Zbog svoje izvrsne specifične čvrstoće, otpornosti na koroziju, dobrih performansi pri visokim temperaturama i biokompatibilnosti, legure titana naširoko su korištene u zrakoplovstvu, vojnoj industriji, civilnoj industriji i drugim područjima. Međutim, površinska tvrdoća legure titana relativno je niska, a otpornost na trošenje nedovoljna, što ograničava njezinu 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. Obrada površine oksidacijom
Formiran je oksidni film kako bi se povećala mazivost površine titanijske legure i smanjilo prianjanje tijekom procesa izvlačenja.
2. Obrada premaza
- Grafitni emulzijski premaz
Nanošenje grafitne emulzije prije vrućeg izvlačenja ne samo da osigurava podmazivanje, već i štiti površinu obrasca od oksidacije. Zahtjevi za grafitnu emulziju uključuju sadržaj grafita od 20%-25%, veličinu čestica od 1-3um i ravnomjerno prianjanje na površinu slijepog uzorka.
- Premaz od slanog vapna
Specifična formulacija sloja za podmazivanje od slanog vapna, kao što je 12% Na2SO4, 12% CaO, 0.3% Na3PO4, 0.2% NaCl i margina vode, dopunjena mješavinom 75% sapuna u prahu i 25% sumpora u prahu korišteno je kao kruto praškasto mazivo.
- Tretman fluorofosfatom
Nakon čišćenja površine metalnog obrasca fizikalnom metodom, na površini se oblikuje modificirani film premaza uranjanjem otopine premaza, a zatim se nanosi kruto mazivo kako bi se dobio učinak podmazivanja niskog koeficijenta trenja i visoke otpornosti na trošenje.
3. Oblaganje metalnim filmom
Metalni film poput bakra, kroma, nikla ili kositra nanosi se na površinu legure titana kako bi se smanjio izravan kontakt metala tijekom procesa izvlačenja, čime se smanjuje adhezija.
4. Tretman borilacijom
Stavite žicu od legure titana u pomiješanu otopinu koja sadrži KFB4, BaCl2 i NH4NO3, zagrijte je do vrenja, zatim je namočite, izvadite, očistite i osušite, te formirajte sloj fluoroborata na površini žice. Također je potrebno nanijeti sloj aluminijevog disulfida na površinu žice kao mazivo u hladnom stupu.
5. Kemijski pretvorbeni tretman
Gusti film za kemijsku konverziju formira se na površini titanijske legure kroz tretman kemijskom konverzijom. Ovaj film se može koristiti kao premaz za podmazivanje za adsorpciju maziva, tako da je površina žice glatka nakon višestrukih prolaza izvlačenja, bez tragova prianjanja i klizanja.
6. Izbor maziva
Odaberite odgovarajuće mazivo, kao što je industrijski sapun u prahu, grafitna emulzija i mješavina sapuna u prahu i drugih materijala, treba imati dobru infiltraciju s premazom, dobru toplinsku stabilnost.
7. Laserska površinska obrada
Tehnologije laserske obrade, uključujući lasersko oblaganje, lasersko površinsko legiranje i lasersko kaljenje površine, mogu poboljšati otpornost na trošenje, otpornost na koroziju i tvrdoću promjenom mikrostrukture površinskog sloja. Prednost laserskog tretmana je u tome što se svojstva površine mogu značajno poboljšati 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 s izvrsnom otpornošću na koroziju i habanje na površini titanijske legure. Tehnologija mikrolučne oksidacije ima karakteristike zelene zaštite okoliša, u skladu sa strategijom održivog razvoja.
9. Ionska implantacija
Ubrizgavanjem dušika, kisika, ugljika i drugih elemenata u površinu titanovih legura može se poboljšati površinska tvrdoća i otpornost na trošenje. Debljina sloja ionske implantacije je obično na nanometarskoj razini, što može značajno poboljšati površinska svojstva titanovih legura.
10. Metoda toplinske difuzije
Širenjem legirajućih elemenata na površinu titanijske legure na visokoj temperaturi, formira se legirajući sloj, čime se poboljšava tvrdoća i otpornost površine na trošenje.
