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钛合金表面耐磨性能及抗氧化性能的研究现状韩杰阁;陈蔚泽;张浩;黄安国【摘要】钛合金具有密度小、质量轻、比强度高、比刚度高、良好的耐腐蚀性和耐热性、塑韧性好以及优良的加工性等优点,广泛应用于航空航天、交通运输、石油化工、体育器械及生物医疗等众多领域.但钛合金摩擦系数大、易黏着、耐磨性能差、高温(700℃)条件下氧化严重、不易润滑等缺点,大大限制了钛合金的应用和发展.介绍激光熔覆、磁控溅射、离子注入等常见的钛合金表面改性技术的研究现状,指出各种改性技术对钛合金耐磨性能、高温抗氧化性能的改善效果,并探讨各种改性技术的优缺点.在此基础上提出综合提高钛合金耐磨性和高温抗氧化性的新思路并展望其发展前景.%Titanium and its alloys have broad applications in aerospace,transportation,petrochemical industry,sports equipment and bio-medical due to their excellent material properties such as low density,high specific strength and rigidity,excellent thermal and corrosion resistance,specific stiffness and high fatigue.However,its shortcomings are also obvious:its large friction coefficient,stick easily,poorly wear resistance,not lubricate and serious oxidation under the high temperature (700 ℃) conditions,which have greatly limited the application and development of titanium alloy.This paper introduces the research status of laser cladding,magnetron sputtering,ion implantation and other common titanium alloy surface modification technology.Points out the improvement of each modification technology on the wear resistance and high temperature oxidation resistance of titanium alloy,and discusses their advantages and disadvantages.On this basis,a new idea of compositeimproving the wear resistance and high temperature oxidation resistanceof titanium alloy is put forward and prospected its development prospect.【期刊名称】《电焊机》【年(卷),期】2017(047)003【总页数】6页(P73-78)【关键词】钛合金;耐磨性;高温氧化性;表面改性技术【作者】韩杰阁;陈蔚泽;张浩;黄安国【作者单位】华中科技大学材料成型与模具设计国家重点实验室,湖北武汉430074;华中科技大学材料成型与模具设计国家重点实验室,湖北武汉430074;华中科技大学材料成型与模具设计国家重点实验室,湖北武汉430074;华中科技大学材料成型与模具设计国家重点实验室,湖北武汉430074【正文语种】中文【中图分类】TG457钛合金具有比刚度、比强度高，耐腐蚀性、耐热性和塑韧性好以及加工性优良等优点[1-4]，已成为应用于航空航天、交通运输、石油化工和生物医学等领域[5-6]的重要材料，在尖端学科与高新技术方面占有重要的地位。
钛合金表面化学处理钛合金是一种重要的结构材料，具有优良的机械性能和耐腐蚀性能。
然而，其表面活性不高，往往需要经过化学处理来增强表面的性能。
在工业领域中，钛合金表面化学处理是一种常见的方法，可以改善材料的表面性能，增强其耐磨性、耐腐蚀性和附着性。
本文将介绍钛合金表面化学处理的方法和应用。
