Korkeissa lämpötiloissa titaani on taipuvainen reagoimaan ilmassa olevien alkuaineiden, kuten O, H, N, ja upotettujen materiaalien, kuten Si, Al, Mg, kanssa. Tämä reaktio muodostaa valun pinnalle kontaminaatiokerroksen, mikä heikentää sen ominaisuuksia. Tämä voi johtaa kovuuden lisääntymiseen, elastisuuden vähenemiseen ja haurauden lisääntymiseen.
Pienen tiheyden vuoksi titaanin nesteellä on alhainen hitaus virtauksen aikana, mikä johtaa huonoon juoksevuuteen ja alhaiseen valunopeuteen. Merkittävä lämpötilaero (noin 300 astetta) valulämpötilan ja muotin lämpötilan välillä aiheuttaa nopean jäähtymisen valun aikana. Suojaavassa ympäristössä valussa titaanivaluissa on väistämättä vikoja, kuten huokosia niiden pinnassa ja sisällä, mikä vaikuttaa merkittävästi valun laatuun.
Näin ollen titaanivalujen pintakäsittely on kriittisempi kuin muiden metalliseosten. Titaanin ainutlaatuisten ominaisuuksien, kuten alhaisen lämmönjohtavuuden, pinnan kovuuden, alhaisen elastisuuden, korkean viskositeetin, alhaisen sähkönjohtavuuden ja hapettumisalttiuden, ansiosta pintakäsittely asettaa merkittäviä haasteita. Perinteisillä pintakäsittelymenetelmillä ei välttämättä saavuteta toivottuja vaikutuksia, mikä vaatii erityisiä käsittelymenetelmiä ja toimintatapoja.
Puhdistusmenetelmät
Hiekkapuhallus
Titaanivaluissa karkea hiekkapuhalluskäsittely on yleensä parempi. Räjäytyspaine säädetään yleensä alle 0,45 MPa. Liiallinen puhalluspaine voi aiheuttaa voimakkaita kipinöitä, kun hiekkahiukkaset osuvat titaanin pintaan, mikä johtaa lämpötilan nousuun ja mahdolliseen reaktioon titaanipinnan kanssa, mikä johtaa toissijaiseen saastumiseen ja vaikuttaa pinnan laatuun.
Happopesu
Happopesu pystyy poistamaan pintareaktiokerroksen nopeasti ja täydellisesti tuomatta pinnalle kontaminaatiota muista alkuaineista.
Hionta ja kiillotus
Mekaaninen hionta
Titaanin korkea kemiallinen reaktiivisuus, alhainen lämmönjohtavuus ja korkea viskositeetti johtavat alhaiseen hionta- ja leikkaustehokkuuteen mekaanisen hionnan aikana. Tavalliset hioma-aineet eivät sovellu titaanin hiontaan ja kiillotukseen. On parasta käyttää erittäin lämpöä johtavia superhioma-aineita, kuten timanttia. Kiillotuslinjan nopeus vaihtelee yleensä välillä 900 - 1800 m/min, jotta estetään pintahiontapalovammat ja mikrohalkeamat titaanipinnoilla.
Ultraäänihionta
Ultraäänivärähtely aiheuttaa suhteellista
liikettä hiomarakeiden ja pinnan välillä
kiillotettu tai hiottu, mikä helpottaa hiomista ja
kiillotusprosessi.
Sähkökemiallinen mekaaninen yhdistehionta
Tässä menetelmässä käytetään johtavia hioma-aineita sekä elektrolyyttiä ja jännitettä hioma-aineen ja pinnan välillä. Yhdistetyn mekaanisen ja sähkökemiallisen toiminnan ansiosta se vähentää pinnan karheutta ja parantaa pinnan kiiltoa.
Tynnyrin hionta
Käyttää keskipakovoimaa, joka syntyy hiomatynnyrin pyörimisestä ja kierrosta, mikä mahdollistaa tynnyrin sisällön ja hioma-aineiden välisen kitkan pinnan karheuden vähentämiseksi. Tämä menetelmä on automatisoitu ja tehokas, mutta se vain vähentää pinnan karheutta eikä lisää pinnan kiiltoa.
Kemiallinen kiillotus
Saavuttaa tasoituksen ja kiillotuksen metallien hapetus-pelkistysreaktioiden kautta kemiallisessa väliaineessa. Kemiallinen kiillotus ei riipu metallin kovuudesta, kiillotetusta alueesta tai rakenteesta. Se ei vaadi monimutkaisia laitteita ja on yksinkertaista käyttää.
