Tehnologija površinske obrade titana i titanovih legura za sprječavanje prianjanja

Legure titana naširoko se koriste u zrakoplovstvu, vojnoj industriji, civilnoj industriji i drugim područjima zbog svoje izvrsne specifične čvrstoće, otpornosti na koroziju, dobrih performansi pri visokim temperaturama i biokompatibilnosti. Međutim, legure titana imaju relativno nisku površinsku tvrdoću i nedovoljnu otpornost na trošenje, što ograničava njihovu primjenu u nekim specifičnim okruženjima. Kako bi poboljšali ta svojstva, istraživači su razvili razne tehnike površinske obrade kako bi poboljšali površinska svojstva legura titana.
1. Površinska oksidacija
Povećava mazivost površine titanovih legura stvaranjem oksidiranog filma, koji smanjuje pojavu prianjanja tijekom procesa izvlačenja.
2. Premazivanje
- Grafitni emulzijski premaz
Grafitna emulzija nanosi se prije vrućeg izvlačenja kako bi se osiguralo podmazivanje kao i zaštitila površina gredice od oksidacije. Zahtjevi za grafitnu emulziju uključuju sadržaj grafita od 20-25%, veličinu čestica od 1-3um i ravnomjerno prianjanje na površinu trupca.
- Premaz od soli i vapna
Koristi se sloj za podmazivanje od soli i vapna specifične formulacije kao što je 12% Na2SO4, 12% CaO, 0.3% Na3PO4, 0.2% NaCl i zaostala voda, dopunjena mješavinom 75 % sapuna u prahu i 25 % sumpora u prahu kao kruto praškasto mazivo.

- Tretman fluorofosfatom
Nakon čišćenja površine metalne gredice fizičkim metodama, otopina se uranja kako bi se formirao modificirani pokrovni film na površini, a zatim se nanosi kruto mazivo kako bi se dobio podmazivanje s niskim koeficijentom trenja i visokom otpornošću na habanje.
3. Presvučeni metalni film
Metalni film poput bakra, kroma, nikla ili kositra nanosi se na površinu legure titana kako bi se smanjio izravan kontakt s metalom tijekom procesa izvlačenja i tako smanjilo prianjanje.
4. Boraniziranje
Žica od legure titana u miješanu otopinu koja sadrži KFB4, BaCl2, NH4NO3 zagrijana do vrenja, a zatim uronjena, uklonjena i isprana i osušena kako bi se stvorio sloj fluoroborata na površini žice. Sloj aluminijevog disulfida također se nanosi na površinu žice kao mazivo tijekom hladnog probijanja.
5. Kemijska pretvorbena obrada
Tretmanom kemijske pretvorbe na površini titanijske legure kako bi se formirao gusti film kemijske pretvorbe, ovaj se film može koristiti kao premaz maziva, adsorpcija maziva, tako da je žica nakon više izvlačenja površina glatka, bez prianjanja i klizanja oznake.
6. Odabir maziva
Odabir prikladnih maziva, kao što su industrijski sapun u prahu, grafitno mlijeko i mješavine sapuna u prahu i drugih materijala, trebaju imati dobru sposobnost vlaženja s premazom, bolju toplinsku stabilnost.
7. Laserska površinska obrada
Tehnologija laserske obrade, uključujući lasersko oblaganje, lasersko površinsko legiranje i lasersko površinsko otvrdnjavanje, može se koristiti za poboljšanje otpornosti na trošenje, otpornosti na koroziju i tvrdoće promjenom mikrostrukture površinskog sloja. Prednost laserskog tretmana je u tome što može ostvariti značajno poboljšanje svojstava površine bez promjene svojstava matrice legure titana.
8. Mikrolučna oksidacija
Ovo je tehnologija in situ rasta keramičkog filma na površini titanijske legure, koja može formirati sloj keramičkog filma na površini titanijske legure s izvrsnom otpornošću na koroziju i trošenje. Tehnologija mikrolučne oksidacije je zelena i ekološki prihvatljiva, što je u skladu sa strategijom održivog razvoja.
9. Ionska implantacija
Ubrizgavanjem dušika, kisika, ugljika i drugih elemenata u površinu titanijske legure, može se poboljšati tvrdoća i otpornost na trošenje površine. Debljina sloja za ubrizgavanje iona obično je u nanometarskoj skali, što može značajno poboljšati površinska svojstva legure titana.
10. Toplinska difuzija
Difuzijom legirajućih elemenata u površinu titanijske legure na visokoj temperaturi, formira se legirajući sloj koji poboljšava tvrdoću i otpornost površine na trošenje.