❶ 钛及钛合金表面增强技术的研究进展
表面纳米化处理
作为新型表面处理技术，纳米化处理可以实现在不改变钛及钛合金表面材料成分的前提条件下，仅使用物理、化学等手段，将材料需要处理位置上层的晶粒进行深度细化，直到纳米级别，从根本上解决材料表面抗疲劳问题，进而提升钛及钛合金表面耐腐蚀性能，在实际应用上也可以提高耐磨性能。使用喷丸法、超音速微粒轰击法等，将处理工具与工件表面进行充分作用，让钛及钛合金表面晶粒被机械方法破碎，深度细化后，对其表面进行强化。对 TC4使用高能喷丸表面纳米化技术，可以保障晶粒尺寸接近 20nm，借助表面硬度高于原材料的硬化层，提升材料抗疲劳性能。而处理 TA2后，晶粒尺寸接近 30nm的纳米表层，其表层晶粒形成可以提升材料硬化程度的形变孪晶。尤其是我国在 623K条件下在钛及钛合金处理方面要强于美国相关规范，目前是事业领先水平。使用超音速微粒轰击法，对 Ti-6Al-4V合金进行处理，可以在其表面衍生出纳米等轴组织，拥有 20nm晶粒尺寸，让合金表面相较于原材料硬度可以提升一倍以上。但是这种表面纳米化处理因为起步较晚，没有广泛推广。
表面扩渗和离子注入
与表面纳米化处理不同，表面扩渗和离子注入将金属或非金属材料掺杂在钛合金基体材料中，改变其表面组织成分，借助改性层产生提升钛合金基体表面抗性。例如钛及钛合金表面使用氮、碳等非金属材料渗透，或使用铝、钼等金属材料进行扩散，从而提高钛合金基体耐磨性与耐腐蚀性。使用网状阴极辉光放电法，将 Ta 对 TC4 基体表面进行渗镀，可以有效提升 TC4 基体耐腐蚀性能。利用固体粉末包埋法，利用制备渗钼层方式，可以有效将 TC6 表面相结构大幅度改变，让 TC6 表面硬度提升至 1400HV ；目前在科学技术快速发展，真空技术理论研究与使用功能深度也逐渐提升，可以在原有表面渗透技术基础上，衍生出一种离子注入技术。例如使用离子渗氮方法，可以将 TA7 钛合金表面硬度提高至 1200HV。而使用加弧辉光离子无氢渗碳技术，处理 Ti6AI4V 合金表面，其表面硬度可以达到 935HV，也表现出较强的耐磨性。也可以使用液相等离子电解碳氮共渗技术处理 Ti6Al4V合金，使合金表面产生 Ti沉积的硬质涂层。而增加使用该方式处理钛合金时间，可以有效提升硬质渗层厚度，提高钛合金的耐磨性。
表面涂层技术
在基体材料表面使用相应工艺进行处理，复合涂层与基体材料，使其基体表面产生保护涂层，在化学、热学等方面都具有良好性能。可以借助表面涂层的耐腐蚀与耐热性，减少生产成本支出，从而提升产品性能，在后续使用中也具有较长使用寿命。目前使用气相沉积、熔覆等方式的表面涂层技术，可以有效提升钛合金耐磨性能，对于抗腐蚀性也有较强效果。将表面活化和氢化处理有机整合，可以有效提高钛合金表面导电性能，也可以避免与例如软性雨水等接触后，产生材料腐蚀问题。而使用气相沉积技术，将 TA2、TC11 基材制成 TiAIN 膜层，可以将膜层与基体结合部分形成三种元素相互结合的冶金结合，有效增强基材各类性能。
❷ 钛合金耐磨损件主要应用于什么地方
很多啦，典型如航空，人体器官再植等。
钛合金广泛应用于航空航天、化工及生物医疗领域，但是其硬度较低，抗磨减摩性能差，限制了其应用，因此，利用表面改性技术改善钛合金的表面性能备受关注。通常最常用的方法是进行化学处理或化学氧化，来提高和改善基体与涂覆层的结合力以及表面的耐蚀性能。但是，化学氧化所得到的氧化膜层较薄，耐蚀性和耐久性较差。钛合金表面的氧化膜使得在钛上进行化学镀、电镀难以实现。相比之下，微弧氧化处理目前普遍被认为是最有前途的钛合金表面处理方法。
钛合金用于飞机
