Rawatan Permukaan Bar Titanium: Ketahanan Kakisan & Haus

Bar titanium digunakan secara meluas dalam komponen struktur, bahagian penghantaran, peranti implan dan bidang lain. Walau bagaimanapun, kekerasan permukaannya yang rendah dan rintangan haus yang lemah, bersama-sama dengan kerentanan terhadap kakisan pitting dan celah dalam persekitaran yang keras. Rawatan permukaan boleh meningkatkan kakisan dan rintangan haus, membolehkan penyesuaian prestasi.

 

 

 

1.1 Rawatan Mekanikal

Ia mengubah suai permukaan bar titanium melalui kesan fizikal, tidak menampilkan reagen kimia, proses mudah dan kos rendah.

Penggilapan mekanikal boleh mencapai kemasan cermin dengan kekasaran permukaan Ra ＜ 0.01 μm melalui langkah-demi-langkah pengisaran.

Letupan pasir membuang lapisan oksida dan bahan cemar melalui kesan zarah pasir-tinggi, membentuk permukaan kasar dengan Ra 2–5 μm untuk meningkatkan kekuatan ikatan.

 

1.2 Rawatan Kimia

Ia mengawal keadaan permukaan, menghilangkan kekotoran dan mengoptimumkan kerataan melalui tindak balas antara reagen kimia dan permukaan bar titanium, meletakkan asas untuk pengukuhan seterusnya.

Penggilap kimia menggunakan larutan asid atau alkali lemah untuk memperbaiki kemasan permukaan dan memerlukan pengedap silane.

Penulenan penjerukan menggunakan larutan campuran asid hidrofluorik-asid nitrik untuk membuang sisik dan kekotoran oksida.

Pengoksidaan atmosfera boleh menebal filem oksida pada suhu tinggi untuk meningkatkan rintangan kakisan.

 

 

2.1 Rawatan Elektrokimia

Ia membentuk filem oksida padat pada permukaan bar titanium melalui elektrolisis, yang mempunyai kedua-dua kakisan dan rintangan haus dengan proses yang boleh dikawal.

Anodisasi menggunakan voltan 10–200 V dalam elektrolit asid sulfurik untuk menyediakan filem TiO₂ dengan ketebalan 1–30 μm, yang meningkatkan rintangan haus, rintangan kakisan dan biokompatibilitas; parameter proses melaraskan boleh menyediakan tatasusunan tiub nano TiO₂ berliang untuk medan fotokatalisis dan sensor.

Pengoksidaan arka-mikro, teknologi anodisasi yang dinaik taraf, menggunakan voltan tinggi 300–600 V untuk membentuk-lapisan gred oksida seramik dengan kekerasan HV 1500+ dan rintangan suhu tinggi melebihi 800 darjah, serta prestasi penebat yang baik.

 

2.2 Pengubahsuaian Rawatan Haba

Ia membentuk lapisan aloi keras pada permukaan bar titanium melalui-suhu tinggi atau penyebaran unsur plasma, meningkatkan kekerasan, rintangan haus dan rintangan kakisan.

Nitriding ialah teknologi yang paling banyak digunakan, yang boleh membentuk lapisan TiN/Ti₂N dengan ketebalan 5–20 μm dan kekerasan HV 2000, mengurangkan pekali geseran sebanyak 60%, dan kebanyakannya digunakan untuk bahagian penghantaran-beban tinggi; nitrooksidasi plasma membentuk lapisan komposit dengan prestasi yang lebih baik dan ubah bentuk kecil.

Karburasi membentuk lapisan TiC dengan ketebalan 2–10 μm dan rintangan suhu tinggi sehingga 800 darjah ; boriding mempunyai kekerasan yang tinggi tetapi proses yang kompleks.

 

2.3 Teknologi Salutan dan Komposit

Ia boleh menyediakan salutan berfungsi pada permukaan bar titanium untuk menyesuaikan kakisan dan rintangan haus, yang merupakan cara penting untuk pengukuhan permukaan bar titanium.

Salutan pelincir dan anti-pelekat digunakan untuk mengurangkan geseran: salutan emulsi grafit membentuk filem pelincir 1–5 μm, yang menentang pengoksidaan dan mengurangkan kehilangan pemprosesan lebih daripada 30%; salutan fluorophosphate mempunyai pekali geseran serendah 0.1.

Salutan berfungsi-tinggi: salutan bioseramik (HA) digunakan untuk implan ortopedik untuk menggalakkan osseointegrasi; Salutan DLC mempunyai kekerasan HV 3000–5000 dan pekali geseran 0.05; salutan logam berharga mempunyai rintangan kakisan yang baik tetapi terdedah kepada spalling dan kos yang tinggi; saduran nano-nikel dan perak boleh meningkatkan prestasi rintangan haus dan-anti rampasan, menyelesaikan masalah "rampasan" bilah aeroangkasa.

 

 

3.1 Rawatan Permukaan Laser

Ia mengubah suai permukaan bar titanium dengan-laser tenaga tinggi, menampilkan kelajuan tinggi, ketepatan tinggi dan kesan kecil pada matriks, dan pada masa yang sama boleh meningkatkan rintangan haus dan kakisan.

Pelapisan laser menggunakan serbuk titanium Gr5 untuk menyediakan lapisan aloi 0.5–2 mm, meningkatkan rintangan haus sebanyak 5 kali ganda, sesuai untuk keadaan kerja-berat.

Pengaloian permukaan laser boleh menyusup nitrogen dan karbon untuk membentuk lapisan kecerunan dengan HV 1000–2000.

Pemprosesan titanium berwarna laser digabungkan dengan anodisasi mengambil kira perlindungan dan hiasan.

 

3.2 Teknologi Implantasi Ion

Ia menyuntik nitrogen, oksigen, karbon dan ion-ion lain ke dalam permukaan bar titanium dengan kedalaman 0.1–1 μm, yang boleh meningkatkan kekerasan sebanyak 3 kali ganda dan mengurangkan ketumpatan arus kakisan sebanyak dua urutan magnitud. Teknologi ini tidak mengubah prestasi matriks dan mencapai pengukuhan skala nano.

Menanam ion logam berharga boleh mencapai rintangan kakisan yang lebih baik, tetapi kosnya tinggi dan masih dalam penyelidikan.

 

3.3 Teknologi Pengubahsuaian Komposit

Rawatan permukaan tunggal sukar untuk memenuhi keadaan kerja yang kompleks, dan gabungan pelbagai teknologi telah menjadi arus perdana. Gabungan anodisasi dan magnetron sputtering boleh menyediakan salutan antibakteria TiO₂/Ag dengan kadar antibakteria ＞99%, sesuai untuk peranti perubatan dan implan; gabungan nitrooksidasi plasma dan pelapisan laser mengambil kira rintangan kakisan dan rintangan haus tugas berat-.

 

 

Khusus dalam pembuatan bar bulat titanium, kami mengalu-alukan pertanyaan anda di:Sam.Rui@bjrh-titanium.com