Titaanist sepistatud pinnatöötlustehnoloogia

Titaanist sepisedkasutada karmides keskkondades kosmosemootorite, keemia- ja meditsiinivaldkonnas, mis nõuavad äärmiselt kõrget pinnakvaliteeti. Toorikute pinnadefektid võivad põhjustada rikkeid. Teaduslik pinnatöötlus võib pinda tugevdada ja muuta, parandada kvaliteeti ja pikendada kasutusiga ning tagada ohutuse ekstreemsetes töötingimustes.

 

 

See viitab materjali pinna keemilise koostise, organisatsioonilise struktuuri või morfoloogiliste omaduste muutmisele füüsikaliste, keemiliste, elektrokeemiliste või muude meetodite abil. See võib saavutada funktsionaalseid eesmärke, nagu suurem korrosioonikindlus, parem kulumiskindlus ja optimeeritud biosobivus.

 

 

 

(I) Keemiline passiveerimine: madalad kulud

Keemiline passiveerimine hõlmab titaanist sepistuste sukeldamist keemilisesse lahusesse, et moodustada tihe TiO₂ passiveerimiskile, mis isoleerib korrosiooni. Tööstuslikus tavaprotsessis kasutatakse 20-30% lämmastikhapet 30-minutiliseks sukeldamiseks, moodustades 5-15 nm kile. Selle eelisteks on lihtsus, madal hind ja kõrge efektiivsus ning see mõjutab mõõtmeid minimaalselt. Sobib titaanist sepistamise partiide kaitsmiseks tavapärastes töötingimustes, seda kasutatakse laialdaselt keemilistes äärikutes ja tavalistes energiakomponentides.

 

Kuid kile on suhteliselt õhuke, ei talu tugevat korrosiooni ja suurt pinget ning ei sobi äärmuslikesse töötingimustesse.

 

(II) Anodeerimine: täppisstsenaariumid

Anodeerimine on elektrokeemiline protsess. Titaanist sepiseid töödeldakse väävelhappe elektrolüüdiga 20–60 V pinge all, et moodustada 10–30 μm oksiidkile. Selle korrosioonikindlus on rohkem kui 50% kõrgem kui keemilisel passiveerimisel. Kile värv on reguleeritav, ühendades funktsionaalsed ja dekoratiivsed omadused ning selle poorne struktuur võib optimeerida biosobivust. See sobib meditsiiniliste ortopeediliste implantaatide ja täppiselektrooniliste titaankomponentide jaoks.

 

Puuduseks on see, et kile on rabe, ei talu tugevaid lööke ning seda tuleks suure{0}}kulumise ja{1}}väsimuse korral kasutada ettevaatlikult.

 

(III) Mikrokaare oksüdatsioon: äärmuslikud töötingimused

Microarc Oxidation (MAO) is a high-end electrochemical technology. High-voltage (300-600V) induced microarc discharge generates a 50-100μm TiO₂/Al₂O₃ composite ceramic film on the surface of titanium forgings. The film-substrate bonding is tight, featuring excellent corrosion resistance, high-temperature resistance (>500 kraadi), kõrge kõvadus ja kulumiskindlus. See on titaankomponentide südamiku kaitselahendus äärmuslikes töötingimustes, mis sobib kosmosemootorite ja meretehnika põhikomponentidele.

 

Puuduseks on suurenenud pinna karedus ja kõrge hind, mis piirab selle rakendamist ainult kallite{0}}stsenaariumide puhul.

 

(IV) Haavli eemaldamine: suure väsimusstressi all olevad komponendid

Haavli eemaldamine on füüsiline muutmise protsess. Kiired mürsud löövad titaanist sepiseid kokku, moodustades 0,1–0,3 mm survepingekihi, mille katvus on 200% või suurem. See võib takistada väsimuspragusid, parandada väsimuskindlust rohkem kui 30% ja pikendada suure pinge all olevate komponentide kasutusiga, mis on spetsiaalselt ette nähtud vahelduva koormuse all olevate võtmeosade jaoks.

 

Märkus. Pinna karedus veidi suureneb ja ülitäpsete komponentide jaoks on vajalik hilisem poleerimine.

 

(V) Füüsiline aurustamine-sadestamine (PVD): täppiskattetehnoloogia

PVD on ultra-kõva kattega vaakumkatte tehnoloogia. See vähendab hõõrdumist ja kulumist substraadi jõudlust kahjustamata ning selle parameetrid on kohandamise toetamiseks reguleeritavad. See sobib väga-kuluvate komponentide (nt titaanist hammasrattad ja laagrid) jaoks.

 

Piirangud: Kate on õhuke ja ei talu lööke ning ettevalmistuskulud on suured.

 

(VI) Elektropoleerimine: biomeditsiini valdkond

Elektropoleerimisel kasutatakse elektrokeemiliseks tasandamiseks ja puhastamiseks fosforhappe{0}}põhist elektrolüüti, mille tulemuseks on titaanpind, mille Ra on väiksem või võrdne 0,1 μm. See kõrvaldab mikropragude defektid ja pakub suurepärast bioühilduvust, mida kasutatakse peamiselt meditsiiniliste implantaatide jaoks ja mida kasutatakse ka kõrge puhtusastmega -stsenaariumide puhul, nagu pooljuhid.

 

Puudused: suur energiatarbimine, madal efektiivsus, range parameetrite kontroll ja suutmatus teostada tavapärast partiitöötlust.

 

 

Titaanist sepistatud pinnatöötlusprotsesside valikul tuleks järgida "töötingimuste kohandamise, jõudluse prioriteedi ja kulude kontrolli" põhimõtteid, võttes põhjalikult arvesse materjali omadusi, teeninduskeskkonda, funktsionaalseid nõudeid ja majanduslikku tõhusust.

• Temperatuuri- ja korrosiooniväsimuskindlust nõudvate õhu{0}}mootorite kompressori labade puhul kasutatakse kombineeritud protsessi "mikrokaare oksüdatsioon + haavli eemaldamine".
• Tugevat korrosioonikindlust nõudvate keemiliste reaktorite segistilabade jaoks valitakse odav-korrosioonivastane-kombinatsioon "keemiline passiveerimine + PTFE kate".
• Meditsiiniliste tehisliigeste puhul, mis vajavad nii biosobivust kui ka kulumiskindlust, kasutatakse puhtuse ja luuintegratsiooni tagamiseks "elektropolimine + anodeerimine".
• Merevee korrosiooni- ja erosioonikindlust nõudvate laevatehniliste ventiilide ventiilide puhul on peamiseks lahenduseks mikrokaare oksüdatsioon + ohverdava anoodi kaitse.

 

Materjali omadused mõjutavad ka protsessi valikut:

Kaubanduslik puhas titaan (Gr1/Gr2) sobib tavalistesse söövitavatesse keskkondadesse, eelistatavamaks võimaluseks on keemiline passiveerimine.

Gr5 (Ti-6Al-4V) töötab kõrgetel temperatuuridel, vajab termotõkkekatteid.

-tüüpi titaanisulamid peavad vältima protsesse, mis hõlmavad vesinikku-sisaldavat keskkonda, et vältida vesiniku rabedust.

 

Ruihang kui professionaalne titaani ja titaanisulamite toodete tootja, tarnib kvaliteetset-titaanist ja titaanisulamist sepiseid, plaate, vardaid, torusid, juhtmeid, sektsioone jne. Üksikasjade saamiseks võtke meiega ühendust e-posti teel:Sam.Rui@bjrh-titanium.com