Površinska obdelava palice iz titana: odpornost proti koroziji in obrabi

Titanove palice se pogosto uporabljajo v strukturnih komponentah, delih prenosa, napravah za vsadke in na drugih področjih. Vendar pa njihova nizka površinska trdota in slaba odpornost proti obrabi, skupaj z dovzetnostjo za luknjičasto in razpokano korozijo v težkih okoljih. Površinska obdelava lahko poveča njihovo odpornost proti koroziji in obrabi, kar omogoča prilagajanje delovanja.

 

 

 

1.1 Mehanska obdelava

Modificira površino titanovih palic s fizikalnimi učinki, brez kemičnih reagentov, preprostimi postopki in nizkimi stroški.

Z mehanskim poliranjem je mogoče doseči zrcalno končno obdelavo s površinsko hrapavostjo Ra ＜ 0,01 μm s postopnim-za-postopnim brušenjem.

Peskanje odstrani oksidne plasti in onesnaževalce z udarci visoko{0}}hitrostnih delcev peska, ki tvorijo hrapavo površino z Ra 2–5 μm za izboljšanje trdnosti lepljenja.

 

1.2 Kemična obdelava

Uravnava stanje površine, odstranjuje nečistoče in optimizira ravnost z reakcijo med kemičnimi reagenti in površino titanove palice, s čimer postavlja temelje za kasnejšo ojačitev.

Kemično poliranje uporablja šibke kislinske ali alkalne raztopine za izboljšanje končne obdelave površine in zahteva tesnjenje silanom.

Čiščenje pri dekapiranju uporablja fluorovodikovo kislino-zmešano raztopino dušikove kisline za odstranjevanje oksidnih lusk in nečistoč.

Atmosferska oksidacija lahko zgosti oksidni film pri visokih temperaturah in tako izboljša odpornost proti koroziji.

 

 

2.1 Elektrokemična obdelava

Z elektrolizo tvori gosto oksidno plast na površini titanove palice, ki je odporna proti koroziji in obrabi z nadzorovanimi procesi.

Anodizacija uporablja napetost 10–200 V v elektrolitu žveplove kisline za pripravo filma TiO₂ z debelino 1–30 μm, ki poveča odpornost proti obrabi, odpornost proti koroziji in biokompatibilnost; prilagajanje procesnih parametrov lahko pripravi nize poroznih nanocevk TiO₂ za fotokatalizo in senzorska polja.

Mikro-olok oksidacija, nadgrajena tehnologija anodizacije, uporablja visoko napetost 300–600 V za oblikovanje keramične-oksidne plasti s trdoto HV 1500+ in visoko temperaturno odpornostjo nad 800 stopinj ter dobro izolacijo.

 

2.2 Sprememba toplotne obdelave

Z visoko{0}}temperaturno ali plazemsko difuzijo tvori plast iz trde zlitine na površini palice iz titana, kar izboljša trdoto, odpornost proti obrabi in odpornost proti koroziji.

Nitriranje je najpogosteje uporabljena tehnologija, ki lahko tvori plast TiN/Ti₂N z debelino 5–20 μm in trdoto HV 2000, kar zmanjša koeficient trenja za 60 % in se večinoma uporablja za dele prenosa z visoko-obremenitvijo; plazemska nitrooksidacija tvori kompozitno plast z boljšo zmogljivostjo in majhno deformacijo.

Naogljičenje tvori plast TiC z debelino 2–10 μm in visoko temperaturno odpornostjo do 800 stopinj; Boring ima visoko trdoto, vendar zapletene postopke.

 

2.3 Tehnologije premazov in kompozitov

Lahko pripravi funkcionalne premaze na površini titanovih palic za prilagajanje odpornosti proti koroziji in obrabi, kar je pomembno sredstvo za površinsko ojačitev titanovih palic.

Za zmanjšanje trenja se uporabljajo mazalni in anti{0}}ahezivni premazi: grafitni emulzijski premazi tvorijo 1–5 μm mazalni film, ki je odporen proti oksidaciji in zmanjša izgubo pri obdelavi za več kot 30 %; fluorofosfatni premazi imajo koeficient trenja le 0,1.

Vrhunski-funkcionalni premazi: biokeramični (HA) premazi se uporabljajo za ortopedske vsadke za spodbujanje oseointegracije; DLC prevleke imajo trdoto HV 3000–5000 in koeficient trenja 0,05; premazi iz plemenitih kovin imajo dobro odpornost proti koroziji, vendar so nagnjeni k lomljenju in so visoki; galvanizirana nano-nikelj in srebro lahko izboljšata odpornost proti obrabi in delovanje proti-zasegom, s čimer rešita problem "zaseg" rezil v vesolju.

 

 

3.1 Laserska površinska obdelava

Spremeni površino titanove palice z visoko-energijskim laserjem, ki se ponaša z visoko hitrostjo, visoko natančnostjo in majhnim vplivom na matrico ter lahko hkrati poveča odpornost proti obrabi in koroziji.

Lasersko oplaščenje uporablja titanov prah Gr5 za pripravo 0,5–2 mm plasti zlitine, ki izboljša odpornost proti obrabi za 5-krat, kar je primerno za težke-delovne pogoje.

Lasersko površinsko legiranje lahko prodre v dušik in ogljik, da tvori gradientno plast s HV 1000–2000.

Lasersko obarvana obdelava titana v kombinaciji z anodizacijo upošteva zaščito in dekoracijo.

 

3.2 Tehnologija ionske implantacije

Vbrizga dušik, kisik, ogljik in druge ione v površino titanove palice z globino 0,1–1 μm, kar lahko poveča trdoto za 3-krat in zmanjša gostoto korozijskega toka za dva reda velikosti. Ta tehnologija ne spremeni zmogljivosti matrice in doseže ojačitev na nanometru.

Implantacija ionov plemenitih kovin lahko doseže boljšo odpornost proti koroziji, vendar je visoka in še vedno poteka raziskava.

 

3.3 Tehnologija kompozitne modifikacije

Ena površinska obdelava je težko izpolniti zapletene delovne pogoje, kombinacija več tehnologij pa je postala običajna. Kombinacija anodizacije in magnetronskega razprševanja lahko pripravi antibakterijske prevleke TiO₂/Ag z antibakterijsko stopnjo >99 %, primerno za medicinske pripomočke in vsadke; kombinacija plazemske nitrooksidacije in laserske obloge upošteva odpornost proti koroziji in odpornost proti obrabi pri težkih-obremenitvah.

 

 

Specializirani za proizvodnjo okroglih palic iz titana, pozdravljamo vaša povpraševanja na:Sam.Rui@bjrh-titanium.com