Les alliages de titane et de titane sont largement utilisés dans divers domaines tels que l'aérospatiale, la pétrochimie, la nourriture et le médical en raison de leur non-toxicité, de leur poids léger, de leur force spécifique élevée et de leur bonne biocompatibilité. Cependant, les défauts de performance tels que la faible dureté, la mauvaise résistance à l'usure et la résistance insuffisante à l'oxydation à haute température ont limité le développement ultérieur des alliages de titane. Pour surmonter ces lacunes, le traitement de la chaleur chimique (ou modification chimique) est devenu un moyen efficace.
Le traitement chimique thermique est l'utilisation de réactions chimiques, et parfois des méthodes physiques, pour modifier la composition chimique de la couche de surface des parties métalliques et de la structure organisationnelle, afin d'obtenir de meilleures performances que le processus de traitement thermique des métaux homogène des matériaux. Pour les alliages de titane et de titane, les méthodes de traitement chimique les plus couramment utilisées incluent la nitrade, le carburateur, la flocage et la métallisation.
La nitrade produit des nitrures de dureté élevée (par exemple, Tin et Ti2N) à la surface des alliages de titane, qui fournissent une excellente corrosion et une résistance à l'usure. Les techniques de nitrade commune comprennent la nitrure du bain de sel, la nitrure à gaz, la nitrade d'implantation ionique, la nitrade en plasma à double couche, la nitrade au laser de surface et la nitrade sous vide.
Le traitement carburisant est utilisé pour obtenir des carbures à la surface des alliages de titane pour améliorer leur dureté et leur résistance à l'usure. En raison du film de passivation dense à la surface des alliages de titane et du coefficient de diffusion atomique faible, le processus de carburateur est plus compliqué et nécessite une température plus élevée et un contrôle technique plus fin. Le titane et le carbone peuvent former une phase renforcée tic, la technologie carburisée comprend le carburateur solide, le carburateur en ions, le carburateur au gaz et le carburateur laser. Parmi eux, la technologie carburisée solide est simple, facile et à faible coût, mais il est difficile de contrôler la concentration en oxygène, la couche carburisée n'est pas uniforme et l'épaisseur est petite.
Le traitement boronisant peut former des borures à la surface des alliages de titane pour améliorer encore la dureté et la résistance à la corrosion, adaptées aux applications avec des exigences de résistance à une dureté et à l'usure très élevées. Les principaux composés formés par le titane et le bore sont TIB et TIB2. Les techniques de pénétration du bore comprennent également des méthodes solides, liquides et gazeuses, avec une large gamme de techniques spécifiques.
La métallurgie est utilisée pour améliorer les propriétés des alliages de titane en infiltrant d'autres éléments métalliques dans la surface pour former des matériaux composites. Il y a un large choix d'éléments métalliques pré-infiltrés, mais ils doivent avoir une bonne solubilité solide avec l'alliage de titane. Les facteurs affectant la solubilité solide des métaux comprennent principalement la taille atomique, l'affinité chimique, la structure cristalline et la valence atomique relative.
En résumé, le traitement thermique chimique de l'alliage de titane a ses propres avantages, et le processus approprié doit être sélectionné en fonction des différents besoins. À l'heure actuelle, les technologies de nitrative et de carburation sont plus largement utilisées. Avec le développement continu de la technologie des alliages en titane et en titane, le traitement de surface de l'alliage de titane inaugurera un plus grand espace de développement, donnant des performances plus élevées pour les produits en alliage en titane et en titane.
