鈦材料保護涂層(protectivecoatingfortitaniummaterial)

涂施在鈦材料表面形成保護膜的過程。其涂層工藝是鈦材料制備和應用中不可缺少的工序。鈦是活潑的金屬材料，平衡電位很低，E_Ti/Ti⁺²=-1．63+O．0293[Ti^+2]V(相對氫標準電極SHE)，故在高溫下易發生氧化和滲氣，鈦材料表面硬度低，耐磨性差，它在氧化性介質中(如硝酸、鉻酸)有良好的耐蝕性，但在酸性的還原性介質中(如鹽酸、蟻酸)不耐蝕，有發生縫隙腐蝕、氫脆、點蝕的傾向。鈦的導電、導熱性較差(分別是銅的1／31和1／18)，易發生鈍化或發生燃燒和摩擦起火現象。這些不足之處，可以通過玻璃和玻璃陶瓷涂層、熱分解涂層、離子氮化和離子鍍、熱噴涂涂層等予以克服。

玻璃和玻璃陶瓷涂層是鈦材料熱保護和潤滑的主要涂層，由熔化玻璃一制粉一制漿一涂敷(噴或刷)一烘干一熱加工一殘留涂層去除等工序組成。已在熱處理(550～600℃)、鍛造(1150～1200℃)和擠壓工序中被廣泛應用，能使鈦材料成品率提高5％～25％。典型的牌號有：前蘇聯的!)BF、24和中國的8305號。殘留涂層可用噴砂或堿洗除之。

熱分解涂層用貴金屬鹵鹽有機溶液的熱分解，在鈦材料表面形成混合金屬氧化物涂層(PdO一TiO₂，RuO₂-TiO₂，IrO₂一TiO₂等)，能顯著提高鈦材料在鹽酸、硫酸、磷酸等介質中的耐蝕性，還能有效地防止縫隙腐蝕和點蝕，效果可與Ti—O．2Pd合金比美。熱分解的熱源可以是電阻爐或氧乙炔槍。混合金屬氧化物涂層，還可以彌補鈦導電性差的問題，使鈦成為較好的陽極材料。

離子氮化和離子鍍用該工藝在鈦材料表面形成TiN涂層，以提高其耐磨性。輝光離子氮化是在氮化爐中進行的，爐內充氮或氨，工件和爐殼間施加直流電壓(1kV)，使工件和爐體發生輝光放電，在800～1000C下，達到工件滲氮的目的。離子鍍是1963年，美國利用低壓氣體放電，將膜材料的原子電離，然后沉積在工件表面的一種涂層方法，后來發展為活化反應離子鍍，空心陰極離子鍍，射頻離子鍍、多弧離子鍍等，工件的溫度一般在300～500℃，即可在鈦材料表面形成顯微硬度為9800MPa的TiN涂層。涂層的結合力好，厚度和色澤均勻，對工件的尺寸、表面粗糙度、力學性能影響甚微。離子鍍的TiN、TiC、TiCN可使工模具的壽命成倍提高。離子鍍鋁可以防止鈦的氫脆和接觸腐蝕。該技術還成功地解決了鈦材料人體植入物的磨損問題。

熱噴涂涂層它是利用熱源，將噴涂材料加熱熔化或半熔化，靠熱源自身的動力和外加壓縮氣流，將液滴霧化，并推動熔粒成噴射的粒束，以一定速度噴射到基體表面形成涂層的一種加工方法。已發展有：火焰噴涂、電弧噴涂、等離子噴涂、爆炸噴涂和激光噴涂等。爆炸噴涂一層鈷包碳化鎢涂層，可使鈦合金壓氣機轉子葉片的工作壽命提高1。0倍。熱噴涂鎳鉻鋁合金，可以預防鈦合金葉片、機匣轉子或靜子軸向位移或局部卡住所產生的摩擦著火問題。另外，激光表面合金化、離鈦Eai子注入、粉末擴散等技術，也是提高鈦材料表面硬度、降低摩擦系數、提高耐蝕性的有效手段。