OBRABOTKAMETALLOV Vol. 26 No. 3 2024 235 MATERIAL SCIENCE ных суставах еще предстоит преодолеть некоторые препятствия. Главный недостаток титановых сплавов – низкая износостойкость, что приводит к выделению продуктов изнашивания в организм пациента. Другим недостатком титана является отсутствие антибактериальных свойств, что может привести к инфекции или воспалению при клиническом применении и даже к неудачной имплантации [4, 5]. Антибактериальное покрытие может уменьшить инфекции и воспаления, вызванные хирургическим загрязнением [6]. Известно, что медно-титановые покрытия эффективно улучшают антибактериальные свойства титанового сплава и при этом повышают его износостойкость [7, 8]. Cu-Ti-покрытия наносят методами магнетронного напыления [9–12], плазменного напыления [6] и электроискровым легированием (ЭИЛ) [13]. ЭИЛ – это высокоэнергетический процесс, основными преимуществами которого являются металлургическая связь формируемого покрытия с подложкой, возможность выбора толщины покрытия (от нескольких единиц до нескольких десятков микрометров), слабое термическое влияние на материал основы и простое оборудование, не требующее вакуума [14]. В основе технологии ЭИЛ лежит множество низковольтных электрических разрядов, проходящих между электродом и обрабатываемой деталью в газовой среде. Во время разряда на поверхности катода образуется микрованна расплавленного металла, в которую переносится материал с анода, это называется «полярный перенос». В результате конвективного и диффузионного перемешивания материалов анода и катода обеспечивается высокая адгезия покрытия к подложке. Слабое термическое влияние на подложку обусловлено малым временем существования разряда (≤ 10–4 с) [15, 16]. В данной работе применялся нелокализованный электрод, который обеспечивает автоматизацию ЭИЛ-обработки. Концепция нелокализованного электрода основана на использовании набора миллиметровых гранул в качестве источника осаждаемого материала [17–19]. Ранее мы наносили Cu-Ti-покрытия методом электроискрового легирования с использованием нелокализованного электрода (ЭИЛНЭ) [20, 21] и исследовали их поведение при изнашивании в режиме сухого скольжения. Однако в литературе отсутствуют сведения о коррозионом и трибологическом поведении медно-титановых покрытий в физиологических растворах, притом что известно о существенном влиянии электролитов на коэффициент трения, механизм износа материалов и коррозионные свойства. Цель исследования: изучение влияния раствора, имитирующего жидкость организма (SBF), на коррозионные свойства, коэффициент трения и интенсивность изнашивания медно-титановых покрытий, полученных методом электроискрового легирования титанового сплава Ti6Al4V. Методика исследований Медно-титановые покрытия были приготовлены методом ЭИЛ с использованием нелокализованного электрода (НЭ) в качестве анода. Он состоял из набора гранул титанового ВТ1-00 и медного М0 сплавов цилиндрической формы (d = 4 ± 0,5 мм, h = 4 ± 1 мм). Состав пяти НЭ с различным соотношением титановых и медных гранул представлен в табл. 1. Цилиндры (h = 10 мм, d = 12 мм) из промышленного титанового сплава Ti6Al4V использовались в качестве подложки (катод). Перед нанесением покрытий подложки обрабатывались на абразивной бумаге Т а б л и ц а 1 Ta b l e 1 Состав набора гранул для нанесения покрытий Composition of a set of granules for coating Обозначение образцов Cu10 Cu30 Cu5 Cu70 Cu90 Cu, ат. % 10 30 50 70 90 Ti, ат. % 90 70 50 30 10
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1