Uutena pintakäsittelyteknologiana nanoprosessointi voidaan toteuttaa titaanin ja titaaniseoksen lähtötilan pintamateriaalissa, vain fysiikan ja kemian kaltaisten keinojen avulla materiaalin tulee käsitellä asentoa ylärakeen hienosäätö, sisään- syvyys nanomittakaavaan asti ratkaisee pohjimmiltaan materiaalin pinnan väsymiskestävyyden ongelman, mikä parantaa titaanin ja titaaniseoksen pinnan korroosionkestävyyttä, ja se voi myös parantaa kulutuskestävyyttä käytännön sovelluksissa. Haulipommitusmenetelmää, yliäänihiukkaspommitusmenetelmää, työstötyökalua ja työkappaleen pintaa käytettäessä vaikutetaan täysin siten, että titaanin ja titaaniseoksen pintarakeita rikotaan mekaanisella menetelmällä, syvyyspuhdistuksella ja lujituksen pinnalla. Käyttämällä korkean energian shot peening -pinta-nanoteknologiaa TC4:ssä voidaan varmistaa, että raekoko on lähellä 20 nm ja parantaa materiaalin väsymiskestävyyttä kovettuneen kerroksen ansiosta, jonka pintakovuus on korkeampi kuin raaka-aineen. TA2-käsittelyn jälkeen nanopinnan raekoko on lähellä 30 nm ja pintarae voi muodostaa deformaatiokaksosia, jotka voivat parantaa materiaalin kovettumisastetta. Erityisesti Kiinan titaani ja titaaniseoskäsittely ovat 623K:ssa vahvempia kuin tällä hetkellä uraa johtavan Yhdysvaltojen asiaankuuluvat tekniset tiedot. Yliäänihiukkaspommitusmenetelmällä ti-6Al-4V-lejeerinki voidaan käsitellä nano-tasaakselisen rakenteen pinnalla, jonka raekoko on 20 nm, niin että seoksen pinnan kovuus verrattuna raaka-ainetta voidaan lisätä yli kaksinkertaiseksi. Tällaista pintananoprosessointia ei kuitenkaan ole edistetty laajasti sen myöhäisen alkamisen vuoksi.
Pintadiffuusio ja ioni-istutus
Pintananokäsittelystä poiketen pintadiffuusio ja ioni-implantaatio dopattuja metalli- tai ei-metallimateriaaleja titaaniseosmatriisiin muuttaakseen sen pintakoostumusta ja parantaakseen titaaniseosmatriisin pintakestävyyttä modifioidun kerroksen avulla. Esimerkiksi titaanin ja titaaniseoksen pinta läpäisee ei-metalliset materiaalit, kuten typpi ja hiili, tai metallimateriaalit, kuten alumiini ja molybdeeni, diffundoivat titaaniseosmatriisin kulumisenkestävyyden ja korroosionkestävyyden parantamiseksi. TC4-matriisin korroosionkestävyyttä voidaan parantaa tehokkaasti käyttämällä verkkokatodihohtopurkausmenetelmää Ta:n imeyttämiseksi TC4-matriisin pintaan. TC6:n pintafaasirakennetta voidaan muuttaa suuresti kiinteän jauheen upotusmenetelmällä ja molybdeenin tunkeutumiskerroksen valmistusmenetelmällä, ja TC6:n pinnan kovuus voidaan nostaa arvoon 1400 HV. Tällä hetkellä tieteen ja tekniikan nopean kehityksen myötä tyhjiöteknologian teoreettinen tutkimus ja toiminnallinen syvyys paranevat vähitellen. Alkuperäisen pintatunkeutumistekniikan perusteella voidaan johtaa ioni-implantaatiotekniikka. Esimerkiksi TA7-titaaniseoksen pintakovuus voidaan nostaa 1200HV:iin ioninitridoinnilla. Ti6AI4V-seoksen pintakovuus voi saavuttaa 935HV käyttämällä kaarihohto-ioneja ilman hiilivetyteknologiaa, ja se osoittaa myös vahvaa kulutuskestävyyttä. Ti6Al4V-lejeerinki voidaan käsitellä myös nestefaasiplasmaelektrolyyttisellä karbonitridaustekniikalla, jolloin muodostuu kova pinnoite, jonka Ti levittää lejeeringin pinnalle. Titaaniseoksen käsittelyajan pidentäminen voi parantaa tehokkaasti titaaniseoksen kovan kerroksen paksuutta ja kulutuskestävyyttä.
Pintapinnoitustekniikka
Matriisimateriaalin pinnalla vastaavaa prosessia käytetään komposiittipinnoitteen käsittelemiseen matriisimateriaalilla, jotta matriisin pintaan saadaan suojaava pinnoite, jolla on hyvä suorituskyky kemiallisesti, termisesti ja muissa näkökohdissa. Pintapinnoitteen korroosionkestävyyden ja lämmönkestävyyden ansiosta tuotantokustannuksia voidaan alentaa tuotteen suorituskyvyn parantamiseksi, ja sillä on myös pitkä käyttöikä myöhemmässä käytössä. Tällä hetkellä pintapinnoitustekniikat, kuten höyrypinnoitus ja päällystys, voivat tehokkaasti parantaa titaaniseoksen kulutuskestävyyttä, ja niillä on myös voimakas vaikutus korroosionkestävyyteen. Pintaaktivoinnin ja hydrauskäsittelyn orgaaninen integrointi voi parantaa tehokkaasti titaaniseoksen pintajohtavuutta ja välttää materiaalin korroosiota esimerkiksi pehmeän sateen kanssa kosketuksen jälkeen. Höyrypinnoitusteknologiaa käyttämällä TA2- ja TC11-substraateista valmistetaan TiAIN-kalvokerros, joka voi yhdistää kalvokerroksen matriisiin muodostaen metallurgisen yhdistelmän kolmesta elementistä, mikä parantaa tehokkaasti substraatin erilaisia ominaisuuksia.
Jos haluat tietää lisää uutisia Titaniumista, napsauta tästä.
Ota meihin yhteyttä:zhangjixia@bjygti.com
