Hva er overflateslitasjeresistente-behandlingsteknologier for titanlegeringer?

Våtbelegningsmetode

Belegget består hovedsakelig av Cr- og Ni-P-legeringer. Påtitan stengerog ledninger, på grunn av den tette passiveringsfilmen av titanoverflaten, har direkte forkromning dårlig vedheft. I industrien er det vanlig å først avsette Ni kjemisk eller for-avsette et Ni-lag på titansubstratet, og deretter elektroplate krom. Den elektrolytiske metoden danner filmen raskt, med en beleggtykkelse på flere mikrometer, og det dekorative belegget er kun ca. 1 μm, noe som kan møte generell slitestyrke og dekorative krav. Det er en av de mest kostnadseffektive-overflatebehandlingsmetodene for tiden. Her er imidlertid mangler. Belegget er mekanisk festet til underlaget. Den er utsatt for avskalling under støt og tung belastning. Dessuten involverer galvaniseringsprosessen kromholdig{10}}avløpsvannbehandling, noe som medfører betydelig miljøbelastning.

Termisk diffusjonsmetode

Ved å trekke på de modne karburerings-, nitrerings- og boreringsprosessene til stålmaterialer, diffunderes de interstitielle atomene inn i det indre av titanmatrisen ved høye temperaturer for å danne et herdet lag. Denne metoden kan oppnå diffusjonslag som varierer fra flere titalls til flere hundre mikrometer i tykkelse, med en skånsom hardhetsgradient og sterk binding med basismaterialet, noe som gjør den egnet for bruksområder utsatt for kontaktbelastning. Imidlertid er prosesseringstemperaturen vanligvis over 800 grader, og titanlegeringsstrukturen er utsatt for å bli grovere. Etterfølgende varmebehandling er nødvendig for regulering, og prosessvinduet er smalt. Dessuten, ved høye temperaturer, absorberer titan oksygen og hydrogen, og streng beskyttelse av atmosfæren er nødvendig for å løse disse problemene.

Sveisemetode

Belegget av hardlegering eller intermetallisk sammensetning sveises på titanoverflaten ved hjelp av plasmaoverføringsbuen (PTA). Fortynningshastigheten er kontrollerbar, bindingsstyrken er høy, og slitestyrken er utmerket. Hovedfordelen er at den tillater lokal behandling uten at hele grunnmaterialet varmes opp, og unngår dermed forringelse av mekaniske egenskaper i store-arbeidsstykker. Ulempen er at overflaten på sveiselaget er ru, og det kreves sekundær bearbeiding for å oppnå dimensjonsnøyaktighet. Den er også begrenset av tilgjengeligheten til PTA-sveisepistolen, og brukes hovedsakelig til store flate plater, aksler og andre vanlige arbeidsstykker. Det er vanskelig å håndtere komplekse-formede deler.

Dampavsetningsmetode (CVD/PVD/PCVD)

Fysisk dampavsetning (PVD), kjemisk dampavsetning (CVD) og plasma-forbedret kjemisk dampavsetning (PCVD) er en gruppe teknologier som har utviklet seg raskt de siste årene. De kan brukes til å forberede harde belegg som TiN, TiAlN og DLC ​​på overflaten av titan, med en tykkelse som vanligvis varierer fra 2 til 10 μm. Hardheten kan nå 2000 til 4000 HV, og friksjonskoeffisienten reduseres betydelig. De brukes ofte tiltitan målmaterialer. Sammenlignet med vått belegg er adhesjonen av gass-faseavsetningsbelegg bedre (spesielt ved hjelp av forspenning), og prosesstemperaturen synker gradvis - PVD kan kontrolleres under 400 grader, har liten innvirkning på mikrostrukturen til titanlegeringssubstratet, og egnet for sluttbehandling av presisjonsdeler.

When comparing the three types of coatings, CVD coatings are dense and have good over-coating performance, but they require high temperatures (>800 grader) og er utsatt for å generere skadelige-biprodukter; PVD-belegg har lav spenning og moderat temperatur, men deres over-beleggytelse er dårlig, og det er vanskelig å jevnt dekke de komplekse indre hulloverflatene; PCVD kombinerer plasmaaktivering og kjemisk dampavsetning, og kan avsette belegg med bedre bindingsstyrke enn PVD ved 500-600 grader, og har bedre overbeleggsytelse enn PVD. Det er for tiden den ledende retningen for overflateforsterkning av titanlegeringer, og utstyrsinvesteringen og vanskelighetsgraden for prosesskontroll er også den høyeste blant de tre.

Tekniske forslag til valg:

 For deler med kostnadsprioritet og løs dimensjonsnøyaktighet kan våtkrombelegg eller Ni-P kjemisk plettering prioriteres.

 For tung-belastning og høye kontaktspenningsforhold anbefales termisk diffusjonsmetode eller hardfacing-metoden for å oppnå et tykt diffusjonslag.

 For presisjonsdeler med strenge dimensjonstoleranser og lav driftstemperatur er PVD/TiN-belegg en moden løsning.

 For avanserte applikasjoner som vurderer adhesjon, adhesjonsegenskaper og mikrostrukturkontroll (som komponenter for flymotorer), har PCVD-teknologi det største potensialet.