一般钛和钛合金比常用的生物体用合金CoCr合金和316L不锈钢的耐磨性都较差，而且所产生的磨损粉在生物体内都有可能产生不良影响。因此，新开发的一些生物体用钛合金在生物体内使用之前往往都要采取适当的表面处理，以提高其抗磨性。为了进一步达到提高钛合金耐蚀性、耐磨性、抗微动磨损性、高温抗氧化性等目的，对钛合金进行表面处理是进一步扩大钛合金使用范围的有效途径，可以这么说目前对金属的表面处理方法几乎全部应用到了钛合金的表面处理上，包括金属电镀、化学镀、热扩散、阳极氧化、热喷涂、低压离子工艺、电子和激光的表面合金化、非平衡磁控溅射镀膜、离子氮化、PVD法制膜、离子镀膜、纳米技术等等。来看在钛合金表面形成TiO、TiN、TiC渗镀层及TiAlN多层纳米膜表面氧化处理提高其表面耐磨性仍是研究重点。
液相沉积：TC4表面液相沉积生物陶瓷涂层。近年来，通过化学处理，在钛合金基体植入件表面制取生物陶瓷涂层的探索性研究已有公开的报道。如用高浓度的NaOH或H2O2处理工艺提出的两步碱处理工艺，还有人引入了乙烯基三乙氧基硅烷和聚丙烯酸钠等调制剂来获得生物陶瓷涂层。对TC4钛合金进行简单的酸碱预处理后，再在一种仿体液的快速钙化溶液（FCS）中浸泡沉积，以期获得梯度结合的生物活性好的钛基HA生物陶瓷涂层复合材料。该方法的研究对钛合金直接作为硬组织植入材料应用有着十分重要的理论意义和潜在的经济价值。
表面氧化处理：离子注入与其它表面处理技术相比显示了诸多优点，与物理或化学气相沉积相比，主要优点在：①膜与基体结合好，抗机械、化学作用不剥落能力强；②注入过程不要求升高基体温度，从而可保持工件几何精度；③工艺重复性好等。许多研究者报道了氮离子注入对Ti6Al4V钛合金表面成分、组织结构、硬度及摩擦学性能有良好改善效果。TiC也是超硬相，故钛合金经离子注入碳也同样可以强化钛合金表面。但是由于等离子体基离子注入并非连续过程，施加每一负脉冲电位时，随着脉冲电位由零下降至谷值，再回升至零，发生着溅射和注入两个过程。如果等离子体中含有金属或碳离子时，在脉冲电位为零时，在一定条件下还会在表面形成单一碳沉积层，在一定脉冲电压（10~30kV）作用下，该单一碳层的结构为类金刚石碳（DLC）。从而可以获得比注氮层摩擦系数更低，耐磨性更好的表面改性层。表面单一碳层经实验确定其为DLC膜。经这样处理的钛合金，表面硬度提高4倍，在同种材料构成摩擦副，干摩擦条件下，摩擦系数由0·4下降至0·1,耐磨性较未离子注入的提高30倍以上。
离子束增强沉积（IBED）：利用离子束增强沉积（IBED）方法制备了CrC硬质膜，可用于钛合金的微动磨损防护。研究表明，CrC显示出最好的微动疲劳特性；而喷丸后涂覆的CrC膜则显示出了最高的微动磨损抗力。离子轰击：TC11钛合金经氮离子轰击表面处理后，表面可获得由TiN和Ti2N组成的改性层，硬度为600~800HV;表面硬度的提高，有利于改善TC11钛合金的耐磨性。等离子渗氮与喷丸处理：利用直流脉冲等离子电源装置对Ti6Al4V钛合金表面渗氮处理，采用喷丸形变强化（SP）对渗氮层进行后处理，在钛合金表面获得由TiN、Ti2N、Ti2A1N等相组成的渗氮层，该改性层能够显著地提高钛合金常规磨损和微动磨损（FW）抗力，但降低了基材的FF抗力。渗氮层的减摩和抗磨性能与SP引入的表面残余压应力协同作用，使钛合金FF抗力超过了SP单独作用。提高渗氮层韧度对改善钛合金FF和FW性能均十分重要。DLC膜：复合碳膜具有独特的物理、力学和化学性能，它已被作为众多的研究对象。利用射频等离子体增强化学气相沉积法制备类金刚石薄膜，其主要目的也是为提高钛合金的表面硬度和耐摩擦性。试验结果表明膜中钛含量超过9%,膜的硬度将会下降，且膜基结合力强度也是有限的。
涂层技术：涂层技术是改善钛合金抗氧化性的有效方法。美国一家公司研究出一种改善钛合金抗氧化性能的新方法，在钛合金基体上加一种均匀的铜合金涂层。涂层所用的铜合金可从以下三种组成中选取一种：1·铜+7%铝；2·铜+4·5%铝；3·铜+5·5%铝+3%硅。涂层是在基体温度低于619℃的条件下进行涂覆的。电镀：在钛合金表面镀镍、镀硬铬、镀银等。镀银目的是提高钛合金的导电性和钎焊性。钛合金基体上有一层致密的氧化物薄膜，电镀不易进行，所以电镀前必须对钛合金表面进行预处理。
