Поступци за цртање за легуре титанијум-а
Легуре титанијума, са изузетним физичким и хемијским својствима, попут велике чврстоће, ниске густине, одлична отпорност на корозију и добра биокомпатибилност, играју кључну улогу у бројним пољима, укључујући ваздухопловство, медицинске уређаје и високе - крајње спортске опреме. Међутим, у одређеним специфичним апликацијама, легуре за поцрњење титанијум-а постала је критични технички корак за испуњавање захтева као што су смањење површинске рефлективности, побољшавајући камуфлажу, побољшање отпорности на хабање или преношење јединственог изгледа.
Метода хемијске оксидације
Принцип и механизам
Хемијска оксидација првенствено користи специфично хемијско решење да би се подвргла оксидацији - Реакције за смањење са површином од легуре титанијум-а, узрокујући да метални атоми на површини изгубе електроне, чинећи чим формирајући црни оксидни филм. Овај оксидни филм не само да мења изглед легуре титанијума, већ и у одређеној мери такође побољшава своје површинске својства.
Обично коришћени системи за растворе
Систем хромат решења: Радни комад титанијумског легура уроњен је у раствор који садржи хромат, сумпорну киселину и друге компоненте. Под одговарајућим температурама и временским условима, хромат јони и друге компоненте пролазе низ сложених хемијских реакција на површини легуре титанијума, генерисање црних једињења као што су хромијски оксид, чиме формирају филм са црним оксидом. На пример, јединствени филмски филмски филм може се добити контролом температуре између 60 и 80 степени у хромној киселини - сумпорној киселини у одређеној концентрацији и прилагођавање времена заронитости у складу са жељеном дебљином филма.
АЛКАЛИНЕ ПОТАСИУМ ПЕРМАНГАНТИ систем решења: Калијум перманганат је снажно оксидационо средство у алкалном окружењу. Када је легура титанијума уроњена у ово решење, површински метал се оксидира, а калијум перманганат је истовремено смањен на црне супстанце као што су манган диоксид, који депонује на површини легуре титанијум-а. Концентрација калијум перманганата у раствору је углавном између 20 и 50 г / Л, а концентрација натријум хидроксида је између 10 и 20 г / л. Температура третмана је кулачка вода за кухање и време лечења се креће од неколико минута до десетина минута.
Предности и недостаци
Метода хемијске оксидације релативно је једноставна за рад, захтева минималну опрему и релативно је цена - ефикасна, што је чини погодним за партину прераду малих делова легура титанијума. Међутим, оксидни филм произведен овом методом је релативно танак, који се обично креће од неколико микрона на више од десет микрона, а побољшање отпорности на хабање и корозију је ограничено. Поред тога, тешки метали као што су хрома у раствору могу да загађују околиш, што захтева строгу поступање са отпадним водама како би испунио захтеве за заштиту животне средине.
Метода електрохемијске оксидације
Основни принцип
Метода електрохемијске оксидације укључује директну струју (ДЦ) са алодом од аноде титанијум-а. Оксидациона реакција се јавља у електролиту, формирајући црним оксидним филмом на површини. Током процеса електролизе, легура титанијума на анодизира губи електроне и оксидира. Истовремено, аниони у електролиту реагују на површину аноде, формирајући оксидни филм специфичном дебљином и својствима.
Врсте и карактеристике електролита
Кисели електролите: уобичајено коришћени кисели електролитети укључују сумпорну киселину и фосфорну киселину. Електролити сумпорне киселине су ниски ниски - коштати и имају брзу стопу оксидације, али резултирајући оксидни филм је порозан и релативно сиромашан у отпорности корозије. Електролити фосфоричне киселине могу да направе гунду за оксид, побољшавајући отпорност на корозију и хабање, али стопа оксидације је релативно спора. На пример, у електролитима сумпорне киселине дебљина и боја оксидног филма могу се подесити контролним параметрима као што су густина струје, време електролизе и температура.
Алкални електролитети: Специфични адитиви попут силицијата и корака често се додају алкалним електролитама. Процес оксидације алкалне електролита је релативно благ, што резултира филмом оксида са добрим пријањањем, али стопа оксидације је спора. Оптимизирањем електролитског састава и параметара процеса, може се добити црни оксидни филм са одличним перформансама.
Контрола параметра процеса
Током процеса електрохемијског оксидације параметри попут густине струје, време електролизе, температура електролита и композиција електролита имају значајан утицај на својства филма оксида. Генерално гледано, виша густина струје убрзава стопу оксидације, али може резултирати ручним оксидомским филмом. Одговарајуће време електролизе осигурава да филм оксид достигне жељену дебљину. Прекомерно висока температура електролита убрзава брзину растварања оксидног филма, који утиче на квалитет филма. Стога је прецизна контрола ових параметара неопходна за добијање униформе, густе и високе флексије у црним оксидима - перформансама.
Предности и недостаци
Оксидни филм произведен методом електрохемијске оксидације садржи уједначену дебљину, снажну адхезију и одлично отпорност на хабање и корозију. Поред тога, варирањем параметара процеса, дебљина, боја и својства филма оксида могу се прецизно прилагодити да би се испунили разноликих потреба. Међутим, ова метода је потребна специјализована опрема и напајање електролизом, што резултира значајним улагањима опреме, релативно сложени процес рада и високим захтевима вештина оператера.
