Благодаря своей превосходной удельной прочности, коррозионной стойкости, хорошим характеристикам при высоких температурах и биосовместимости титановые сплавы широко используются в аэрокосмической, военной, гражданской промышленности и других областях. Однако поверхностная твердость титанового сплава относительно невысока, а износостойкость недостаточна, что ограничивает его применение в некоторых специфических средах. Чтобы улучшить эти свойства, исследователи разработали различные методы обработки поверхности титановых сплавов.
1. Окисление поверхности.
Оксидная пленка была сформирована для улучшения смазывающей способности поверхности титанового сплава и уменьшения адгезии в процессе волочения.
2. Обработка покрытия
- Графитовое эмульсионное покрытие
Нанесение графитовой эмульсии перед горячей вытяжкой не только обеспечивает смазку, но и защищает поверхность заготовки от окисления. Требования к графитовой эмульсии включают содержание графита 20%-25%, размер частиц 1-3мкм и равномерное прилегание к поверхности заготовки.
- Покрытие соляной известью
Особый состав смазочного слоя из соленой извести, такой как 12 % Na2SO4, 12 % CaO, 0,3 % Na3PO4, 0,2 % NaCl и небольшое количество воды, дополненный смесью В качестве твердого порошка-смазки использовали 75% мыльного порошка и 25% порошка серы.
- Лечение фторфосфатом
После очистки поверхности металлической заготовки физическим методом на поверхности формируется модифицированная пленка покрытия путем погружения в раствор покрытия, а затем наносится твердая смазка для получения смазочного эффекта с низким коэффициентом трения и высокой износостойкостью.
3. Покрытие металлической пленкой
Металлическая пленка, такая как медь, хром, никель или олово, наносится на поверхность титанового сплава, чтобы уменьшить прямой контакт металла во время процесса волочения, тем самым уменьшая адгезию.
4. Лечение борилированием
Поместите проволоку из титанового сплава в смешанный раствор, содержащий KFB4, BaCl2 и NH4NO3, нагрейте до кипения, затем замочите, выньте, очистите и высушите, а на поверхности проволоки сформируйте слой фторбората. Также необходимо нанести на поверхность проволоки слой дисульфида алюминия в качестве смазки в холодном пирсе.
5. Химическая конверсионная обработка
Плотная химическая конверсионная пленка образуется на поверхности титанового сплава в результате химической конверсионной обработки. Эту пленку можно использовать в качестве смазочного покрытия для адсорбции смазки, благодаря чему поверхность проволоки после нескольких проходов волочения становится гладкой, без следов налипания и скольжения.
6. Выбор смазки
Выберите подходящую смазку, такую как промышленный мыльный порошок, графитовую эмульсию и смесь мыльного порошка и других материалов, которая должна иметь хорошую инфильтрацию с покрытием, хорошую термическую стабильность.
7. Лазерная обработка поверхности.
Технологии лазерной обработки, включая лазерную наплавку, лазерное легирование поверхности и лазерную закалку поверхности, позволяют повысить износостойкость, коррозионную стойкость и твердость за счет изменения микроструктуры поверхностного слоя. Преимущество лазерной обработки состоит в том, что свойства поверхности можно существенно улучшить без изменения свойств матрицы титанового сплава.
8. Микродуговое оксидирование.
Это технология выращивания керамической пленки на месте на поверхности титанового сплава, которая позволяет сформировать на поверхности титанового сплава слой керамической пленки с превосходной коррозионной стойкостью и износостойкостью. Технология микродугового окисления обладает характеристиками зеленой защиты окружающей среды и соответствует стратегии устойчивого развития.
9. Ионная имплантация
Путем введения азота, кислорода, углерода и других элементов в поверхность титановых сплавов можно повысить твердость поверхности и износостойкость. Толщина слоя ионной имплантации обычно составляет нанометры, что позволяет значительно улучшить поверхностные свойства титановых сплавов.
10. Метод термодиффузии.
Путем нанесения легирующих элементов на поверхность титанового сплава при высокой температуре формируется легирующий слой, что повышает твердость и износостойкость поверхности.
