Υπάρχουν πολλές μέθοδοι επιφανειακής επεξεργασίας για το τιτάνιο, συμπεριλαμβανομένης της νιτρίωσης ιόντων (ή της νιτρίωσης πλάσματος), της επιφανειακής εναπόθεσης νιτριδίου του τιτανίου, της εμφύτευσης ιόντων, της επιφανειακής κράματος και του επιφανειακού ψεκασμού κεραμικών επικαλύψεων.
1. Υψηλή θερμοκρασία και ανθεκτική στη φθορά τεχνολογία προετοιμασίας επίστρωσης για εξαρτήματα από κράμα τιτανίου
1) Τεχνολογία προετοιμασίας επίστρωσης ανθεκτική στη φθορά
Η φθορά είναι μία από τις κύριες αιτίες αστοχίας μηχανικών εξαρτημάτων, αντιπροσωπεύοντας περίπου το 60% έως 80% των αστοχιών μηχανικών εξαρτημάτων και έχει μεγάλο αντίκτυπο στη διάρκεια ζωής και την αξιοπιστία των μηχανικών μερών. Η αντίσταση στη φθορά του τιτανίου και των κραμάτων τιτανίου είναι σχετικά φτωχή, ο συντελεστής τριβής είναι μεγάλος και η αστοχία φθοράς είναι επιρρεπής. Η τεχνολογία προετοιμασίας επίστρωσης ανθεκτικής στη φθορά είναι ένα σημαντικό μέσο για τη βελτίωση της αντοχής στη φθορά του τιτανίου και των κραμάτων του. Επί του παρόντος, οι μέθοδοι διεργασίας που έχουν διερευνηθεί περισσότερο περιλαμβάνουν θερμικό ψεκασμό, ηλεκτρολυτική και χημική επιμετάλλωση, εναπόθεση ατμού, τεχνολογία εμφύτευσης ιόντων, νιτροποίηση και 170 θαλάσσια νιτροποίηση. Τεχνολογία μεταλλικών υλικών τιτανίου άνθρακα, βορονίωση, οξείδωση μικρο-τόξου και τεχνολογία επεξεργασίας σύνθετων επιφανειών κ.λπ.
2) Τεχνολογία προετοιμασίας επίστρωσης ανθεκτική σε υψηλή θερμοκρασία
Με την εφαρμογή κραμάτων τιτανίου σε αεριοστρόβιλους πλοίων, έχουν τεθεί υψηλότερες απαιτήσεις για την αντοχή τους στην οξείδωση σε υψηλές θερμοκρασίες. Όταν το τιτάνιο χρησιμοποιείται ως πτερύγια αεριοστροβίλων κ.λπ., έχει χαμηλή αντίσταση στην οξείδωση σε υψηλή θερμοκρασία και είναι επιρρεπές σε «ευθραυστότητα οξυγόνου». Δηλαδή, μετά από μακροχρόνια έκθεση σε αέρα υψηλής θερμοκρασίας, θα σχηματιστεί ένα εύθραυστο στρώμα οξειδίου στην επιφάνεια του τιτανίου, το οποίο θα ευθραυστώσει το κράμα τιτανίου και θα μειώσει την επιμήκυνση. Μπορεί να φτάσει και το 50%. Ωστόσο, είναι δύσκολο να βελτιωθεί ταυτόχρονα η αντίσταση στην οξείδωση των κραμάτων τιτανίου μέσω του σχεδιασμού βελτιστοποίησης της σύνθεσης του κράματος ή των μεθόδων ελέγχου της μικροδομής. Για τη βελτίωσή του πρέπει να χρησιμοποιούνται τεχνολογίες τροποποίησης επιφανειών και επίστρωσης επιφανειών.
3) Τεχνολογία προετοιμασίας επίστρωσης ανθεκτική στη φθορά σε υψηλή θερμοκρασία
Τα πτερύγια των αεριοστροβίλων πλοίων υπόκεινται σε φθορά υπό συνθήκες υψηλής θερμοκρασίας. Λόγω των διπλών επιπτώσεων της φθοράς και της υψηλής θερμοκρασίας, ο ρυθμός ζημιάς των εξαρτημάτων επιταχύνεται. Επομένως, είναι πολύ σημαντικό να μελετήσετε τον μηχανισμό φθοράς σε υψηλή θερμοκρασία, να σχεδιάσετε επιστρώσεις ανθεκτικές στη φθορά σε υψηλή θερμοκρασία και να βελτιώσετε την αντοχή στη φθορά σε υψηλή θερμοκρασία. έννοια. Τα κεραμικά υλικά συνδυάζονται κυρίως με ιοντικούς και ομοιοπολικούς δεσμούς. Έχουν υψηλή ενέργεια χημικού δεσμού και ισχυρή δια-ατομική δύναμη συγκόλλησης, γεγονός που κάνει τα κεραμικά υλικά να έχουν τα πλεονεκτήματα του υψηλού σημείου τήξης, της υψηλής σκληρότητας, της υψηλής χημικής σταθερότητας και του χαμηλού συντελεστή τριβής. Μέσω ψεκασμού πλάσματος και επένδυσης λέιζερ Η τεχνολογία μπορεί να παρασκευάσει κεραμική επίστρωση στην επιφάνεια του κράματος τιτανίου για να σχηματίσει ένα σύνθετο κεραμικό κράμα τιτανίου. Οι τρέχουσες μέθοδοι προετοιμασίας περιλαμβάνουν νανοκεραμική επίστρωση με ψεκασμό πλάσματος, επίστρωση νανο-TiO2 με ψυχρό ψεκασμό, ψεκασμό με λέιζερ και επένδυση λέιζερ.
