La technologie d'implantation ionique en alliage de titane et son application au traitement de surface
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La technologie d'implantation ionique en alliage de titane et son application au traitement de surface

Nombre Parcourir:0     auteur:Éditeur du site     publier Temps: 2021-08-27      origine:Propulsé

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L'implantation d'ions en alliage de titane est un nouveau procédé qui utilise un bombardement ionique à haute énergie pour modifier les propriétés de surface.C'est comme une balle frappant un objet, qui peut purifier la surface de l'objet et modifier la composition et la structure de la couche de surface de l'objet, augmentant ainsi la dureté de la surface améliore la résistance à l'abrasion et à la corrosion de l'objet.Par rapport au dépôt physique ou chimique en phase vapeur, les principaux avantages sont les suivants : ①Le film est bien combiné avec le substrat et présente une forte résistance aux effets mécaniques et chimiques sans pelage ;②Le processus d'injection ne nécessite pas d'augmentation de la température du substrat, de sorte que la précision géométrique de la pièce peut être maintenue ;③Le processus est répété Bon sexe et ainsi de suite.De nombreux chercheurs ont rapporté que l'implantation d'ions azote a un bon effet sur l'amélioration de la composition de surface, de la microstructure, de la dureté et des propriétés tribologiques de l'alliage de titane Ti6Al4V.Le TiC est également une phase super dure, de sorte que l'alliage de titane peut également renforcer la surface de l'alliage de titane par implantation ionique de carbone.Cependant, étant donné que l'implantation d'ions à base de plasma n'est pas un processus continu, lorsque chaque potentiel d'impulsion négatif est appliqué, lorsque le potentiel d'impulsion chute de zéro à une vallée, puis monte à zéro, deux processus, la pulvérisation et l'implantation, se produisent.Si le plasma contient des ions métalliques ou carbone, lorsque le potentiel d'impulsion est nul, une seule couche de dépôt de carbone se formera à la surface dans certaines conditions.Sous l'action d'une certaine tension d'impulsion (10 ~ 30kV), la structure de la couche de carbone unique C'est du carbone de type diamant (DLC).Ainsi, une couche modifiée en surface avec un coefficient de frottement inférieur et une meilleure résistance à l'usure que la couche d'injection d'azote peut être obtenue.La couche de carbone unique sur la surface est déterminée expérimentalement comme étant un film DLC.La dureté superficielle de l'alliage de titane ainsi traité est multipliée par 4.Lorsque la paire de frottement est formée par le même matériau, le coefficient de frottement est réduit de 0,4 à 0,1 dans des conditions de frottement sec, et la résistance à l'usure est augmentée de plus de 30 fois par rapport à l'implantation non ionique..

L'équipement pour réaliser le processus d'implantation d'ions métalliques est généralement composé de trois parties : une source d'ions métalliques et un accélérateur à haute énergie (pour obtenir de l'énergie à grande vitesse pour les ions implantés) et une chambre à vide.Avec le développement de la technologie d'implantation, les gens s'intéressent à l'amélioration des performances des alliages de titane et à la réduction du coût des alliages de titane.La technologie d'implantation ionique peut être utilisée pour modifier les performances de l'aérospatiale, de la biomédecine, des pièces d'autobus touristiques et des outils de coupe.L'effet d'amélioration de la résistance à l'usure des outils de coupe est très important et la vitesse de coupe est augmentée de 58%.À basse vitesse, l'implantation d'ions est plus de 60 % plus longue que la durée de vie des outils non implantés à basse vitesse.Généralement, des ions d'azote, de carbone ou de métal sont implantés.Si la profondeur d'implantation est augmentée, la technologie remplacera complètement le revêtement en aluminium pulvérisé au plasma.La technologie d'implantation améliore le titane La résistance à l'usure permet d'utiliser le titane sur les injecteurs de carburant et les segments de piston.De plus, l'injection d'aluminium métallique permet d'améliorer considérablement la résistance à la corrosion du titane.La résistance à la corrosion du titane injecté de molybdène dans HZSO ;augmente Qiao 00 fois.L'injection de zinc peut complètement améliorer la résistance à la corrosion du Ti-6AI-4V.

Les revêtements TIN et CrN réalisés par le PVD habituel (dépôt physique en phase vapeur), car la température du substrat dépasse 400 ℃, et la couche d'oxyde de structure anatase ou rutile formée sur la surface du titane à cette température est très élevée.Il est difficile à enlever, il est donc plus difficile d'obtenir une excellente liaison entre le revêtement et le substrat.Afin de résoudre ce problème, un procédé de revêtement HyPeinn a vu le jour.La caractéristique exceptionnelle de ce processus est que la surface du substrat est bombardée d'ions à haute énergie avant l'implantation pour éliminer le substrat d'origine, tel que : alliage d'aluminium 6061, Ti-6Al-4V, acier inoxydable 440C Le film d'oxyde inhérent rend le revêtement se lier avec la surface du substrat frais, et sa force de liaison est le double de celle du placage ionique industriel habituel, et la contrainte résiduelle est assez faible.TIB : Traiter son stress résiduel avec cette technologie permet de réduire 3 facteurs.Cette technologie n'a aucun dommage évident sur les propriétés mécaniques du substrat.Il peut également réduire la température de dépôt.
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