Технология за повърхностна обработка на титан и титанови сплави за предотвратяване на адхезия

Титановите сплави се използват широко в космическата, военната промишленост, гражданската промишленост и други области поради тяхната отлична специфична якост, устойчивост на корозия, добра производителност при високи температури и биосъвместимост. Титаниевите сплави обаче имат относително ниска повърхностна твърдост и недостатъчна устойчивост на износване, което ограничава тяхното приложение в някои специфични среди. За да подобрят тези свойства, изследователите са разработили различни техники за повърхностна обработка за подобряване на повърхностните свойства на титановите сплави.
1. Повърхностно окисление
Подобрява смазването на повърхността на титанови сплави чрез образуване на оксидиран филм, който намалява феномена на адхезия по време на процеса на изтегляне.
2. Покритие
- Графитно емулсионно покритие
Графитната емулсия се нанася преди горещо изтегляне, за да осигури смазване, както и да защити повърхността на заготовката от окисление. Изискванията за графитна емулсия включват съдържание на графит 20-25%, размер на частиците 1-3um и равномерно прилепване към повърхността на заготовката.
- Покритие със сол и вар
Използва се смазващ слой от солена вар със специфична формула като 12% Na2SO4, 12% CaO, 0.3% Na3PO4, 0.2% NaCl и остатъчна вода, допълнена със смес от 75 % сапун на прах и 25 % сяра на прах като твърд прахообразен лубрикант.

- Лечение с флуорофосфат
След почистване на повърхността на металната заготовка чрез физически методи, разтворът се потапя, за да се образува модифициран покриващ филм върху повърхността и след това се нанася твърда смазка, за да се получи смазване с нисък коефициент на триене и висока устойчивост на износване.
3. Метален филм с покритие
Метален филм като мед, хром, никел или калай се поставя върху повърхността на титанова сплав, за да се намали директният контакт с метала по време на процеса на изтегляне и по този начин да се намали адхезията.
4. Боронизиране
Тел от титанова сплав в смесен разтвор, съдържащ KFB4, BaCl2, NH4NO3, нагрят до кипене и след това потопен, изваден и измит и изсушен, за да се създаде слой от флуороборат върху повърхността на жицата. Слой от алуминиев дисулфид също се нанася върху повърхността на проводника като смазка по време на студено пробиване.
5. Химическа преходна обработка
Чрез обработката с химическо преобразуване в повърхността на титановата сплав за образуване на плътен филм за химическо преобразуване, този филм може да се използва като смазочно покритие, адсорбция на смазочни материали, така че жицата след няколко изтегляния на повърхността да е гладка, без адхезия и плъзгане марки.
6. Избор на смазка
Изборът на подходящи лубриканти, като промишлен сапун на прах, графитно мляко и смеси от сапун на прах и други материали, трябва да има добра омокряемост с покритието, по-добра термична стабилност.
7. Лазерна повърхностна обработка
Технологията за лазерно третиране, включително лазерно покритие, лазерно повърхностно легиране и лазерно повърхностно втвърдяване, може да се използва за подобряване на устойчивостта на износване, устойчивостта на корозия и твърдостта чрез промяна на микроструктурата на повърхностния слой. Предимството на лазерното третиране е, че може да реализира значително подобрение на повърхностните свойства, без да променя свойствата на матрицата от титанова сплав.
8. Микродъгово оксидиране
Това е технология за растеж на място на керамичен филм върху повърхността на титанова сплав, която може да образува слой от керамичен филм върху повърхността на титанова сплав с отлична устойчивост на корозия и износване. Технологията за микродъгово оксидиране е екологична и щадяща околната среда, което е в съответствие със стратегията за устойчиво развитие.
9. Йонна имплантация
Чрез инжектиране на азот, кислород, въглерод и други елементи в повърхността на титановата сплав може да се подобри твърдостта и устойчивостта на износване на повърхността. Дебелината на слоя за инжектиране на йони обикновено е в нанометрова скала, което може значително да подобри повърхностните свойства на титановата сплав.
10. Термична дифузия
Чрез дифузия на легиращи елементи в повърхността на титанова сплав при висока температура се образува легиращ слой, който подобрява твърдостта и устойчивостта на износване на повърхността.