鈦合金具有比強(qiáng)度高、低溫性能好、生物兼容性?xún)?yōu)異等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于航空、航天、生物醫(yī)學(xué)和汽車(chē)等領(lǐng)域。但同時(shí)鈦合金受硬度低、耐磨性差、高溫易氧化以及生物活性低等缺點(diǎn)限制，難以適應(yīng)復(fù)雜的服役條件。目前急需解決的問(wèn)題是如何提高鈦合金表面硬度、耐磨性、高溫抗氧化性能以及生物活性，進(jìn)而擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。為了充分發(fā)揮 鈦合金的優(yōu)勢(shì)，解決其硬度低、耐磨性差等問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者開(kāi)展了鈦合金表面改性技術(shù)方面的研究工作，主要包括激光熔覆、微弧氧化、熱/冷噴涂、表面滲碳/氮等，其中激光熔覆技術(shù)的應(yīng)用最為廣泛。本文綜述了現(xiàn)階段鈦合金鍛件表面激光熔覆、微弧氧化和冷噴涂陶瓷涂層的研究現(xiàn)狀，并對(duì)相關(guān)研究進(jìn)行了展望。

1、 激光熔覆技術(shù)

鈦合金激光熔覆表面改性技術(shù)經(jīng)歷了從激光表面淬火到激光表面重熔再到激光表面合金化以及激光熔覆的過(guò)程。激光熔覆技術(shù)具有許多優(yōu)點(diǎn)：激光熔覆涂層與基材呈冶金結(jié)合，其結(jié)合力較強(qiáng)，而且較高的冷卻速率使涂層組織細(xì)化，結(jié)構(gòu)致密，進(jìn)一步強(qiáng)化了涂層質(zhì)量；可通過(guò)設(shè)計(jì)不同成分的熔覆材料得到不同性能的涂層；可在低熔點(diǎn)的金屬表面熔覆高熔點(diǎn)的合金；熔覆涂層的厚度可控，并可進(jìn)行選區(qū)熔覆等。

采用激光熔覆技術(shù)在鈦合金鍛件表面制備功能性熔覆層，通常采用自熔性合金粉末，包括Ni 基、Co基、Fe 基和金屬基陶瓷復(fù)合材料。激光熔覆通過(guò)引入或原位自生增強(qiáng)相或自潤(rùn)滑相改善基體表面性能，故相的種類(lèi)、含量和分布等因素決定了涂層的性能。常用的涂層增強(qiáng)相為T(mén)iC、TiBx、TiN 和WC等硬質(zhì)陶瓷相。

激光熔覆技術(shù)經(jīng)歷了從單層熔覆層，到多層熔覆層、復(fù)合熔覆層以及梯度涂層研究的發(fā)展過(guò)程，隨著技術(shù)的不斷研究改進(jìn)，出現(xiàn)了許多新型激光熔覆技術(shù)，例如環(huán)形激光熔覆技術(shù)。該技術(shù)是一項(xiàng)利用中空環(huán)形的聚焦高能激光束和光內(nèi)輸送的熔覆材料同軸耦合作用于基體表面的典型材料沉積加工技術(shù)，具有掃描方向不受限、熔覆材料種類(lèi)多、材料利用率高和熔覆過(guò)程可干預(yù)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，與傳統(tǒng)激光熔覆技術(shù)相比，其在激光能量利用率、熔覆材料沉積率、光料耦合精度、熔覆過(guò)程穩(wěn)定性及熔覆層結(jié)合質(zhì)量等方面均有大幅提升，在激光金屬沉積領(lǐng)域有著巨大的發(fā)展?jié)摿Γ虼藗涫荜P(guān)注。在鈦合金表面利用該方法制備熔覆層目前未見(jiàn)報(bào)道，學(xué)者可以開(kāi)展此方面的研究工作。

激光熔覆在鈦合金表面熔覆材料發(fā)展?jié)摿^大，但是目前沒(méi)有工業(yè)化生產(chǎn)，未來(lái)的發(fā)展主要在以下方面：開(kāi)發(fā)寬域的新型陶瓷熔覆材料體系；涂層的形成過(guò)程、形成機(jī)制的調(diào)控；熔覆涂層的裂紋和缺陷的控制。

2 、微弧氧化技術(shù)

微弧氧化技術(shù)是在陽(yáng)極氧化基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的表面改性技術(shù)。鈦合金微弧氧化（MAO）是一種在鈦及鈦合金表面原位生長(zhǎng)成氧化物陶瓷膜，這種陶瓷膜與基體結(jié)合強(qiáng)度高，可以提升鈦合金的抗磨損、耐腐蝕和絕緣性。鈦及鈦合金微弧氧化是將Ti、Mg、Al 等金屬置于電解液中，在電源作用下基體表面產(chǎn)生放電出現(xiàn)高溫、高壓；在高溫高壓作用下基體表面熔化與游離離子相互作用，然后進(jìn)行氧化、融合，最后在金屬表面沉積成膜。

微弧氧化技術(shù)的研究已經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展歷程，從交流微弧氧化技術(shù)到現(xiàn)在較為熱門(mén)的激光復(fù)合微弧氧化技術(shù)。Wang 等將TC4鈦合金進(jìn)行激光表面重熔、微弧氧化處理，得到多孔生物陶瓷涂層。通過(guò)激光表面重熔預(yù)處理降低基材的表面粗糙度，提高微弧氧化涂層的均勻性和密度，同時(shí)減少厚度，與未處理的樣品相比具有最佳的耐腐蝕性，表面粗糙度最低，孔隙率較低。

鈦合金微弧氧化也存在急需解決的技術(shù)問(wèn)題：

（1）單位面積耗能較大；（2）氧化膜的膜基結(jié)合問(wèn)題；（3）膜層多孔問(wèn)題，影響基材的耐蝕性。

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