Титановите и титанните сплави се използват широко в различни области като аерокосмическото пространство, нефтохимически, храна и медицински поради тяхната нетоксичност, леко тегло, висока специфична сила и добра биосъвместимост. Въпреки това, дефектите на производителността като ниска твърдост, лошата устойчивост на износване и недостатъчната устойчивост на окисляване с висока температура са ограничили по-нататъшното развитие на титанови сплави. За да се преодолее тези недостатъци, химическата топлинна обработка (или химическата модификация) се превърна в ефективно средство.
Химическата топлинна обработка е използването на химични реакции, а понякога и физически методи за промяна на химичния състав на повърхностния слой на металните части и организационната структура, така че да се постигне по -добра работа от хомогенните материали метални топлинни процеси. За титанови и титанови сплави, най -често използваните методи за химическа топлинна обработка включват азот, карбуризиране, боридиране и метализиране.
Азотирането произвежда нитриди с висока твърдост (например калай и TI2N) на повърхността на титанови сплави, които осигуряват отлична корозия и износване. Общите техники за азотриране включват азотиране на солена баня, газово азот, азотиране на йонна имплантация, двуслоен светещ плазмен азот, повърхностно лазерно азотиране и вакуумно азотиране.
Карбуризиращата обработка се използва за получаване на карбиди на повърхността на титанови сплави, за да се подобри тяхната твърдост и устойчивост на износване. Поради плътния пасивационен филм на повърхността на титанови сплави и ниския коефициент на дифузия на атомната дифузия, процесът на карбуриране е по -сложен и изисква по -висока температура и по -фин технически контрол. Титанът и въглеродът могат да образуват подсилена фаза на TIC, технологията за карбуриране включва твърдо карбуризиране, йонна карбуризация, газово карбуриране и лазерно карбуризиране. Сред тях технологията за твърдо карбуриране е проста, лесна и ниска цена, но е трудно да се контролира концентрацията на кислород, карбуризираният слой не е равномерен и дебелината е малка.
Боронизиращото лечение може да образува бориди на повърхността на титанови сплави за по -нататъшно подобряване на твърдостта и устойчивостта на корозия, подходящо за приложения с много висока твърдост и изисквания за устойчивост на износване. Основните съединения, образувани от титан и бор, са TIB и TIB2. Техниките за проникване на бор също включват твърди, течни и газови методи, с широк спектър от специфични техники.
Металургията се използва за подобряване на свойствата на титановите сплави чрез инфилтриране на други метални елементи в повърхността, за да се образуват композитни материали. Има голям избор от предварително инфилтрирани метални елементи, но те трябва да имат добра твърда разтворимост с титановата сплав. Факторите, влияещи върху твърдата разтворимост на металите, включват главно атомен размер, химичен афинитет, кристална структура и относителна атомна валентност.
В обобщение, химическата топлинна обработка на титаниевата сплав има свои предимства и подходящият процес трябва да бъде избран според различни нужди. Понастоящем технологиите за азот и карбуриране се използват по -широко. С непрекъснатото развитие на технологията на титан и титанова сплав, повърхностната обработка на титанова сплав ще доведе до по -голямо пространство за развитие, което дава по -високи характеристики на продуктите от титан и титаниев сплав.
