Stopy tytanu są szeroko stosowane w przemyśle lotniczym, wojskowym i cywilnym ze względu na ich wyjątkowy stosunek wytrzymałości do masy, odporność na korozję, odporność na wysokie temperatury i biokompatybilność. Jednakże stosunkowo niska twardość powierzchniowa i niewystarczająca odporność stopów tytanu na zużycie stwarzają ograniczenia w określonych środowiskach. Aby pokonać te wyzwania, badacze opracowali różne techniki obróbki powierzchni w celu poprawy właściwości powierzchniowych stopów tytanu.
Jedną ze skutecznych metod jest utlenianie powierzchni, które polega na utworzeniu filmu tlenkowego poprawiającego smarowność i zmniejszającego przyczepność podczas procesów ciągnienia. Obróbki powłokowe, takie jak powlekanie emulsją grafitową i powlekanie solą wapienną, zapewniają smarowanie i ochronę przed utlenianiem, poprawiając właściwości powierzchni. Obróbka fluorofosforanowa polega na pokryciu powierzchni zmodyfikowaną powłoką, a następnie nałożeniu stałego smaru w celu uzyskania niskiego tarcia i wysokiej odporności na zużycie.
Innym podejściem jest powlekanie folią metalową, podczas której na powierzchni stopu tytanu osadza się warstwę metali takich jak miedź, chrom, nikiel lub cyna, aby zmniejszyć bezpośredni kontakt metalu podczas ciągnienia, minimalizując w ten sposób przyczepność. Borowanie polega na zanurzeniu drutów ze stopu tytanu w roztworze zawierającym KFB4, BaCl2 i NH4NO3 w celu utworzenia warstwy fluoroboranu na powierzchni, a następnie nałożeniu dwusiarczku glinu jako środka smarnego podczas ciągnienia na zimno.
Chemiczna obróbka konwersyjna tworzy gęstą warstwę konwersyjną na powierzchni stopu tytanu, służącą jako powłoka smarna, która adsorbuje smary, co skutkuje gładkimi powierzchniami po wielokrotnych procesach ciągnienia. Kluczowy jest wybór odpowiednich środków smarnych, takich jak mydło przemysłowe w proszku, emulsja grafitowa oraz mieszaniny mydła w proszku i innych materiałów o dobrej zwilżalności i stabilności termicznej.
Laserowa obróbka powierzchni, taka jak napawanie laserowe, tworzenie stopów i hartowanie, zmienia mikrostrukturę powierzchni w celu zwiększenia odporności na zużycie, odporności na korozję i twardości bez uszczerbku dla podstawowych właściwości stopów tytanu. Utlenianie mikrołukiem to przyjazna dla środowiska technika polegająca na tworzeniu warstw ceramicznych in situ na powierzchniach stopu tytanu, zapewniających doskonałą odporność na korozję i zużycie.