2. Τεχνολογία προετοιμασίας για επικαλύψεις που μειώνουν τις τριβές και ανθεκτικά στη φθορά σε εξαρτήματα από κράμα τιτανίου
1) Τεχνολογία προετοιμασίας αντιτριβικής επίστρωσης
Ως απόκριση στις ανάγκες μείωσης της τριβής εξαρτημάτων όπως θαλάσσια γρανάζια, έμβολα, βαλβίδες και ελατήρια τιτανίου, προστίθενται αυτολιπαινόμενα υλικά όπως γραφίτης, δισουλφίδιο μολυβδαινίου, πολυτετραφθοροαιθυλένιο, οξείδιο μολύβδου και φθόριο για να σχηματιστεί ένα κενό μεταξύ των δύο επιφάνειες. Ένα στρώμα συμπαγούς λιπαντικής μεμβράνης μπορεί να μειώσει τον συντελεστή τριβής και να αυξήσει την αντίσταση στη φθορά του υλικού. Οι μέθοδοι προετοιμασίας αντιτριβικής επίστρωσης περιλαμβάνουν επίστρωση MoS z με διασκορπισμό μαγνητρόν, επίστρωση PTFE με ψεκασμό πλάσματος, τεχνολογία σύνθετης επίστρωσης γραφίτη προετοιμασίας διαδικασίας ηλεκτροαπόθεσης (Ni-P) κ.λπ.
(2) Τεχνολογία προετοιμασίας αντιτριβικής και ανθεκτικής στη φθορά επίστρωσης
Ως απάντηση στις πραγματικές ανάγκες για μείωση της τριβής και αντοχή στη φθορά των υλικών τιτανίου, μέσω της κατάλληλης τεχνολογίας επιφανειακής επεξεργασίας τιτανίου και κραμάτων τιτανίου, παρασκευάζονται αντιτριβικές και ανθεκτικές στη φθορά επιστρώσεις στις επιφάνειες τιτανίου και κραμάτων τιτανίου για τη βελτίωση της τριβής δύο αντικειμένων σε σχετική κίνηση, δηλαδή το ζεύγος τριβής. Η αντίσταση στη φθορά και η μείωση της απώλειας τριβής κατά την κίνηση μπορούν να επιτύχουν τον σκοπό της μείωσης του συντελεστή τριβής, τη μείωση της τριβής και τον έλεγχο της φθοράς. Οι μέθοδοι προετοιμασίας για επιστρώσεις κατά της τριβής και αντοχής στη φθορά περιλαμβάνουν νιτροποίηση πλάσματος, νιτροποίηση θείου, νιτροανθρακοποίηση θείου, επίστρωση Ti/MoS2 με διασκορπισμό μαγνητρόν, σύνθετη επίστρωση TiAIN/TiN φυσική εναπόθεση, φάση φυσικού ατμού Εναπόθεση πολυστρωματικού συνθέτου TiN/TiCN , εναπόθεση σε πηγή τόξου καθόδου από μεμβράνες άνθρακα που μοιάζουν με διαμάντια, υψηλής ισχύος παλμικό excimer λέιζερ υψηλής ταχύτητας επανάληψης μεμβρανών άνθρακα που μοιάζουν με διαμάντια κ.λπ.
3. Τεχνολογία προετοιμασίας μονωτικής επίστρωσης μεταλλικών εξαρτημάτων
Αν και τα κράματα τιτανίου έχουν εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση, όταν τα κράματα τιτανίου χρησιμοποιούνται σε επαφή με ανόμοια μέταλλα σε διαβρωτικά περιβάλλοντα με θαλασσινό νερό και τη θαλάσσια ατμοσφαιρική ατμόσφαιρα, δημιουργείται μια διαφορά δυναμικού λόγω του υψηλού δυναμικού του ηλεκτροδίου φιλμ TiO2 που σχηματίζεται φυσικά στην επιφάνεια και του δυναμικού είναι χαμηλότερη. Η επιφάνεια ανόμοιων μετάλλων θα οξειδωθεί, προκαλώντας αστοχία διάβρωσης του υλικού. Ως εκ τούτου, για να αποφευχθεί η διάβρωση στο θαλασσινό νερό σωλήνων, εξαρτημάτων σωληνώσεων και άλλων εξαρτημάτων ναυπηγικής κατασκευής από χαλκό, κράμα χαλκού και χάλυβα που έρχονται σε επαφή με κράμα τιτανίου κατά τη χρήση, πρέπει να χρησιμοποιούνται κατάλληλες μέθοδοι επεξεργασίας επιφάνειας για να σχηματιστεί μια επίστρωση στην επιφάνεια του κράματος τιτανίου. Μια μονωτική αντιδιαβρωτική επίστρωση για τη βελτίωση της αντοχής στη διάβρωση του τιτανίου και άλλων μεταλλικών υλικών. Οι μέθοδοι παρασκευής μονωτικών και αντιδιαβρωτικών επιστρώσεων περιλαμβάνουν κεραμική μονωτική επίστρωση οξείδωσης μικρο-τόξου, νανοκεραμική επίστρωση οξείδωσης μικρο-τόξου, ανοδιωμένη μονωτική επίστρωση κ.λπ.