Ласерски третман
Принцип ласера - интеракција легуре титанијума
Ласерски третман користи висок - енергију - густински ласерски сноп да озраче површину легура титанијума, узрокујући да се површински материјал може одмах да апсорбује велику количину енергије, топљење и испаравање. Током ласерске акције, површина титанијумске легуре реагује са околним гасовима (као што су кисеоник и азот), формирајући црни слој једињења. На пример, током ласерског зрачења, титанијум реагује са кисеоником да би формирао црни титан оксид и са азотом за формирање црне титанијум нитрид.
Контрола ласерског параметра
Током ласерског третмана, параметри као што су ласерска снага, ширина импулса, брзина скенирања и величина спота значајно утичу на формирање и својства црног слоја. Већа ласерска снага омогућава да се површина легура титанијума брзо достигне температуре топљења и испаравања, промовисање формације једињења. Одговарајућа ширина импулса контролише величину топлоте - погођене зоне, избегавајући прекомјерну штету на подлози од легуре титанијума. Спеекинг Спеед утиче на време интеракције између ласера и материјала који заузврат утиче на дебљину и уједначеност црног слоја. Прецизно контролишући ове параметре, може се постићи црни слој са специфичном микроструктуром и својствима.
Предности перформанси и перспективе примене
Ласерски третман нуди предности попут брзе брзине прераде, велике прецизности и способност обављања локализованог третмана. Може да формира црни слој на површини легуре титанијума јединственим микроструктурама и својствима, попут повећане тврдоће површине, отпорност на хабање и побољшана отпорност на корозију. Поред тога, ласерско лечење је не - контакт процес, који не индукује механички стрес на подлози од легуре титанијум-а, и на тај начин избегавајући деформацију и штету насталу прерадом. Ова метода има широке перспективе примене у лечењу високог - крајњих делова легура титанијума у ваздухопловству, прецизне инструментације и другим пољима. Међутим, постојећи високи трошкови ласерске опреме за лечење и оперативни трошкови ограничавају његову велику пријаву -.
Начини премаза
Класификација материјала за превлачење
Органски премази: Обично коришћени материјали органских премаза укључују црне епоксидне прелете и црне полиуретанске премазе. Ови премази нуде одлична декоративна својства и одређена заштитна својства, а њихова боја и сјај могу се подесити по потреби. На пример, црни поданици епоксидне смоле имају одличну адхезију, хемијску отпорност и отпорност на хабање и широко се користе за заштиту површине и декорације делова легура титанијума.
Неоргански премази: Неоргански материјали за превлачење укључују црно керамичке премазе и црне металне оксидне премазе. Црне керамичке премазе нуде предности попут велике тврдоће, висока отпорност на хабање, отпорност на високу температуру и отпорност на корозију, значајно побољшавају перформансе површина легуре титанијум-а. Црни метални оксидни премази (као што су превлаке у црном гвожђа) нуде одличну хемијску стабилност и декоративна својства.
Метални керамички премази: метални керамички премази комбинују предности метала и керамике, нудећи високу тврдоћу, високу отпорност на хабање, добру жилавост и отпорност на корозију. Наношење металног керамичког премаза на површину од легуре титанијум не само да постиже ефекат за цртину, већ и значајно повећава перформансе легуре титанијума.
Процес премаза
Прскање: прскање укључује наношење магле премаза до површине легуре титанијума кроз пиштољ за прскање, формирајући једнолични премаз. Заједничке методе прскања укључују прскање ваздуха и високим прскањем без ваздуха. Опрема за прскање ваздуха је једноставна и једноставна за руковање, али уједначеност дебљине премаза је релативно лоша. Висок - притискање без ваздуха може произвести дебљи премази са бољим квалитетом, али трошкови опреме је већи. Процес електрофоретског премаза: електрофоретски премаз укључује уроњењу радног дела теланијум-а као електрода у електрофорективном резервоару која садржи наплаћене честице боја. Директна струја се наноси на површину радни комада, узрокујући да се честице боје да мигрирају и депонују, формирају јединствени премаз. Електрофоретски премаз нуди предности као што су једнолична премаза, снажна адхезија и висока употреба боје, што га чини погодним за превлачење сложених делова легура титанијум-а.
Предности и недостаци
Начин премаза је једноставан за рад и релативно коштати - ефикасан, омогућавајући флексибилност у одабиру материјала за превлачење са различитим својствима и бојама. Поред тога, може да поправи истрошене или оштећене површине легуре титанијума, продужавајући свој радни век. Међутим, релативно слаба веза премаз на легуру титанијум-а може довести до прекривања љуске и носити се временом, посебно под механичком трењем, хемијском корозијом или топлотном шок-ом који утичу на ефекат и перформансе нацрте
Постоје разне методе за цртајући легуре титанијума. Хемијска оксидација и електрохемијска оксидација су релативно ниска - цена и погодна за серијску обраду, али они представљају изазове у погледу фолије и заштите животне средине. Ласерски третман нуди високу прецизност и одличне перформансе, али опрема је скупа. Начини премаза су једноставне за рад и високо флексибилно, али снага везања треба побољшати. У практичним апликацијама, потребно је свеобухватно размотрити више фактора, укључујући посебне захтеве делова легура титанијум, величина производње, буџет за производњу трошкова и захтеве за заштиту животне средине, за одабир најприкладнијег поцјеничког поступања.
