Gnee  Teras  (Tianjin)  Co.,  Ltd.

Titaanvarda pinna korrosiooni- ja kulumiskindluse töötluse uurimine!

Mar 18, 2023

Titaani enda suurepärase korrosioonikindluse tõttu ei toimu titaanvardade korrosioonikindluse parandamiseks üldjuhul täiendavat pinnatöötlust. Titaani ulatusliku korrosiooni vältimiseks mitteoksüdeerivates happe vesilahustes, nagu vesinikkloriidhape ja väävelhape, mis on korrosioonile vastuvõtlikumad, ning NaCl vesilahustes interstitsiaalset korrosiooni ja punktkorrosiooni, kasutatakse mõnikord pinnatöötlusmeetodeid. . Atmosfääri oksüdatsioonitöötlus: kui titaan asetatakse kõrge temperatuuriga atmosfääri, pakseneb see oksiidkile. Kile paksus suureneb temperatuuri ja aja suurenedes. Atmosfääriline oksüdatsioonitöötlus on efektiivne nii titaani terviklikul kui ka interstitsiaalsel korrosioonil ning meetod on suhteliselt lihtne, kuid selle vastupidavus ei ole kuigi usaldusväärne. Selle põhjuseks on asjaolu, et atmosfääri oksüdatsiooniga töötlemine ainult paksendab oksiidkilet. Söövitavas keskkonnas muutub puhtal titaanil olev paksenenud oksiidkile aja jooksul õhemaks, põhjustades lõpuks korrosiooni. Selle korrosioonikindluse kestuse määravad atmosfääri oksüdatsioonitöötlustingimused (T, t) ja söövitava keskkonna raskusaste ning seda kestust on raske ennustada. Seda meetodit ei kasutata tavaliselt komponentmaterjalide puhul, mis nõuavad pikaajalist stabiilset tööd.

Titaani puuduseks on selle halb kulumiskindlus ja kalduvus tekitada pinnale defekte, näiteks lohke. Praegu on seda raske rakendada libisevatele mehaanilistele komponentidele. Hetkel tegeleme aktiivselt erinevate pinnatöötlusmeetodite uurimise ja arendamisega. Titaani pinnatöötluseks sobivad meetodid hõlmavad märgkatmismeetodit, mida esindab Cr ja Ni katmine, termilise difusiooni meetodit, pinnakatte meetodit ja pihustusmeetodit. Uuemad ja täiustatud meetodid on CVD, PVD ja PCVD pinna tugevdamise meetod. 1. Märg katmine: Põhiliselt kasutatakse Cr ja Ni-P plaadistamise meetodeid (titaanvarrastele on raske otse Cr-iga katta, tavaliselt kaetakse varrastele esmalt Ni ja seejärel Cr. Elektrolüütilisel meetodil on kiire kile moodustumise kiirus, paksus mitu mikromeetrit ja dekoratiivne kate on ainult 1 um). See on tõhus kulumiskindel pinnatöötlusmeetod. 2. Termilise difusiooni meetod: kasutatakse laialdaselt terase materjalide kõvenemisel, sealhulgas karburiseerimisel, nitrideerimisel ja boroniseerimisel, ning viimasel ajal ka titaanis. Peamine sissejuhatus seisneb selles, et ioonnitridimine erineb gaasinitridimisest selle poolest, et titaani pinnal oleva oksiidkile hävitamiseks kasutatakse hõõglahendusplasmat. Seetõttu ei vaja nitriidi eeltöötlus oksiidkile eemaldamiseks mehaanilist lihvimist ega happepesu ning nitrideerimise efektiivsus on kõrge. Titaani nitridkile paksus on 850 kraadi Celsiuse juures suurenenud 0,7 um-lt 50 um-le, pinna kõvadus on 1200-1600Hv ja suurepärane kilekindlus. 3. Pinnakatte meetod: Plasma ülekandekaare kasutamine titaanplaatide pinna kõvenemiseks on samuti suurepärane kulumiskindlus. Meetod on lihtne ja töödeldud materjali ei pea mehaaniliste omaduste vähenemise vältimiseks kogu kõrge temperatuuriga kokku puutuma, vaid vajab sekundaarset töötlemist. Kehtib ainult paksemate ja suuremate toorikute käsitsemisel. 4. Pommitamismeetod: Plasmavoolu kiire õhujoa kasutamise meetodit sulametalli pihustamiseks töödeldud materjali pinnale, ilma et oleks vaja vaakumit, saab töödelda atmosfääris ja sellel on kõrge tootmistõhusus. Kuid katte tihedusest ei piisa.

Precious metal coating: The corrosion resistance of titanium is maintained by the oxide film formed on the surface. The formation reaction of this oxide film is generally represented by the following equation: Ti+2H2O → TiO2+4H++4e This reaction is an anodic reaction. Therefore, increasing the potential of titanium can further cause this reaction to proceed in the right direction, which means that the stability and corrosion resistance of titanium oxide film are improved. But to increase the titanium potential, it is necessary to apply a high voltage from the opposite electrode and from the outside. At the same time, it is also difficult to apply a uniform voltage when the area is large, so it is not often used. Generally, precious metals do not corrode in harsh environments and exhibit high potentials. By utilizing this, coating the surface of titanium with precious metals, the potential of titanium is directed towards the more expensive side (in the direction of higher potential), thereby improving its corrosion resistance. Cheaper Pd, Ru, or their oxides (PdO, RuO2) are commonly used for titanium coating in precious metals. Coating precious metals or their oxides on titanium rods can improve their corrosion resistance and be effective. The corrosion resistance of coating materials can rival that of Ti/FONT>0.15Pd sulamid. Puuduseks on see, et pikaajalisel kasutamisel vedelikes või tahkeid aineid sisaldavates vedelikes koorub väärismetallkile titaani pinnalt maha, kuigi seda koorumist esineb harva. Praegu arendatakse Jaapanis hea kompaktsusega katmismeetodeid, kuid nende maksumus on kõrgem. Gaasimeetod nõuab kuumutamist titaani faasisiirdepunktist palju kõrgemal temperatuuril, mille tulemuseks on struktuuri ja kuju muutused, mis ei vasta toote nõuetele; CVD-, PVD- ja PCVD-meetodid nõuavad erivarustust ning väljatöötamisel on suurte kuludega suuremahulisi seadmeid, mida saab masstootmiseks. Neid töötlemismeetodeid kasutatakse harva korrosioonikindluse parandamiseks ja mõnikord kasutatakse neid kulumiskindluse parandamiseks. Pb plus , Pt plus implantatsioonimeetodid (ioonkiir, elektronkiir) ioonide implantatsiooni pinna modifitseerimine on korrosioonikindluse parandamisel väga tõhus, kuid maksumus on kõrgem. Praegu seda uuritakse ja see pole veel praktiline olnud.

goTop