激光淬火：据报道钛合金TC11微动磨损量随法向载荷和微动幅度的增大而增加。激光淬火后钛合金TC11抗微动磨损能力有所提高，其提高幅度与微动幅度大小，抗微动磨损能力的改善是激光淬火使组织细化、硬度提高的结果。激光熔覆：航空发动机钛合金镍基合金摩擦副的接触磨损是航空发动机使用中的一大难题，利用激光熔覆技术可获得优良的涂层，为燃气涡轮发动机零件的修复开创了一条新途径，熔覆合金粉末是CoCrW和WC的机械混合物，提高了高温耐磨和抗腐蚀性能，技术特点是制备时间短，质量稳定，并消除了由于热影响可能产生的裂纹问题。
交流微弧氧化：微弧氧化（MAO）是一项在金属表面生长氧化物陶瓷膜的新技术。它从阳极氧化发展而来，但它施加了几百伏的高压，突破了阳极氧化对电压的限制。该技术通过微弧放电区瞬间高温高压烧结直接把基体金属变成氧化物陶瓷，并获得较厚的氧化物膜。对钛合金表面微弧氧化膜，获得膜的硬度高并与金属基体结合良好。改善了钛合金表面的抗磨损、抗腐蚀、耐热冲击及绝缘等性能，在许多领域具有应用前景。
❸ 渗碳、渗氮、碳氮共渗三者有什么不同反映在材料题上具体有什么不一样的效果
渗碳:渗碳后的工件经淬火和低温回火，使表面具有高硬度河耐磨性，而心部仍保持良好的塑性河韧性，从而满足工件外硬内韧的使用要求。
渗氮：零件渗氮后表面形成一层氮化物，不需要淬火就可以具有高的硬度、耐磨性、抗疲劳性河一定的腐蚀性，而且变形也很小。
碳氮共渗：又称氰化。碳氮共渗是将钢件表面同时渗入碳原子河氮原子，形成碳氮共渗层，以提高工件的硬度、耐磨性河疲劳强度的处理方法。
❹ 钛合金硬质涂层怎么去除手印
用弱酸清洗 HF：HNo3：HO2＝1：1：98 清洗后用清水冲干净，加酒精清洗热风吹干。
钛合金表面处理方法主要有：
1、喷砂：钛铸件的喷砂处理一般选用白刚玉粗喷较好，喷砂压力一般控制在0.45Mpa以下，时间为15~30秒，用于去除铸件表面的粘砂、表面烧结层和部分和氧化层。其余的表面反应层结构宜采用化学酸洗的方法快速去除。
2、 酸洗：酸洗能够快速完全去除表面反应层，而表面不会产生其他元素的污染。HF-HCl系和HF-HNO3系酸洗液都可用于钛的酸洗，但 HF-HCl系酸洗液吸氢量较大，而HF-HNO3系酸洗液吸氢量小，可控制HNO3的浓度减少吸氢，并可对表面进行光亮处理，一般HF的浓度在3%~5 %左右，HNO3的浓度在15%~30%左右为宜。
3、交流微弧氧化：通过微弧放电区瞬间高温高压烧结直接把基体金属变成氧化物陶瓷，并获得较厚的氧化物膜。对钛合金表面微弧氧化膜，获得膜的硬度高并与金属基体结合良好，改善了钛合金表面的抗磨损、抗腐蚀、耐热冲击及绝缘等性能，在许多领域具有应用前景。
4、离子注入：主要优点是：a）膜与基体结合好，抗机械、化学作用不剥落能力强；b）注入过程不要求升高基体温度，从而可保持工件几何精度；c）工艺重复性好等。许多研究者报道了氮离子注入对Ti6Al4V合金表面成分、组织结构、硬度及摩擦学性能有良好改善效果。TiC也是超硬相,故钛合金经离子注入碳也同样可以强化钛合金表面。
5、等离子渗氮与喷丸处理：利用直流脉冲等离子电源装置对钛合金表面渗氮处理，采用喷丸形变强化(SP)对渗氮层进行后处理， 在钛合金表面获得由TiN、Ti2N、Ti2A1N等相组成的渗氮层，该改性层能够显著地提高钛合金常规磨损和微动磨损(FW)抗力，但降低了基材的FF抗力。渗氮层的减摩和抗磨性能与SP引入的表面残余压应力协同作用，使钛合金FF抗力超过了SP单独作用。
6、激光熔覆：利用激光熔覆技术可获得优良的涂层，为燃气涡轮发动机零件的修复开创了一条新途径，熔覆合金粉末是CoCrW和WC的机械混合物，提高了高温耐磨和抗腐蚀性能，优点是制备时间短，质量稳定，并消除了由于热影响可能产生的裂纹问题。
7、表面合金化—加弧辉光离子渗镀技术：可以在钛合金的表面直接形成合金层,合金层是具有特殊物理、化学性能的表面渗镀结合层。其特点是不存在膜基结合力问题，无污染，渗速快，根据不同的要求可以在不同的工艺条件得到不同浓度分布、不同渗层厚度的合金层。利用该技术在钛合金表面无氢渗碳，可使表面硬度提高数倍，摩擦系数降低到0.08，渗钽可以提高钛合金的耐蚀性。