用して窒化し、窒化層をショットピーニング（SP）で後処理して、チタン合金の表面にTiN、Ti2N、Ti2A1Nを取得します。 。 同相組成の窒化層である改質層は、チタン合金の通常の摩耗およびフレッチング摩耗（FW）耐性を大幅に改善できますが、基板のFF抵抗を低減します。 窒化層の減摩・耐摩耗性は、SPによる表面残留圧縮応力と相乗効果があるため、チタン合金FFの抵抗はSP単独の抵抗を上回ります。 窒化層の靭性を改善することは、チタン合金のFFおよびFW特性を改善するために非常に重要です。 DLCフィルム：複合炭素フィルムは、独特の物理的、機械的、化学的特性を持っており、多くの研究対象として使用されてきました。 高周波プラズマ強化化学蒸着によってダイヤモンドライクカーボン膜を作製する主な目的は、チタン合金の表面硬度と摩擦抵抗を改善することです。 試験結果は、フィルム中のチタン含有量が9％を超えると、フィルムの硬度が低下し、フィルムベースの接着強度も制限されることを示しています。 液沈着：TC4の表面へのバイオセラミックコーティングの液相沈着。 近年、化学処理によるチタン合金マトリックスインプラントの表面へのバイオセラミックコーティングの調製に関する探索的研究が発表されました。 たとえば、高濃度のNaOHまたはH2O2処理プロセス、提案されている2段階のアルカリ処理プロセス、およびバイオセラミックコーティングを得るためのビニルトリエトキシシランやポリアクリル酸ナトリウムなどの修飾剤の導入。 TC4合金の単純な酸塩基前処理の後、体液の高速石灰化溶液（FCS）に浸漬および堆積して、良好な生物活性を備えた勾配結合チタンベースのHAバイオセラミックコーティング複合材料を取得します。 この方法の研究は、硬組織インプラント材料としてチタン合金を直接適用するための非常に重要な理論的重要性と潜在的な経済的価値を持っています。
