Beredningsmetod för porös titanbeläggning

Beredningsmetod för porös titanbeläggning

Poröst titanskum och dess legeringar kombinerar egenskaperna hos titanlegering och poröst material, vilket kan minska materialets vikt utan att försvaga dess styrka, samtidigt som hög seghet och korrosionsbeständighet bibehålls.

Det är underförstått att titanskum och dess legeringar har ett viktigt användningsvärde inom vissa specialområden, särskilt inom den biomedicinska industrin. Eftersom poröst titan har både hög biokompatibilitet och utmärkta mekaniska egenskaper är dess fördelar mycket uppenbara. Jämfört med det totala porösa titanmaterialet har titanmaterialet som endast är poröst på ytan högre mekanisk hållfasthet och tål större fysiologiska belastningar, vilket visar sig bredare tillämpningsmöjligheter inom det medicinska området.

Nyligen har arbetet från den kinesiska akademin för vapenvetenskap visat att den perfekta kombinationen av kall sprutteknik och vakuumdestillation kan förbereda en ren titanbeläggning med en genomträngande porös struktur.

Metoden är att förbereda en Ti-Mg-kompositbeläggning genom kallsprutningsteknik, och framställningen av en porös titanbeläggning realiseras genom vakuumdestillation av Mg i beläggningen. De använde hemgjort Ti-pulver och Mg-pulver, som blandades fysiskt med ett massförhållande på 80:20, som sprutpulvret för beläggningen. Det valda substratet för sprutning är en titanlegering av TC4-kvalitet (0.{{1{{12} }}}02 procent H, 0,07 procent O, 0,02 procent N, 0,02 procent C, 0,04 procent Fe, 6,2 procent Al, 4,1 procent V, TiBal).Ti-Mg-kompositbeläggning är förberedd av höghastighets- och högtrycks-kylsprututrustning. Arbetsgasen är N2, arbetstrycket är 3,0 MPa, gasuppvärmningstemperaturen är 300 grader och sprutavståndet är 25 mm. Sedan används en vakuumsintringsugn för att vakuumdestillera den sprutade Ti-Mg-kompositbeläggningen, med en kammartryck på 2,0 ~ 2,3 MPa, en destillationstemperatur på 1100 grader och en destillationstid på 2 timmar.

Testet visade att bindningsgränsytan mellan den erhållna beläggningen och substratet är relativt tät, beläggningens densitet är högre, den genomsnittliga tjockleken är cirka 250 µm och fördelningen av de två komponenterna i beläggningen är relativt enhetlig. Efter mätning, bindningsstyrkan för beläggningen och substratet nådde 60 MPa, och beläggningens porositet var mindre än 1 procent. Sammansättningsanalysen av ytan utfördes med användning av en energispektrumanalysator. Resultaten visade att titanpartiklarna i beläggningen inte hade uppenbart syreinnehåll, vilket indikerar att kallsprutningstekniken undvek överdriven oxidation av titanpulverbrunnen, vilket bidrog till att behålla den ursprungliga kemiska sammansättningen av det sprutade pulvret; Magnesiumpartiklarna i beläggningen visade sig dock ha fler föroreningar, vilket främst berodde på den höga aktiviteten av magnesiummetall och naturlig oxidation i atmosfären. För att göra beläggningen porös måste magnesiumkomponenten i den sprutade beläggningen vara avlägsnas, så den sprutade beläggningen vakuumdestilleras. Efter vakuumdestillation finns det en betydande genomgående hålstruktur i beläggningens mikrostruktur, beläggningens porositet når 50 procent och porstorleksfördelningen är 30~100µm. Resultaten energispektrumanalys på ytan av beläggningen visar att endast titankomponenten existerar efter vakuumdestillationsbehandlingen av beläggningen, och magnesiumkomponenten har destillerats fullständigt.