Titaanitangon pintakäsittely: korroosion- ja kulutuskestävyys

Titaani tangot Niitä käytetään laajalti rakenneosissa, voimansiirto-osissa, implanttilaitteissa ja muilla aloilla. Kuitenkin niiden alhainen pinnan kovuus ja huono kulutuskestävyys sekä alttius piste- ja rakokorroosiolle ankarissa ympäristöissä. Pintakäsittely voi parantaa niiden korroosion- ja kulutuskestävyyttä, mikä mahdollistaa suorituskyvyn mukauttamisen.

 

 

 

1.1 Mekaaninen käsittely

Se muokkaa titaanitankojen pintaa fysikaalisilla vaikutuksilla ilman kemiallisia reagensseja, yksinkertaisia ​​prosesseja ja edullisia kustannuksia.

Mekaanisella kiillotuksella voidaan saavuttaa peilipinta, jonka pinnan karheus on Ra ＜ 0,01 μm vaiheittaisella--hiomalla.

Hiekkapuhallus poistaa oksidikerrokset ja epäpuhtaudet nopeiden{0}}hiekapartikkelien vaikutuksesta muodostaen karkean pinnan, jonka Ra 2–5 μm parantaa tarttumislujuutta.

 

1.2 Kemiallinen käsittely

Se säätelee pinnan tilaa, poistaa epäpuhtaudet ja optimoi tasaisuuden kemiallisten reagenssien ja titaanitangon pinnan välisen reaktion kautta luoden pohjan myöhempään vahvistukselle.

Kemiallinen kiillotus käyttää heikkoja happoja tai emäksisiä liuoksia parantamaan pinnan viimeistelyä ja vaatii silaanitiivistystä.

Peittauspuhdistuksessa käytetään fluorivetyhappo-typpihapposeosliuosta oksidihilpujen ja epäpuhtauksien poistamiseksi.

Ilmakehän hapettuminen voi paksuntaa oksidikalvoa korkeissa lämpötiloissa parantaakseen korroosionkestävyyttä.

 

 

2.1 Sähkökemiallinen käsittely

Se muodostaa elektrolyysin kautta tiheän oksidikalvon titaanitangon pinnalle, jolla on sekä korroosion- että kulutuskestävyys hallittavissa prosesseissa.

Anodisointi käyttää 10–200 V:n jännitettä rikkihappoelektrolyyttiin 1–30 μm:n paksuisen TiO₂-kalvon valmistamiseksi, mikä parantaa kulutuskestävyyttä, korroosionkestävyyttä ja bioyhteensopivuutta; prosessiparametreja säätämällä voidaan valmistaa huokoisia TiO₂-nanoputkiryhmiä fotokatalyysiä ja anturikenttiä varten.

Mikrokaarihapetus, paranneltu anodisointitekniikka, käyttää korkeaa 300–600 V:n jännitettä muodostaen keraamisen-laatuisen oksidikerroksen, jonka kovuus on HV 1500+ ja korkean lämpötilan kestävyys yli 800 astetta sekä hyvä eristyskyky.

 

2.2 Lämpökäsittelyn muutos

Se muodostaa kovaseoskerroksen titaanitangon pinnalle korkean lämpötilan-tai plasmaelementtien diffuusion kautta, mikä parantaa kovuutta, kulutuskestävyyttä ja korroosionkestävyyttä.

Nitraus on yleisimmin käytetty tekniikka, joka voi muodostaa TiN/Ti₂N-kerroksen, jonka paksuus on 5–20 μm ja kovuus HV 2000, mikä vähentää kitkakerrointa 60 %. Sitä käytetään enimmäkseen suuren-kuorman siirtoosiin; plasman typpihapetus muodostaa komposiittikerroksen, jolla on parempi suorituskyky ja pieni muodonmuutos.

Hiiletys muodostaa TiC-kerroksen, jonka paksuus on 2–10 μm ja joka kestää korkeita lämpötiloja 800 asteeseen asti; porauksella on korkea kovuus, mutta monimutkaiset prosessit.

 

2.3 Päällystys- ja komposiittitekniikat

Se voi valmistaa toiminnallisia pinnoitteita titaanitankojen pinnalle korroosion- ja kulutuskestävyyden mukauttamiseksi, mikä on tärkeä keino titaanitankojen pinnan vahvistamisessa.

Voitelevia ja tarttumattomia{0}pinnoitteita käytetään vähentämään kitkaa: grafiittiemulsiopinnoitteet muodostavat 1–5 μm voitelukalvon, joka kestää hapettumista ja vähentää prosessointihävikkiä yli 30 %; fluorifosfaattipinnoitteiden kitkakerroin on niinkin alhainen kuin 0,1.

Laadukkaat{0}}toiminnalliset pinnoitteet: biokeraamisia (HA) pinnoitteita käytetään ortopedisissa implanteissa edistämään osseointegraatiota. DLC-pinnoitteiden kovuus on HV 3000–5000 ja kitkakerroin 0,05; jalometallipinnoitteilla on hyvä korroosionkestävyys, mutta ne ovat taipuvaisia ​​halkeilemaan ja ovat kalliita; galvanoitu nano-nikkeli ja hopea voivat parantaa kulumiskestävyyttä ja iskeytymistä estävää-suorituskykyä, mikä ratkaisee ilmailu- ja avaruusterien "murtumisongelman".

 

 

3.1 Laserpintakäsittely

Se muokkaa titaanitangon pintaa suuren{0}}energian laserilla, jolla on suuri nopeus, suuri tarkkuus ja pieni vaikutus matriisiin, ja se voi samanaikaisesti parantaa kulumis- ja korroosionkestävyyttä.

Laserverhous käyttää Gr5-titaanijauhetta 0,5–2 mm:n metalliseoskerroksen valmistukseen, mikä parantaa kulutuskestävyyttä 5-kertaisesti ja sopii raskaisiin-työolosuhteisiin.

Laserpinnan seostus voi suodattaa typpeä ja hiiltä muodostaen gradienttikerroksen, jonka HV 1000–2000.

Värillisen titaanin laserkäsittely yhdistettynä anodisointiin ottaa huomioon suojauksen ja koristelun.

 

3.2 Ioni-istutustekniikka

Se ruiskuttaa typpeä, happea, hiiltä ja muita ioneja titaanitangon pintaan 0,1–1 μm syvyydessä, mikä voi lisätä kovuutta 3-kertaiseksi ja vähentää korroosiovirran tiheyttä kahdella suuruusluokalla. Tämä tekniikka ei muuta matriisin suorituskykyä ja saavuttaa nanomittakaavan vahvistuksen.

Jalometalli-ionien istuttaminen voi saavuttaa paremman korroosionkestävyyden, mutta se on korkea hinta ja vielä tutkittavana.

 

3.3 Komposiittimuunnostekniikka

Yksi pintakäsittely on vaikea täyttää monimutkaisia ​​työolosuhteita, ja useiden teknologioiden yhdistämisestä on tullut valtavirtaa. Anodisoinnin ja magnetronisputteroinnin yhdistelmällä voidaan valmistaa TiO₂/Ag antibakteerisia pinnoitteita, joiden antibakteerinen nopeus on ＞99 %, soveltuu lääkinnällisiin laitteisiin ja implantteihin; plasman typpihapetuksen ja laserpinnoituksen yhdistelmä ottaa huomioon korroosionkestävyyden ja raskaiden{2}}kulumiskestävyyden.

 

 

Erikoistunut titaanisten pyöreiden tankojen valmistukseen, otamme mielellämme vastaan ​​tiedustelut osoitteessa:Sam.Rui@bjrh-titanium.com