Titaniumlegeringen worden op grote schaal gebruikt in de lucht- en ruimtevaart-, militaire en civiele industrie vanwege hun uitzonderlijke sterkte-gewichtsverhouding, corrosieweerstand, hoge temperatuurbestendigheid en biocompatibiliteit. De relatief lage oppervlaktehardheid en de ontoereikende slijtvastheid van titaniumlegeringen hebben echter beperkingen opgeleverd in specifieke omgevingen. Om deze uitdagingen het hoofd te bieden, hebben onderzoekers verschillende oppervlaktebehandelingstechnieken ontwikkeld om de oppervlakteprestaties van titaniumlegeringen te verbeteren.
Eén effectieve methode is de oxidatiebehandeling van het oppervlak, waarbij een oxidefilm wordt gevormd om de gladheid te verbeteren en de hechting tijdens trekprocessen te verminderen. Coatingbehandelingen zoals grafietemulsiecoating en zoutkalkcoating bieden smering en bescherming tegen oxidatie, waardoor de oppervlakte-eigenschappen worden verbeterd. Bij een fluorfosfaatbehandeling wordt het oppervlak bedekt met een gemodificeerde film, gevolgd door het aanbrengen van vaste smeermiddelen om lage wrijving en hoge slijtvastheid te bereiken.
Een andere benadering is metaalfilmplating, waarbij een laag metalen zoals koper, chroom, nikkel of tin op het oppervlak van de titaniumlegering wordt afgezet om direct metaalcontact tijdens het trekken te verminderen, waardoor de hechting wordt geminimaliseerd. De boorbehandeling omvat het onderdompelen van draden van titaniumlegeringen in een oplossing die KFB4, BaCl2 en NH4NO3 bevat om een fluoroboraatlaag op het oppervlak te creëren, gevolgd door het aanbrengen van aluminiumdisulfide als smeermiddel tijdens koudtrekken.
Een chemische conversiebehandeling vormt een dichte conversiefilm op het oppervlak van de titaniumlegering en dient als een smerende coating die smeermiddelen adsorbeert, wat resulteert in gladde oppervlakken na meerdere trekprocessen. Het selecteren van geschikte smeermiddelen zoals industrieel zeeppoeder, grafietemulsie en mengsels van zeeppoeder en andere materialen met goede bevochtigbaarheid en thermische stabiliteit is cruciaal.
Laseroppervlaktebehandelingen zoals lasercladding, legering en afschrikken veranderen de microstructuur van het oppervlak om de slijtvastheid, corrosieweerstand en hardheid te verbeteren zonder de basiseigenschappen van titaniumlegeringen in gevaar te brengen. Microboogoxidatie is een milieuvriendelijke techniek waarbij keramische films ter plaatse op oppervlakken van titaniumlegeringen groeien, waardoor uitstekende corrosie- en slijtvastheid wordt geboden.