一、酸洗酸洗是一种常用的钛合金表面处理方法，通过浸泡在酸性溶液中，去除表面氧化物和杂质，提高表面的清洁度。
酸洗后的钛合金表面会变得更加光洁，并且有利于后续的处理工艺，如电镀、溅射等。
二、阳极氧化阳极氧化是一种将金属表面转化成氧化物层的方法，可以提高表面的硬度和耐腐蚀性。
在阳极氧化过程中，钛合金表面会形成致密的氧化层，可以有效地防止表面腐蚀和磨损。
三、化学镀膜化学镀膜是一种将化学物质沉积在金属表面形成一层保护膜的方法，可以提高表面的附着性和耐磨性。
在钛合金表面化学处理中，化学镀膜可以形成多种功能性膜，如光滑膜、阻隔膜和导电膜，以满足不同的工程需求。
四、镀金镀金是一种将金、银、铂等贵金属沉积在金属表面的方法，可以提高表面的美观性和耐腐蚀性。
在钛合金表面化学处理中，镀金可以改善材料的外观，增加附着力和抗氧化性，同时还可以提高材料的导电性能。
五、表面改性表面改性是一种通过化学方法或物理方法改变金属表面性质的方法，可以提高表面的功能性和实用性。
在钛合金表面化学处理中，表面改性可以改善材料的润滑性、耐磨性和耐腐蚀性，增强材料的性能和稳定性。
总结钛合金表面化学处理是一种重要的工艺，可以改善钛合金的表面性能和使用寿命，提高材料的应用范围和市场竞争力。
通过酸洗、阳极氧化、化学镀膜、镀金和表面改性等方法，可以实现钛合金表面性能的定制化和优化化，满足不同工程需求的要求。
希望本文可以为相关领域的研究和实践工作提供一定的参考和指导。
钛合金表面处理工艺
钛合金表面处理工艺有很多种，下面介绍几种常见的处理工艺：
1.阳极氧化：在钛合金表面生成一层致密的氧化膜，提高其耐腐蚀性和耐磨性。
2.电泳涂装：将钛合金放入电泳槽中，通电后使其表面沉积一层涂料，提高其耐腐蚀性和耐磨性。
3.喷砂处理：通过喷砂去除钛合金表面的氧化膜和污垢，提高其表面粗糙度和清洁度。
4.化学镀：在钛合金表面沉积一层金属或金属合金，提高其耐腐蚀性和耐磨性。
5.激光加工：通过激光束在钛合金表面烧蚀出各种形状的图案或文字，提高其装饰性。
6.微弧氧化：在钛合金表面生成一层氧化膜，提高其耐腐蚀性和耐磨性。
7.电解抛光：通过电解的方法去除钛合金表面的氧化膜和污垢，提高其表面光洁度。
8.蚀刻：通过化学反应去除钛合金表面的部分材料，形成图案或文字，提高其装饰性。
9.染色处理：将钛合金放入染色槽中，通入染料后使其表面着色，提高其装饰性。
这些工艺可以单独使用，也可以组合使用，以满足不同的需求。
1。
钛合金表面处理工艺阳极氧化一、前言钛合金是一种具有优良性能的金属材料，广泛应用于航空航天、医疗器械、汽车等领域。
然而，钛合金表面容易受到化学腐蚀和机械磨损的影响，因此需要进行表面处理。
本文将介绍一种常用的钛合金表面处理工艺——阳极氧化。
二、工艺流程1. 清洗首先，将待处理的钛合金件放入清洗槽中，使用化学溶液或超声波清洗器进行清洗。
目的是去除表面油污和杂质，保证表面干净。
2. 酸洗将清洗后的钛合金件置于酸洗槽中进行酸洗处理。
酸洗液可以选择硫酸或盐酸，也可以使用混合酸。
酸洗时间一般为10-20分钟。
酸洗后要用水彻底冲洗干净。
3. 阳极氧化将经过清洗和酸洗处理的钛合金件放入阳极氧化槽中进行处理。
阳极氧化液可以选择硫酸或草酸，也可以使用混合液。
处理时间一般为30-60分钟。
在处理过程中要控制电压和电流密度，以保证表面处理质量。
4. 封孔经过阳极氧化处理后，钛合金件表面会形成一层氧化膜。
为了防止氧化膜被破坏，需要进行封孔处理。
封孔液可以选择热水或镁盐溶液。
封孔时间一般为30-60分钟。
5. 清洗最后，将经过封孔处理的钛合金件放入清洗槽中进行清洗。
清洗时间一般为10-20分钟。
清洗后要用水彻底冲洗干净。
三、工艺参数1. 清洗液：使用去离子水或化学溶液。
2. 酸洗液：硫酸、盐酸或混合酸。
3. 阳极氧化液：硫酸、草酸或混合液。
4. 电压：一般在10-20V之间。
5. 电流密度：一般在2-5A/dm²之间。
6. 处理时间：清洗和酸洗时间各为10-20分钟；阳极氧化时间为30-60分钟；封孔时间为30-60分钟。
四、工艺优点1. 阳极氧化可以增加钛合金表面硬度和耐腐蚀性。
2. 阳极氧化处理后的钛合金表面具有一定的装饰性能，可以提高产品的美观度。
3. 阳极氧化处理后的钛合金表面具有一定的润滑性能，可以减少机械磨损。
五、工艺缺点1. 阳极氧化处理需要较长的时间，且需要控制电压和电流密度，工艺要求较高。
2. 阳极氧化液对环境有一定污染，需要进行废液处理。
钛及钛合金表面处理技术和应用钛是一种重要的金属材料，具有优异的机械性能、抗腐蚀性能和生物相容性。
