Els aliatges de titani i titani s’utilitzen àmpliament en indústries aeroespacials, petroquímiques i mèdiques a causa de la seva naturalesa no tòxica, propietats lleugeres, una elevada proporció de força a pes i una excel·lent biocompatibilitat. No obstant això, les limitacions en la duresa, la mala resistència al desgast i el rendiment inadequat d’oxidació a alta temperatura dificulta l’avançament dels aliatges de titani. Per superar aquests inconvenients, el tractament químic tèrmic, també conegut com a modificació química, ha aparegut com un mitjà eficaç de millora.
El tractament químic tèrmic implica alterar la composició química superficial i la microestructura dels components metàl·lics mitjançant reaccions químiques, de vegades combinades amb mètodes físics, per aconseguir un rendiment millorat en comparació amb materials homogenis. Els mètodes comuns de tractament de la calor química per al titani i els seus aliatges inclouen la difusió de nitrogen, la difusió del carboni, la difusió del bor i la difusió de metalls.
Els tractaments de difusió de nitrogen creen nitrurs d’alta duresa (com ara estany i Ti2n) a la superfície d’aliatges de titani, proporcionant una excel·lent resistència a la corrosió i propietats del desgast. Diverses tècniques de difusió de nitrogen inclouen la nitridació del bany de sal, la nitridació de gas, la implantació d’ions nitriding, la doble brilla nitridia, la nitridació làser superficial i la nitridació de buit. Els tractaments de difusió de carboni donen lloc a carburs a la superfície, millorant la duresa i la resistència al desgast.
Els tractaments de difusió de bor es formen borides a la superfície de l’aliatge de titani, augmentant encara més la duresa i la resistència a la corrosió, adequats per a aplicacions que requereixen una gran duresa i resistència al desgast. Compostos com TIB i TIB2 es formen mitjançant tècniques de difusió de bor, que engloben mètodes sòlids, líquids i gas.
La difusió metàl·lica consisteix en penetrar altres elements metàl·lics a la superfície d’aliatge de titani per crear materials compostos, millorant així el rendiment. La selecció d’elements metàl·lics pre-difusos ha de presentar una bona solubilitat amb aliatges de titani. Els factors que influeixen en la solubilitat metàl·lica inclouen la mida atòmica, l’afinitat química, l’estructura de cristall i la valència atòmica relativa.
En conclusió, els diversos mètodes de tractament tèrmic químic per als aliatges de titani ofereixen cadascun avantatges únics i l’elecció de la tècnica s’ha d’alinear amb requisits específics. Actualment, predominen les tecnologies de difusió de nitrogen i carboni. A mesura que les tecnologies de titani i aliatge de titani continuen evolucionant, els tractaments superficials tenen un potencial important per millorar el rendiment del producte.
