钛棒表面耐蚀和耐磨处理的研究！

由于钛自身具有优良的耐蚀性，钛棒一般不进行进一步提高其耐蚀性表面处理，但为了防止钛在较易受腐蚀的盐酸、硫酸等非氧化性酸水溶液中的全面腐蚀，防止在NaCl水溶液中的间隙腐蚀和点蚀，有时采用表面处理的方法。大气氧化处理：钛在高温大气中防置，就使氧化膜增厚，其膜厚随温度的升高，时间的延长而增厚。大气氧化处理对钛的全面腐蚀、间隙腐蚀都有效，方法比较简便，但耐久性不十分可靠，这是因为大气氧化处理仅使氧化膜增厚，纯钛在腐蚀环境中，增厚的氧化膜随时间的延长而变薄，较终导致腐蚀。其耐蚀性能维持的时间由大气氧化处理条件（T、t）以及腐蚀环境的苛刻程度所决定的，具体预测这个时间是很困难的。要求长期稳定运转的部件材料一般不太采用这种方法。

钛的缺点就是耐磨性差，表面易产生麻面等缺陷，目前，难以适用于滑动机械部件。目前正在积极研究开发种种表面处理方法。适用于钛表面处理的方法有镀Cr、Ni为代表的湿式镀膜法、热扩散法、堆焊法和溅射法等，较近比较先进的方法是CVD、PVD、PCVD表面强化法。1.湿式镀膜：主要用镀Cr、Ni-P 法，（直接在钛棒上镀Cr困难，通常在钛棒先镀Ni，再镀Cr。电解法成膜速度快，厚度数微米，（装饰性镀层仅1um）。是一种有效的耐磨表面处理方法。 2.热扩散法：广泛用于钢铁材料的硬化处理的渗碳、氮化及硼化等热扩散工艺，较近也被用于钛。主要介绍一下离子氮化法与气体氮化不同，是采用辉光放电等离子体破坏钛表面氧化膜，因此氮化前处理，不须除去氧化膜的机械研磨、酸洗，而且氮化效率高。钛在850度，氮化膜厚从0.7um增至5.0um，表面硬度达1200—1600Hv，具有良好的耐膜性。3.堆焊法：利用等离子转移弧进行钛板表面堆焊硬化改性也具有优良的耐磨性。方法简单，被处理材无须整个高温下暴露，可防止力学性能的下降，但须二次加工。仅局现于处理较厚的大型工件。4.溅射法：利用等离子流高速空气射流，使滴下的熔融金属喷镀在被处理材表面的方法，不须真空，可在大气中处理，生产效率高。但镀膜的密合度不够。

贵金属涂覆：钛的耐蚀性是依靠表面形成的氧化膜来维持的。这种氧化膜的生成反应，一般由下式表示：Ti+2H2O→TiO2+4H+ +4e 这一反应是阳极反应，因此，只要提高钛的电位就可使此反应进一步向右方向进行，这意味着钛的氧化膜的稳定和耐蚀性的提高。但提高钛电位，必须由对电极，并从外部施加高电压，同时，在面积大时，施加均一电压也很困难，所以不常采用。一般，贵金属在苛刻的环境下，也不腐蚀，显高电位。利用这一点，在钛表面涂覆贵金属，钛的电位就向贵的一方（电位高的方向），从而提高其耐蚀性。在贵金属中通常采用较便宜的Pd、Ru或者它们的氧化物（PdO、RuO2）进行钛的涂覆。在钛棒上涂覆贵金属或其氧化物对改善其耐蚀性及其有效，涂覆处理材料的耐蚀性可与Ti/FONT>0.15Pd合金匹敌。缺点是在流体或含固形物的流体中长期使用时，贵金属膜会从钛表面剥离，尽管这种剥离很少。目前，日本正在开发密和性好的涂覆方法，但成本更高。气体法，由于必须在远高于钛相变点温度下加热，使组织、形状发生变化等造成制品不能满足使用要求；而CVD、PVD、PCVD法需要特殊设备而且能批量生产的大型设备正在开发中，成本高。（这些处理方法来提高耐蚀性的甚少，作为提高耐磨性有时采用。Pb+、Pt+注入法（离子束、电子束）离子注入表面改性对提高耐蚀性非常有效，但成本更高，正在研究中，尚未实用化。