在众多的钛制品中，钛及钛合金表面处理技术和应用，是钛材料应用中的重要领域。
本文将对其进行探讨。
一、钛及钛合金表面处理技术1. 电解氧化电解氧化是一种常用的表面处理技术，通过电解过程使得钛表面生成氧化层。
该氧化层具有优异的抗腐蚀性和抗磨损性能，可以保护钛及钛合金表面，在医学领域、航空航天领域等具有广泛应用。
2. 化学镀膜化学镀膜是一种通过化学反应在钛表面附着有机分子的方法，从而生成膜层，从而改善钛及钛合金的耐腐蚀性、生物相容性和机械性能。
此外，化学镀膜技术还可以使得钛表面呈现特殊的光泽和色彩。
3. 等离子喷涂等离子喷涂是一种高效的表面处理技术，通过把金属材料变成粉末后喷涂在钛表面上，从而实现钛和钛合金表面的表面改性。
该技术可以提高钛材料的耐磨性和抗腐蚀性，还可以使得钛表面更好的粘附其他物质。
二、钛及钛合金表面处理应用1. 医学领域钛及钛合金表面处理技术的应用在医学领域中具有非常广泛的应用。
可通过钛及钛合金表面处理技术及应用制造骨植入物、人工心脏瓣膜等医疗设备。
表面处理后，不仅可以提高钛材料的生物相容性，还可以使钛材料坚固耐用、耐磨、不易脱落，并降低钛材料的磨损程度。
2. 机械工程领域钛及钛合金表面处理技术在机械工程领域中也有广泛的应用。
通过电解氧化、化学镀膜和等离子喷涂等表面处理技术能够进一步提高钛材料的耐磨性、抗腐蚀性、耐高温性能以及抗振动性能。
3. 航空航天领域钛及钛合金表面处理应用在航空航天领域，广泛使用于航空发动机、涡轮机、航空船等部件。
表面处理技术能够大幅度提高钛及钛合金材料的耐腐蚀性和机械性能。
另外，在航空航天领域对钛及钛合金表面颜色和表面光泽等要求都比较高，而化学镀膜技术可以满足这种需求。
三、结论钛及钛合金表面处理技术和应用是钛材料应用领域中的重要领域。
通过电解氧化、化学镀膜和等离子喷涂等技术处理后，不仅可以提高钛及钛合金的耐腐蚀性、生物相容性、耐磨性和机械性能，还可以满足航空航天领域对钛及钛合金表面颜色和表面光泽等要求，具有重要的应用价值。
钛合金高温抗氧化涂层的研究进展3李 威1,肖来荣1,2,温燕宁1,胡加瑞1,蔡圳阳1,殷傲宇1(1 中南大学材料科学与工程学院,长沙410083;2 中南大学有色金属材料科学与工程教育部重点实验室,长沙410083)摘要 高温抗氧化性差是限制钛合金作为高温结构材料在航空航天领域广泛应用的关键问题。
从涂层体系出发,综述了国内外钛合金高温抗氧化涂层的研究进展。
根据涂层的制备方法和性能,对比了各涂层的优缺点,分析了涂层研究中面临的问题,并提出了解决方法,展望了钛合金高温抗氧化涂层的发展方向。
关键词 钛合金 高温抗氧化 涂层 性能中图分类号:TB43 文献标识码:AProgress in R esearch on High T emperature Oxidation R esistantCoatings of Titanium AlloysL I Wei 1,XIAO Lairong 1,2,WEN Yanning 1,HU Jiarui 1,CA I Zhenyang 1,YIN Aoyu 1(1 School of Materials Science and Engineering ,Central South University ,Changsha 410083;2 The Key Laboratory of Non 2Ferrous Metals ,Materials Science and Engineering of Ministry of Education ,Central South University ,Changsha 410083)Abstract The use of titanium alloys as high temperature structural material in aerospace industry is restricted because of its poor oxidation resistance at high temperatures.The present status of research on high temperature oxida 2tion resistant coatings of titanium alloys is reviewed.The advantages and disadvantages of different coatings are com 2pared on the basis of preparation method and properties of the coating ,existing