Díky své vynikající specifické pevnosti, odolnosti proti korozi, dobrému výkonu při vysokých teplotách a biokompatibilitě jsou slitiny titanu široce používány v letectví, vojenském průmyslu, civilním průmyslu a dalších oborech. Povrchová tvrdost titanové slitiny je však relativně nízká a odolnost proti opotřebení nedostatečná, což omezuje její použití v některých specifických prostředích. Pro zlepšení těchto vlastností vyvinuli vědci různé techniky povrchové úpravy pro zlepšení povrchových vlastností titanových slitin.
1. Povrchová oxidační úprava
Pro zvýšení kluznosti povrchu titanové slitiny a snížení adheze během procesu tažení byl vytvořen oxidový film.
2. Ošetření povlakem
- Grafitový emulzní nátěr
Aplikace grafitové emulze před tažením za tepla nejen zajišťuje mazání, ale také chrání povrch polotovaru před oxidací. Požadavky na grafitovou emulzi zahrnují obsah grafitu 20 %-25%, velikost částic 1-3um a rovnoměrné připevnění k povrchu polotovaru.
- Nátěr ze solného vápna
Specifická formulace lubrikační vrstvy solného vápna, jako je 12 % Na2SO4, 12 % CaO, 0,3 % Na3PO4, 0,2 % NaCl a okraj vody, doplněný směsí Jako tuhé práškové mazivo bylo použito 75 % mýdlového prášku a 25 % prášku síry.
- Fluorofosfátová léčba
Po očištění povrchu kovového polotovaru fyzikální metodou se na povrchu vytvoří modifikovaný povlakový film ponořením povlakového roztoku a poté se nanese tuhé mazivo, aby se získal mazací účinek nízkého koeficientu tření a vysoké odolnosti proti opotřebení.
3. Pokovování kovovým filmem
Kovový film, jako je měď, chrom, nikl nebo cín, je pokoven na povrch titanové slitiny, aby se snížil přímý kontakt s kovem během procesu tažení, čímž se snižuje adheze.
4. Borylační léčba
Drát z titanové slitiny vložte do smíšeného roztoku obsahujícího KFB4, BaCl2 a NH4NO3, zahřejte k varu, poté namočte, vyjměte, očistěte a osušte a na povrchu drátu vytvořte vrstvu fluoroborátu. Na povrch drátu je také nutné nanést vrstvu disulfidu hlinitého jako lubrikant ve studeném molu.
5. Chemická konverzní úprava
Na povrchu titanové slitiny se chemickou konverzní úpravou vytvoří hustý chemický konverzní film. Tento film lze použít jako mazací povlak k adsorbci maziva, takže povrch drátu je po vícenásobném tažení hladký, bez přilnavosti a skluzu.
6. Výběr maziva
Vyberte vhodné mazivo, jako je průmyslový mýdlový prášek, grafitová emulze a směs mýdlového prášku a dalších materiálů, které by měly mít dobrou infiltraci s povlakem, dobrou tepelnou stabilitu.
7. Laserová povrchová úprava
Technologie laserového zpracování, včetně laserového plátování, legování laserového povrchu a laserového kalení povrchu, mohou zlepšit odolnost proti opotřebení, odolnost proti korozi a tvrdost změnou mikrostruktury povrchové vrstvy. Výhodou laserového ošetření je, že lze výrazně zlepšit povrchové vlastnosti, aniž by se změnily vlastnosti matrice titanové slitiny.
8. Mikrooblouková oxidace
Jedná se o technologii in-situ růstu keramického filmu na povrchu titanové slitiny, který dokáže na povrchu titanové slitiny vytvořit vrstvu keramického filmu s vynikající odolností proti korozi a opotřebení. Technologie mikroobloukové oxidace má vlastnosti zelené ochrany životního prostředí v souladu se strategií udržitelného rozvoje.
9. Iontová implantace
Vstřikováním dusíku, kyslíku, uhlíku a dalších prvků do povrchu titanových slitin lze zlepšit tvrdost povrchu a odolnost proti opotřebení. Tloušťka iontové implantační vrstvy je obvykle na úrovni nanometrů, což může výrazně zlepšit povrchové vlastnosti titanových slitin.
10. Tepelná difúzní metoda
Rozprostřením legujících prvků na povrch titanové slitiny při vysoké teplotě se vytvoří legovací vrstva, čímž se zlepší tvrdost a odolnost povrchu proti opotřebení.
