Ytbehandlingsteknik av titan och titanlegeringar för att förhindra vidhäftning

Titanlegeringar används ofta inom flyg-, militärindustri, civil industri och andra områden på grund av deras utmärkta specifika styrka, korrosionsbeständighet, goda högtemperaturprestanda och biokompatibilitet. Emellertid har titanlegeringar relativt låg ythårdhet och otillräcklig slitstyrka, vilket begränsar deras användning i vissa specifika miljöer. För att förbättra dessa egenskaper har forskare utvecklat en mängd olika ytbehandlingstekniker för att förbättra ytegenskaperna hos titanlegeringar.
1. Ytoxidation
Förbättrar smörjförmågan på ytan på titanlegeringar genom att bilda en oxiderad film, vilket minskar vidhäftningsfenomenet under dragningsprocessen.
2. Beläggning
- Grafitemulsionsbeläggning
Grafitemulsion appliceras före varmdragning för att ge smörjning såväl som för att skydda ämnesytan från oxidation. Kraven för grafitemulsion inkluderar grafithalt på 20-25 %, partikelstorlek på 1-3um och enhetlig vidhäftning till ämnets yta.
- Salt- och kalkbeläggning
Ett salt-kalksmörjande skikt med specifik formulering såsom 12% Na2SO4, 12% CaO, 0.3% Na3PO4, 0.2% NaCl och restvatten används, kompletterat med en blandning av 75 % tvålpulver och 25 % svavelpulver som ett fast pulveriserat smörjmedel.

- Fluorofosfatbehandling
Efter rengöring av metallämnets yta med fysikaliska metoder, doppas lösningen för att bilda en modifierad täckfilm på ytan, och sedan appliceras ett fast smörjmedel för att erhålla en låg friktionskoefficient och hög slitstyrka smörjning.
3. Pläterad metallfilm
En metallfilm som koppar, krom, nickel eller tenn pläteras på ytan av titanlegeringen för att minska den direkta metallkontakten under dragningsprocessen och därmed minska vidhäftningen.
4. Boronisering
Titanlegeringstråd till en blandad lösning innehållande KFB4, BaCl2, NH4NO3 upphettad till kokning och sedan nedsänkt, avlägsnad och tvättad och torkad för att generera ett lager av fluorborat på ytan av tråden. Ett lager av aluminiumdisulfid appliceras också på trådytan som smörjmedel vid kallpirering.
5. Kemisk omvandlingsbehandling
Genom den kemiska omvandlingsbehandlingen i titanlegeringsytan för att bilda en tät kemisk omvandlingsfilm, kan denna film användas som en smörjmedelsbeläggning, adsorption av smörjmedel, så att tråden efter ett antal dragning av ytan är slät, ingen vidhäftning och sladd märken.
6. Val av smörjmedel
Val av lämpliga smörjmedel, såsom industriellt tvålpulver, grafitmjölk och blandningar av tvålpulver och andra material, bör ha god vätbarhet med beläggningen, bättre termisk stabilitet.
7. Ytbehandling med laser
Laserbehandlingsteknik, inklusive laserbeklädnad, laserytlegering och laserythärdning, kan användas för att förbättra slitstyrka, korrosionsbeständighet och hårdhet genom att ändra ytskiktets mikrostruktur. Fördelen med laserbehandling är att den kan uppnå betydande förbättringar av ytegenskaper utan att ändra egenskaperna hos titanlegeringsmatrisen.
8. Mikrobågeoxidation
Detta är en teknik för in-situ tillväxt av keramisk film på ytan av titanlegering, som kan bilda ett lager av keramisk film på ytan av titanlegering med utmärkt korrosions- och slitstyrka. Mikrobågsoxidationstekniken är grön och miljövänlig, vilket är i linje med strategin för hållbar utveckling.
9. Jonimplantation
Genom att injicera kväve, syre, kol och andra element i ytan av titanlegering kan ytans hårdhet och slitstyrka förbättras. Tjockleken på joninjektionsskiktet är vanligtvis i nanometerskala, vilket avsevärt kan förbättra ytegenskaperna hos titanlegering.
10. Termisk diffusion
Genom att sprida legeringselement in i ytan av titanlegering vid hög temperatur, bildas ett legeringsskikt, vilket förbättrar ytans hårdhet och slitstyrka.