Titan, som et all-metall, har enestående brede bruksområder for sine legerte stenger og tråder. Imidlertid kan manglene til de originale titanmaterialene, som lav overflatehardhet og utilstrekkelig slitestyrke, føre til komponentslitasjesvikt under høyfriksjonsforhold, betydelig forkorte levetiden og begrense den videre utvidelsen av bruksscenariene. For å adressere hvordan man kan forbedre slitestyrken til titanstenger og ledninger, har industrien utviklet flere modne overflatebehandlingsteknologier.
Tradisjonelt håndverk: Moden og stabil anti-slitasjeløsning
Våtbelegningsmetode
Våtbeleggsmetoden er for tiden den mest brukte overflateslitasje--behandlingsprosessen for titanmaterialer, med krom (Cr) og nikkel-fosfor (Ni-P)-belegg som typiske eksempler. På grunn av den høye aktiviteten til oksidfilmen på titanoverflaten, har direkte belegg av krom dårlig vedheft og er utsatt for avskalling. Derfor er industristandardprosessen en to-metode: først avsettes et lag med nikkel (Ni) på overflaten av titanstaven eller trådsubstratet som et overgangslag for å forbedre vedheften til belegget, og deretter avsettes krom (Cr) på overflaten av nikkellaget som det slitasjebestandige overflatelaget.
Denne prosessen bruker elektrolyse for avsetning, med rask filmdannelseshastighet, kontrollerbar beleggtykkelse, og tykkelsen på det vanlige-slitasjebestandige belegget kan nå flere mikrometer. Den dekorative belegglagtykkelsen på bare 1 μm kan også oppnå effekten. Belegget har høy hardhet og lav friksjonskoeffisient, noe som gjør det til en ekstremt kostnads-effektiv slitasjebestandig- overflatebehandlingsmetode.
Termisk diffusjonsmetode
Opprinnelig mye brukt i varmediffusjonsprosesser som karburering, nitrering og borering for herding av stålmaterialer, etter tilpasning og optimalisering, kan den også brukes på overflateslitasjebestandig behandling av titanmaterialer.- Dens kjerneprinsipp er å la elementer som karbon, nitrogen og bor diffundere inn i overflategitteret til titanstaver og -tråder ved høye temperaturer, og danner et titanforbindelseslag med høy-hardhet, og derved oppnår overflateherding.
Hardheten til overflatelaget til det behandlede titanmaterialet kan økes med flere ganger, og det herdede laget bindes metallurgisk til grunnmaterialet, uten risiko for beleggsløsning. Slitasjemotstanden er slitesterk og stabil, og den er egnet for bruk i strukturelle komponenter som er utsatt for langvarig-friksjon og slitasje.
Sveisemetode
Sveisemetoden bruker plasmaoverføringsbuen som varmekilde for å smelte det høy-slitasjebestandige-legeringsmaterialet og deretter sveise det på overflaten av titanstavene eller -trådene som skal forsterkes, og danner et metallurgisk bundet slitasjebestandig-modifisert lag. Den behandlede overflaten av titanmaterialet har utmerket slitestyrke, og under behandlingsprosessen blir bare det lokale sveiseområdet oppvarmet, uten behov for å plassere hele arbeidsstykket i et miljø med høye-temperaturer, noe som effektivt kan unngå reduksjonen i mekaniske egenskaper forårsaket av den totale oppvarmingen av titansubstratet.
Imidlertid er overflateruheten etter denne prosessen relativt høy, og den krever sekundær bearbeiding og polering. Den er kun egnet for bearbeiding av titanstaver med større diameter og høyere tykkelse, og er foreløpig ikke egnet for titantråder med fin-diameter.
Avansert teknologi: et nytt alternativ for å forbedre-avanserte applikasjoner
I de siste årene har overflateforsterkende teknologier for gass-fasedeponering som Chemical Vapour Deposition (CVD), Physical Vapour Deposition (PVD) og Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PCVD) gradvis blitt brukt i høye-felter.
Disse prosessene kan avsette superharde belegg som titannitrid og diamant-som karbon på overflatene til titanstaver og ledninger. Tykkelsen er jevn og kontrollerbar, og belegget har sterk vedheft. Ikke bare kan de forbedre slitestyrken betydelig, men de kan også justere beleggsammensetningen i henhold til kravene, og ta hensyn til komposittegenskaper som korrosjonsmotstand og friksjonsreduksjon, og behandlingstemperaturen er lav, uten å påvirke de mekaniske egenskapene til titansubstratet. De er spesielt egnet for høy-presisjon, små-tråder av titan og presisjons titanstaver, og kan oppfylle de strenge kravene til høy-områder som romfart og medisinsk.
Med den kontinuerlige utvidelsen av bruksscenarioene for titanmaterialer, har også den overflateslitasjebestandige behandlingsteknologien blitt kontinuerlig oppgradert og forbedret-. Dette utforsker ikke bare ytelsespotensialet til titanstaver og ledninger, men gir også teknisk støtte for anvendelse av titanlegeringer under mer krevende arbeidsforhold, og blir en viktig støtteteknologisk retning for utviklingen av titanlegeringer.