Titanium stengerer mye brukt i kjemisk industri, medisinsk utstyr, høy-forbrukerelektronikk og høy-temperaturbestandige strukturelle deler på grunn av deres utmerkede spesifikke styrke og biokompatibilitet. Likevel, etter konvensjonell smiing, varmebehandling og mekanisk maskinering, vil overflatene deres uunngåelig produsere tette oksidlag, nitridfilmer og gjenværende forurensninger. Selv om disse spontane overflatelagene gir svake beskyttende effekter, er de tilbøyelige til å forårsake ujevn overflatetekstur, dimensjonsavvik og dårlig stabilitet ved påfølgende sveising, anodisering og presisjonsmaskinering. I alvorlige tilfeller vil gjenværende oksider og mikrodefekter redusere den langsiktige-korrosjonsbestandigheten til titansubstrater. Derfor er et komplett og standardisert overflatebehandlingssystem avgjørende for å fjerne ugyldige overflatelag, forene overflatetilstander og betydelig forbedre den generelle anti--korrosjonsytelsen til titanstaver.
Hele behandlingsprosessen følger en progressiv teknisk logikk for å fjerne defekter, utjevne overflater og styrke ytelsen, hovedsakelig inkludert mekanisk forbehandling, kjemisk beising, presisjonslysing, stressavlastning og passivering, samt valgfri funksjonsmodifisering.
Mekanisk forbehandling er det uunnværlige grunnlaget for hele prosessen.
Dreiing og grovsliping brukes for å fjerne smisvart hud, oksidbelegg og mikrosprekker, samtidig som rundheten og rettheten til titanstaver kalibreres. Med tanke på den lave varmeledningsevnen og arbeids-herdingstendensen til titanlegeringer, kreves lav lineær hastighet, stor matehastighet og tilstrekkelig kjøling under skjæring for å unngå overflateforbrenning. På dette grunnlaget kan sandblåsing eller spruting eliminere gjenstridige varme-behandlingsoksider og danne en jevn mikro-ru overflate, som effektivt forbedrer bindekraften til påfølgende belegg. Det er avgjørende å fullstendig fjerne innebygde slipepartikler etter sandblåsing for å forhindre fremmed forurensning.
Som kjerneprosedyren bestemmer kjemisk beising den endelige overflatekvaliteten og sikkerheten til titanstaver.
Det vanlige beisingssystemet bruker blandet salpetersyre og flussyre, med et konvensjonelt forhold på 30%–50% salpetersyre og 3%–8% flussyre. Flussyre løser raskt opp titanoksid og utfører mikro-etsing på underlaget, mens salpetersyre hemmer overdreven korrosjon og fremmer regenerering av passive filmer. Reaksjonstemperaturen kontrolleres til 20–40 grader, og behandlingstiden varierer fra titalls sekunder til flere minutter til en jevn sølvgrå-metallisk overflate vises. Etter beising kreves grundig avionisert vannskylling og alkalisk nøytralisering for å eliminere gjenværende syre. For komponenter med høy-belastning er vakuumdehydrogeneringsgløding ved 650–750 grader nødvendig for å unngå risiko for hydrogensprøhet.
Lysbehandling er tilpasset i henhold til produktpresisjonsstandarder.
Halv-finishpolering fjerner bittesmå overflateujevnheter for å nå Ra 1,6–3,2 μm, og gir en konsistent base for etterbehandling. Høy-mekanisk polering av speil kan oppnå ultra-glatte overflater under Ra 0,2 μm, egnet for høy-klokketilbehør og presise strukturelle deler. Forskjellig fra mekanisk prosessering gir elektrolytisk polering ingen arbeids-herdende lag eller gjenværende strekkspenning, og gir jevne og flytemarkeringsfrie overflater, som er den optimale prosessen for medisinske titanimplantater som benstifter og tannkomponenter.
Passivering og lysglødning er nøkkeltrinn for å forbedre korrosjonsmotstanden og dimensjonsstabiliteten.
Lys gløding under vakuum eller argonbeskyttelse eliminerer restspenning ved bearbeiding samtidig som den beholder den originale metalliske glansen og gjenoppretter materialets plastisitet. Kjemisk passivering ved bruk av fortynnet salpetersyreløsning genererer en tett titandioksidfilm i nano-skala på overflaten, reparerer mikroskopiske defekter som er dannet i tidligere prosesser og forbedrer motstanden mot syre-, klorid- og saltspraykorrosjon betraktelig.
For spesialiserte bruksscenarier er hjelpeforsterkende behandlinger tilgjengelige.
Anodisering kan danne kontrollerbare oksidfilmer med dekorative farger og forbedret overflatehardhet, og opprettholder titans biokompatibilitet. Funksjonell sprøyting av PTFE-, keramikk- eller DLC-belegg forbedrer effektivt slitestyrken, høy-temperaturstabilitet og isolasjonsytelsen til industrielle titanstaver.
I faktisk produksjon formuleres prosesskombinasjoner i henhold til servicekrav. Vanlige industrielle titanstaver tar i bruk forbehandling, beising og passivering; medisinske-produkter bruker streng hydrogen-kontrollert beising, elektrolytisk polering og vakuumgløding; høye-forbrukerdeler bruker speilpolering og fargeanodisering; slitasjebestandige-komponenter med høy-temperatur krever sandblåsing og keramisk belegg. Bare ved å strengt kontrollere fullstendige-prosessparametere og renslighet kan titanstaver oppnå oksid-fri, forurensningsfri og høy-korrosjonsbestandighet-overflatetilstander, noe som gir full spillerom til den overlegne ytelsen til titanlegeringsmaterialer.
Les mer:Hvordan gjøre titantråder og titanstenger mer slitebestandige-