Placa de Titânio Tc4 para Equipamentos Médicos, Placa de Titânio Puro Ta1 Fácil de Processar, Tubo de Titânio Puro Ta2, Barra de Liga de Titânio Tc4 de Alta Dureza

A composição da liga de titânio TC4 é Ti-6Al-4V, que pertence ao tipo de liga de titânio (a+b) e possui boas propriedades mecânicas abrangentes. Ela tem alta resistência específica. A resistência da TC4 é sb=1,012 GPa, a densidade g=4,4*10³, e a resistência específica sb/g=23,5, enquanto a resistência específica sb/g do aço liga é inferior a 18. As ligas de titânio possuem baixa condutividade térmica. A condutividade térmica das ligas de titânio é 1/5 da do ferro e 1/10 da do alumínio, a condutividade térmica da TC4 é l=7,955 W/m·K.Coeficiente de expansão térmica linear=7,89*10-6℃,Calor específico=0,612cal/g·℃。As ligas de titânio possuem um baixo módulo de elasticidade. O módulo de elasticidade E do TC4 é de 110 GPa, que é cerca de 1/2 do aço, portanto, as ligas de titânio são propensas à deformação durante o processamento. As ligas de titânio TC4 (Ti-6Al-4V) e TA7 (Ti-5Al-2.5Sn) foram modificadas na superfície usando dois esquemas de implantação. Os experimentos mostraram que após a implantação iônica, a microdureza aumentou, o coeficiente de atrito de deslizamento foi significativamente reduzido e a resistência ao desgaste foi efetivamente melhorada. Para investigar seu mecanismo de modificação, a análise por espectroscopia de fotoelétrons de raios-X (XPS) foi realizada nas amostras implantadas e não implantadas, e resultados satisfatórios foram obtidos.

1.1 Preparação da amostra

Escolha ligas de titânio TC4, TA7 de grau aeroespacial, os espécimes são feitos em discos redondos, o tamanho é 40*5mm, todas as superfícies dos espécimes são polidas até um acabamento espelhado.

1.2 Condições de implantação iônica

Ambas as ligas de titânio foram submetidas a dois esquemas de injeção, respectivamente:

① Revestimento por sputtering de Ti em amostras de liga de titânio TC4 e TA7, a espessura total do filme de Ti é 540nm (5400Å). Durante o processo de revestimento do filme de Ti, a implantação por recuo dinâmico é realizada simultaneamente usando (N+ +N+2), a energia do feixe é 50keV, a densidade de corrente do feixe é 45μA/cm², a dose é 7*10¹⁷/cm² e o vácuo da câmara do alvo é 1,33*10⁻²Pa;

② Com base em ①, injete C+ novamente, com uma energia de feixe de 40keV e uma dose de 3*1017/cm2.

A microdureza das amostras implantadas e não implantadas foi medida usando um microdurômetro digital HXD-1000, com uma carga de medição de 4,9×10-2N. Os resultados da medição estão listados na Tabela 1.

Tabela 1 Resultados da Medição de Microdureza

Superfície do Material Estado Microdureza/MPa Múltiplo de Aumento da Dureza

Não injetado 2690 0

Injeção TC4(N+ +N+2) 6399 1.38

Injeção(N+ +N+2)+C+ 3436 0.28

Não injetado 3133 0

TA7 Injeção(N+ +N+2) 4276 0.36

Injeção(N+ +N+2)+C+ 4073 0,30

Da Tabela 1, pode-se observar que a microdureza das amostras aumentou em graus variados após a implantação iônica, entre as quais a dureza da liga de titânio TC4 aumentou cerca de 1,4 vezes após a implantação com um feixe misto (N+ +N+2).

●TC4 Coeficiente de Expansão Térmica:

A liga de titânio TC4 possui uma série de vantagens como excelente resistência à corrosão, baixa densidade, alta resistência específica e tenacidade e soldabilidade relativamente boas, e tem sido aplicada com sucesso nos setores aeroespacial, petroquímico, naval, automotivo, médico e outros.

●Propriedades mecânicas da liga de titânio TC4:

Resistência à tração σb/MPa≥895,

A resistência à tração residual σr0.2/MPa deverá ser ≥825,

Alongamento na ruptura δ5 (%) ≥ 10,

redução da área ψ(%)≥25

● Densidade da liga de titânio TC4:

4.5（g/cm3）Temperatura de trabalho-100～550（℃）

●Composição química da liga de titânio TC4:

TC4 contendo titânio (Ti) equilíbrio,

Ferro(Fe)≤0,30,

Carbono (C) ≤ 0,10,

Nitrogênio(N)≤0,05,

Hidrogênio(H)≤0,015,

Oxigênio(O)≤0,20,

Alumínio(Al)5,5～6,8,

Vanádio(V)3,5～4,5