Способ получения пористого титанового покрытия

Способ получения пористого титанового покрытия

Пористая пена титана и его сплавы сочетают в себе характеристики титанового сплава и пористого материала, что позволяет уменьшить вес материала без снижения его прочности, сохраняя при этом высокую ударную вязкость и коррозионную стойкость.

Понятно, что пена титана и его сплавы имеют важное прикладное значение в некоторых специальных областях, особенно в биомедицинской промышленности. Поскольку пористый титан обладает как высокой биосовместимостью, так и отличными механическими свойствами, его преимущества очевидны. По сравнению с пористым титановым материалом в целом, титановый материал, который является пористым только на поверхности, имеет более высокую механическую прочность и может выдерживать большие физиологические нагрузки. перспективы применения в медицине.

Недавно работа Китайской академии наук об оружии доказала, что идеальное сочетание технологии холодного напыления и вакуумной перегонки позволяет получить покрытие из чистого титана с проникающей пористой структурой.

Метод заключается в приготовлении композитного покрытия Ti-Mg с помощью технологии холодного напыления, а приготовление пористого титанового покрытия осуществляется путем вакуумной перегонки Mg в покрытии. Они использовали самодельный порошок Ti и порошок Mg, которые были физически смешаны с массовое соотношение 80:20, в качестве распыляемого порошка для покрытия. Выбранной подложкой для напыления является титановый сплав марки TC4 (0.{{1{{12}) }}}02 % H, 0,07 % O, 0,02 % N, 0,02 % C, 0,04 % Fe, 6,2 % Al, 4,1 % V, TiBal).Композитное покрытие Ti-Mg изготавливается с помощью оборудования для холодного распыления с высокой скоростью и высоким давлением. Рабочий газ — N2, рабочее давление — 3,0 МПа, температура нагрева газа — 300 градусов, расстояние распыления — 25 мм. Затем для вакуумной дистилляции напыленного композитного покрытия Ti-Mg используется вакуумная печь для спекания. давление в камере 2,0~2,3 МПа, температура перегонки 1100 градусов и время перегонки 2 часа.

Тест показал, что граница раздела между полученным покрытием и подложкой относительно плотная, плотность покрытия выше, средняя толщина составляет около 250 мкм, а распределение двух компонентов в покрытии относительно равномерное. После измерения прочность сцепления покрытия и подложки достигала 60 МПа, а пористость покрытия составляла менее 1 процента. Анализ состава поверхности проводился с помощью анализатора энергетического спектра. Результаты показали, что частицы титана в покрытии не имели явного содержания кислорода, что указывает на то, что технология холодного напыления хорошо избегала чрезмерного окисления порошка титана, что способствовало сохранению исходного химического состава напыляемого порошка; Однако было обнаружено, что частицы магния в покрытии имеют больше примесей, что в основном связано с высокой активностью металлического магния и естественным окислением в атмосфере. Чтобы сделать покрытие пористым, магниевый компонент в напыленном покрытии должен быть удаляются, поэтому напыленное покрытие перегоняется в вакууме. После перегонки в вакууме в микроструктуре покрытия наблюдается значительная сквозная структура, пористость покрытия достигает 50 процентов, а распределение пор по размерам составляет 30 ~ 100 мкм. Результаты Анализ энергетического спектра на поверхности покрытия показывает, что после обработки покрытия вакуумной перегонкой существует только титановый компонент, а магниевый компонент полностью перегоняется.