钛合金因具备重量较轻、比强度高、耐腐蚀性好等优质特点，已广泛运用于航天航空、船只、机械设备、化工厂等行业。可是其表面强度低，耐磨性能差，耐蚀性不理想化，使钛合金在很多状况下无法达到具体运用的规定，比较严重阻拦了钛合金的进一步运用。现阶段，提升 钛合金耐磨性能的表面解决技术关键有离子注入、化学镀镍、激光熔覆、等离子喷涂、液相堆积和微弧氧化等。每一种单一表面技术都是有其一定的局限。近些年，选用复合型解决技术，对钛合金表面改性材料，促使其性能明显提高，解决了钛合金表面加强难题。因而，文中对于现阶段几类钛合金表面单一及复合型加强解决方式开展论述。

钛合金耐磨损表面改性材料和镀层技术

1、离子注入离子注入

技术起起源于二十世纪六十年代，该技术根据在真空泵、超低温下将较高能通电正离子迅速射进到金属材料近表面，使正离子与基体产生一系列繁杂反映，从而产生新的表面改性材料铝合金层,新产生的铝合金层与基体结合性强，耐磨损实际效果提升 显着。该加工工艺的突显优势取决于既能维持金属材料基体本身性能、不更改原材料宏观经济规格、环境保护无污染，又可以大幅地改进原材料表面的耐蚀性和抗氧化等。离子源既但是非金属材料正离子，如B,C,N等，又但是Zr,Mo,Re等金属离子。就非金属材料离子注入来讲，当将B,C,O等引入钛合金表面后，会产生相对应的硬质的化学物质（TiB,TiC,TiO），促使原材料表面强度和耐磨性能得到提升 。罗勇等将N3-引入Ti6Al4V基体表面以提升 工程力学性能，转化成的TiN塑料薄膜促使钛合金表面的显微镜强度明显增强，其均值强度提升 了约25%,耐磨性能为钛合金基体的2.5倍。

2、化学镀镍

化学镀镍也被称作无电解法镀或自催化反应镀,即在沒有另加电流量的前提条件下，运用金属材料的自催化反应，与此同时依靠镀液中的氧化剂，将分散的金属离子转变成金属材料，并匀称堆积到待镀零件表面的一种表面镀覆技术。现阶段，对于钛合金耐磨损改性材料层面，化学镀镍已由最开始的单一化学镀镍Ni逐渐发展趋势到多种多样金属材料与铝合金及复合型化学镀镍的表面工艺处理，如化学镀镍Cu、Ag、Au及Sn等。复合型化学镀镍是根据原来镀液基本上添加如Al2O3,Cr2O3,SiC等固态硬质的颗粒物，使其在外力作用下与金属材料产生共堆积，进而得到比不用粒子的涂层更强的结构力学性能。

Zangeneh-Madar等试着用化学镀镍技术在钛合金表面制做Ni-P-聚四氟乙烯（PTFE）复合型镀层，并科学研究了镀液浓度值、溫度和表面表面活性剂浓度值对涂层产生造成的危害，与此同时也研究了试品的磨擦损坏特点。结果显示，Ni-P和PTFE的共堆积能够显著降低涂层的摩擦阻力，降低磨损率，提升 润化性能。

相对性于电镀工艺，化学镀镍涂层具备匀称高密度、不用另加电流量供货、操作流程简易、可在塑胶等导电介质上堆积涂层等优势，且化学镀镍环境污染小、低成本。现阶段，化学镀镍因为可制取具备优良抗蚀、耐磨损的膜层，在航天航空、车辆、机械设备、化工厂等行业都获得广泛运用。

