Improving the Wear and Corrosion Resistance of Titanium Alloy Parts via the Deposition of DLC Coatings

Abstract

This article compares the properties of the diamond-like carbon (DLC) coating with those of ZrN and (Zr,Hf)N coatings deposited on the Ti-6Al-4V titanium alloy substrate. The hardness of the coatings, their surface morphology, fracture strength in the scratch test, and tribological properties and wear resistance in the pin-on-disk test in contact with Al2O3 and steel indenters were investigated. This coating can be considered in the manufacture of medical products (in particular, implants) from titanium alloys, including those functioning in the human body and subject to mechanical wear (e.g., knee joint endoprostheses).

В данной статье проведено сравнение свойств покрытия из алмазоподобного углерода (DLC) со свойствами покрытий ZrN и (Zr,Hf)N, нанесенных на подложку из титанового сплава Ti-6Al-4V. Исследованы твердость покрытий, морфология их поверхности, прочность на излом в царапании, трибологические свойства и износостойкость в испытании «штифт-диск» в контакте с инденторами из Al2O3 и стали. Данное покрытие может быть рассмотрено при изготовлении медицинских изделий (в частности, имплантатов) из титановых сплавов, в том числе функционирующих в организме человека и подвергающихся механическому износу (например, эндопротезы коленного сустава).