Τα κράματα τιτανίου χρησιμοποιούνται εκτενώς στην αεροδιαστημική, τη στρατιωτική και την πολιτική βιομηχανία λόγω της εξαιρετικής αναλογίας αντοχής προς βάρος, της αντοχής στη διάβρωση, των δυνατοτήτων σε υψηλές θερμοκρασίες και της βιοσυμβατότητάς τους. Ωστόσο, η σχετικά χαμηλή σκληρότητα της επιφάνειας και η ανεπαρκής αντοχή στη φθορά των κραμάτων τιτανίου έχουν θέσει περιορισμούς σε συγκεκριμένα περιβάλλοντα. Για να ξεπεράσουν αυτές τις προκλήσεις, οι ερευνητές έχουν αναπτύξει διάφορες τεχνικές επιφανειακής επεξεργασίας για να βελτιώσουν την επιφανειακή απόδοση των κραμάτων τιτανίου.
Μια αποτελεσματική μέθοδος είναι η επεξεργασία επιφανειακής οξείδωσης, η οποία περιλαμβάνει το σχηματισμό ενός φιλμ οξειδίου για τη βελτίωση της λιπαντικότητας και τη μείωση της πρόσφυσης κατά τη διάρκεια των διεργασιών τραβήγματος. Οι επεξεργασίες επίστρωσης, όπως η επίστρωση με γαλάκτωμα γραφίτη και η επίστρωση άλατος-άσβεστου προσφέρουν λίπανση και προστασία από την οξείδωση, ενισχύοντας τις ιδιότητες της επιφάνειας. Η επεξεργασία με φθοροφωσφορικό περιλαμβάνει την επίστρωση της επιφάνειας με ένα τροποποιημένο φιλμ που ακολουθείται από εφαρμογή στερεού λιπαντικού για την επίτευξη χαμηλής τριβής και υψηλής αντοχής στη φθορά.
Μια άλλη προσέγγιση είναι η επιμετάλλωση με μεταλλική μεμβράνη, όπου ένα στρώμα μετάλλων όπως ο χαλκός, το χρώμιο, το νικέλιο ή ο κασσίτερος εναποτίθεται στην επιφάνεια του κράματος τιτανίου για να μειώσει την άμεση επαφή του μετάλλου κατά το τράβηγμα, ελαχιστοποιώντας έτσι την πρόσφυση. Η επεξεργασία διόγκωσης περιλαμβάνει τη βύθιση συρμάτων από κράμα τιτανίου σε διάλυμα που περιέχει KFB4, BaCl2 και NH4NO3 για τη δημιουργία ενός στρώματος φθοροβορικού στην επιφάνεια, ακολουθούμενη από εφαρμογή δισουλφιδίου αλουμινίου ως λιπαντικού κατά τη διάρκεια της ψυχρής έλξης.
Η επεξεργασία χημικής μετατροπής σχηματίζει ένα πυκνό φιλμ μετατροπής στην επιφάνεια του κράματος τιτανίου, που χρησιμεύει ως λιπαντική επίστρωση που απορροφά λιπαντικά, με αποτέλεσμα λείες επιφάνειες μετά από πολλαπλές διεργασίες τραβήγματος. Η επιλογή κατάλληλων λιπαντικών όπως σκόνη βιομηχανικού σαπουνιού, γαλάκτωμα γραφίτη και μείγματα σκόνης σαπουνιού και άλλων υλικών με καλή διαβρεξιμότητα και θερμική σταθερότητα είναι ζωτικής σημασίας.
Οι επιφανειακές επεξεργασίες με λέιζερ, όπως η επένδυση με λέιζερ, το κράμα και η απόσβεση αλλάζουν τη μικροδομή της επιφάνειας για να ενισχύσουν την αντοχή στη φθορά, την αντίσταση στη διάβρωση και τη σκληρότητα χωρίς να διακυβεύονται οι βασικές ιδιότητες των κραμάτων τιτανίου. Η οξείδωση με μικροτόξο είναι μια φιλική προς το περιβάλλον τεχνική που αναπτύσσει κεραμικές μεμβράνες in situ σε επιφάνειες από κράμα τιτανίου, παρέχοντας εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση και τη φθορά.
