チタン合金のイオン注入は、高エネルギーのイオン衝撃を使用して表面特性を変更する新しいプロセスです。それは物体に当たる弾丸のようなもので、物体の表面を浄化し、物体の表層の組成と構造を変化させ、それによって表面の硬度を高め、物体の耐摩耗性と耐食性を向上させます。物理蒸着や化学蒸着と比較した主な利点は次のとおりです。②射出プロセスでは基板の温度を上昇させる必要がないため、ワークピースの幾何学的精度を維持できます。③その過程が繰り返される セックスが上手いなど。多くの研究者は、窒素イオン注入が Ti6Al4V チタン合金の表面組成、微細構造、硬度、トライボロジー特性の改善に良い効果があると報告しています。TiC は超硬質相でもあるため、チタン合金は炭素のイオン注入によってチタン合金の表面を強化することもできます。ただし、プラズマベースのイオン注入は連続プロセスではないため、各負のパルス電位が印加されると、パルス電位がゼロから谷に低下し、その後ゼロに上昇するにつれて、スパッタリングと注入という 2 つのプロセスが発生します。プラズマに金属イオンや炭素イオンが含まれている場合、パルス電位がゼロのとき、特定の条件下では表面に単一の炭素堆積層が形成されます。一定のパルス電圧（10～30kV）の作用下で、炭素単層構造がダイヤモンドライクカーボン（DLC）となります。これにより、窒素注入層よりも摩擦係数が低く、耐摩耗性に優れた表面改質層が得られる。表面の単一の炭素層は実験的にDLC膜であることが判明した。このように処理されたチタン合金の表面硬度は4倍に増加します。摩擦対を同じ材質で形成した場合、乾式摩擦条件下で摩擦係数が0.4から0.1に低下し、イオン注入なしの場合と比べて耐摩耗性が30倍以上向上しました。。
金属イオン注入プロセスを実現する装置は、通常、金属イオン源と高エネルギー加速器（注入イオンに高速エネルギーを得る）、真空チャンバーの3つの部分で構成されます。注入技術の発展に伴い、人々はチタン合金の性能を向上させ、チタン合金のコストを削減することに関心を持っています。イオン注入技術は、航空宇宙、生物医学、観光バスの部品、切削工具の性能を変えるために使用できます。切削工具の耐摩耗性向上効果は非常に大きく、切削速度は58％向上しました。低速では、イオン注入は、低速での注入されていないツールの寿命より 60% 以上長くなります。一般に、窒素、炭素、または金属イオンが注入される。注入深さが増加すると、この技術はプラズマ溶射されたアルミニウム コーティングを完全に置き換えることになります。注入技術によりチタンの耐摩耗性が向上し、燃料インジェクターやピストンリングにチタンを使用できるようになりました。さらに、金属アルミニウムを注入することにより、チタンの耐食性を大幅に向上させることができます。H2SO 中にモリブデンを注入したチタンの耐食性。喬を00倍にします。亜鉛注入により、Ti-6AI-4V の耐食性を完全に向上させることができます。
通常のPVD（物理蒸着）法で作られるTINやCrNコーティングは、基板温度が400℃を超えるため、この温度ではチタン表面に形成されるアナターゼ構造やルチル構造の酸化物層が非常に高くなります。これは除去するのが難しいため、コーティングと基材の間に優れた接着を実現することがさらに困難になります。この問題を解決するために、HyPeinn コーティングプロセスが登場しました。このプロセスの優れた特徴は、注入前に基材の表面に高エネルギーイオンを照射して、6061 アルミニウム合金、Ti-6Al-4V、440C ステンレス鋼などの元の基材を除去することです。 固有の酸化膜によりコーティングが形成されます。新鮮な基板表面と接着し、その接着力は通常の工業用イオンプレーティングの2倍であり、残留応力は非常に低いです。TIB: この技術で残留応力を処理すると、3 つの要因を軽減できます。この技術では、基板の機械的特性に明らかな損傷はありません。また、堆積温度を下げることもできます。
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