problems are analyzed and possible so 2lutions are suggested ,and the trend development is pointed out.K ey w ords titanium alloys ,high temperature oxidation resistant ,coatings ,properties 3材料科学与工程国家创新实验区项目 李威:男,硕士,主要从事高温防护涂层的研究 肖来荣:通讯作者,男,1968年生,教授 E 2mail :leevii @0 引言钛合金是一种新型结构材料,具有密度小、比强度高、耐高温、耐腐蚀等优点。
钛合金表面氧化处理钛合金是一种优良的结构材料，具有良好的机械性能和化学稳定性。
然而，钛合金的表面容易受到氧化的影响，导致其抗腐蚀性能下降。
因此，对钛合金表面进行氧化处理是非常必要的。
钛合金表面氧化处理是指将钛合金表面暴露在氧化气体中，使其与氧化气体发生化学反应，形成一层氧化膜。
这层氧化膜能够有效地防止钛合金进一步与外界环境发生反应，提高其抗腐蚀性能和耐磨性。
钛合金表面氧化处理的方法有很多种，常见的有热氧化法、化学氧化法和电化学氧化法等。
其中，热氧化法是最常用的方法之一。
热氧化法是将钛合金放置在高温环境中，使其与氧化气体进行反应，形成氧化膜。
这种方法简单易行，但需要较高的温度和较长的处理时间。
化学氧化法是通过将钛合金浸泡在含有氧化剂的溶液中，利用溶液中的氧化剂与钛合金发生反应，形成氧化膜。
这种方法操作简单，处理时间较短，但需要特定的化学溶液。
电化学氧化法是利用电解原理，在电解液中将钛合金作为阳极，通过外加电压使其与电解液中的氧化剂发生反应，形成氧化膜。
这种方法可以控制氧化膜的厚度和成分，但需要特定的电解液和电源设备。
钛合金表面氧化处理后，可以显著提高其抗腐蚀性能和耐磨性。
氧化膜具有致密的结构，能够有效地隔离钛合金与外界环境的接触，避免了钛合金的进一步腐蚀。
同时，氧化膜还具有一定的硬度，能够提高钛合金的耐磨性，延长其使用寿命。
钛合金表面氧化处理还可以改善钛合金的生物相容性。
钛合金广泛应用于医疗领域，如人工骨骼、人工关节等。
通过对钛合金表面进行氧化处理，可以使其表面形成一层生物相容性良好的氧化膜，减少钛合金与人体组织的相互作用，提高其生物相容性。
钛合金表面氧化处理是提高钛合金抗腐蚀性能、耐磨性和生物相容性的有效方法。
通过选择合适的氧化处理方法，并控制处理参数，可以获得良好的氧化膜，进一步提高钛合金的综合性能。
钛合金表面氧化处理在工程领域和医疗领域具有广泛的应用前景。
钛合金表面抗氧化玻璃涂层研究摘要：钛合金材料属于一种高强度、低密度的金属材料，使用期间的机械性能良好，在航空航天领域得到了良好运用。
要想延长这类材料的使用寿命，提高使用性能，还应对其表面进行抗氧化处理。
玻璃涂层在使用期间的稳定性比较强，受到高温环境的影响小，也不易与外界物质发生化学反应，能够进一步提升这类合金材料的抗氧化性能。
本文主要对该涂层的具体应用进行了分析，以期为钛合金表面抗氧化处理提供参考。
关键词：钛合金；表面结构；玻璃涂层；抗氧化机理表面涂层技术的合理运用可以提高钛合金材料的高温适应性，实现对材料表面结构的有效防护，而玻璃涂层的优异性较为明显，即使在高温环境条件下其内部组分也可以形成较为细致的保护膜，将钛合金材料与外部空气隔绝开，防护效果较为明显。
目前应用的玻璃涂层比较多，应根据钛合金材料的抗氧化需要进行持续改进与优化，切实提高玻璃涂层的应用效果。
1.玻璃涂层的制备方法1.1热熔敷法热熔敷法是钛合金材料加热到适宜温度后将玻璃粉末均匀喷涂在结构表面，加热后的温度作用能够使玻璃材料发生熔化，随着温度的逐渐冷却而慢慢形成玻璃涂层。
有关学者对这一制备方法应用后钛合金表面的耐腐蚀性能进行了研究，发现适当加稀土元素能够提高玻璃的软化程度，形成的玻璃涂层密度比较大，耐腐蚀性能比较强。
其中氧化铈在增强玻璃涂层使用期间的抗冲击能力方面起到了重要作用。
使用热熔敷法进行钛合金表面玻璃涂层制备可提高结构整体强度，过程操作比较简单，耐腐蚀性比较强，但需要选择质量、性能达到相关要求标准的玻璃粉，这是提高涂层抗氧化性能的关键。
1.2火焰喷涂法该种制备方法主要利用火焰对所用的玻璃材料进行加热处理，使其处于熔化或者半熔化状态，再利用火焰喷射到钛合金结构表面，待温度冷却后可形成防护涂层。
相关学者对这种方法进行了检验，采用氧⁃乙炔火焰喷涂的方式对玻璃涂层的性能和防护效果进行了分析，通过结果可以了解到玻璃涂层的整体状态较为稳定，显著增强了钛合金表面的抗氧化能力。