3、激光熔覆

激光熔覆技术是一种将激光器技术与金属表面处理技术紧密结合的表面改性材料技术。该技术根据事先在基体表面喷漆或粘合粉末状原材料，或将粉末状与激光同歩运输，随后用高效率能量相对密度激光直射原材料表面，促使粉末状原材料熔融，在基体金属材料上产生优良的冶金工业结合层。因为激光熔覆时，板材熔融一部分非常少，对基体性能基本上沒有危害。现阶段，早已选用的可改进钛合金耐磨损的熔覆原材料并不是很多，常见的有硬质的瓷器（SiC,TiC,Al2O3,TiN和TiB2等）、镍基自熔铝合金和瓷器/铝合金几种,在其中单一硬质的瓷器激光熔覆层因为延性大，与钛合金线膨胀系数不配对，造成很高的内应力，易造成熔覆层造成裂痕乃至掉下来。因此常见瓷器/铝合金来改进钛合金的耐磨性能，在其中铝合金常用自熔NiCrBSi铝合金。

Weng等在TC4钛合金表面激光熔覆不一样成分的SiC,在全部处理方式中，SiC与基体反映转化成Si5Si3和TiC,该生成物的转化成显着提升 了基体钛合金的强度和耐磨性能。试验结果显示，钛合金激光熔覆SiC后的镀层强度做到1200HV,是基体强度的3倍多，镀层耐磨损性能也提升 了18.4~57.4倍；且伴随着SiC加上成分的提升（小于20%（质量浓度）），镀层强度明显提高到1300~1600 HV,耐磨损性能也进一步提高。

4、热喷涂

热喷涂是应用某类热原对喷料加温，待喷漆原材料展现可流动性情况后被焰流加快，再飞溅到经前解决过的基体表面上，堆积获得具备特殊作用镀层的生产加工方式。钛合金耐磨损改性材料常见的喷料一般为非金属材质镍包高纯石墨，氢氧化物金属复合材料Al、Ni及合金制品TiN,NiCrAl,MCrAlY等。热喷涂解决后，镀层与基体页面处竖直，融合不错，并在接着的高溫空气氧化全过程中，喷漆原材料与基体产生互相蔓延，产生冶金工业融合的蔓延层，使耐磨损性能进一步提高。Huang等曾详细介绍，在钛合金表面开展热喷涂铝镀层，可在基体表面堆积一层防护层，但该防护层在超低温下硬实且具备延性，因为线膨胀系数的不配对性，易产生脱落。

5、物理学液相堆积

物理学液相堆积技术是在真空泵标准下，选用物理方法，将原材料源-固态或液态表面汽化成汽态分子、分子结构或一部分水解成正离子，并输运至基体表面产生固相塑料薄膜的技术。物理学液相堆积技术关键包含挥发、磁控溅射和等离子喷涂等，既可制取陶瓷膜，也可制取化学物质膜。

磁控溅射和等离子喷涂是二种普遍的物理学液相堆积技术,各具优点。等离子喷涂具备延展性好、正离子动能高、融合抗压强度大等优势，殊不知制取的塑料薄膜非常容易带有熔滴等缺点。磁控溅射的优势包含：工作温度低、膜层成份可控性、原材料形变较小、可镀溅射靶材挑选覆盖面广等；可是膜层堆积速度比较慢。奚运涛等选用射频溅射和等离子喷涂的方式在TC4钛合金表面制取了TiN膜，较为其磨擦损坏性能。结果显示，多弧等离子喷涂和射频溅射TiN膜层均提升 了TC4钛合金表面的耐磨损性能，多弧等离子喷涂方式获得的膜层性能更强。

总的来说，单一钛合金表面耐磨损改性材料技术虽可显着提升 钛合金的显微镜强度和耐磨损性能，可是一些缺陷难以避免，比如离子注入技术引入层的薄厚过浅，仅在μm等级范畴内，应用受到限制，与此同时试件规格也是有一定的限定。有机化学涂层与基体融合抗压强度不高，涂层薄，易造成碱脆。激光熔覆技术加工工艺主要参数操纵较繁杂，且熔覆层中非常容易造成裂痕和出气孔。热喷涂技术不宜解决不耐热基体，且喷得的镀层结合性低、气孔率大、匀称能力差等。下列详细介绍的一些复合型技术，能够对以上缺点开展进一步的健全。