Titan, som en all-metall, har oöverträffade breda tillämpningar för sina legerade stavar och trådar. Emellertid kan bristerna hos de ursprungliga titanmaterialen, såsom låg ythårdhet och otillräcklig slitstyrka, leda till komponentslitage under höga friktionsförhållanden, vilket avsevärt förkortar livslängden och begränsar den ytterligare expansionen av dess tillämpningsscenarier. För att ta itu med hur man kan förbättra slitstyrkan hos titanstavar och -trådar, har industrin utvecklat flera mogna ytbehandlingsteknologier.
Traditionellt hantverk: Mogen och stabil anti-slitlösning
Våtbeläggningsmetod
Våtbeläggningsmetoden är för närvarande den mest använda ytslitagebeständiga -behandlingsprocessen för titanmaterial, med krom (Cr) och nickel-fosfor (Ni-P) beläggningar som typiska exempel. På grund av den höga aktiviteten hos oxidfilmen på titanytan, har direktbeläggning av krom dålig vidhäftning och är benägen att flagna. Därför är industristandardprocessen en metod i två-steg: först avsätts ett skikt av nickel (Ni) på ytan av titanstaven eller trådsubstratet som ett övergångsskikt för att förbättra vidhäftningen av beläggningen, och sedan avsätts krom (Cr) på ytan av nickelskiktet som det slitstarka ytskiktet-.
Denna process använder elektrolys för avsättning, med snabb filmbildningshastighet, kontrollerbar beläggningstjocklek och tjockleken på den vanliga slitstarka beläggningen kan nå flera mikrometer. Det dekorativa beläggningsskiktets tjocklek på endast 1 μm kan också uppnå effekten. Beläggningen har hög hårdhet och låg friktionskoefficient, vilket gör den till en extremt kostnadseffektiv-nötningsbeständig- ytbehandlingsmetod.
Termisk diffusionsmetod
Ursprungligen allmänt använd i värmediffusionsprocesser som uppkolning, nitrering och borering för härdning av stålmaterial, efter anpassning och optimering kan den även appliceras på ytslitagebeständig behandling av titanmaterial. Dess kärnprincip är att tillåta element som kol, kväve och bor att diffundera in i ytgittret på titanstavar och -trådar vid höga temperaturer och bilda ett titanföreningsskikt med hög-hårdhet, och därigenom uppnå ythärdning.
Hårdheten på ytskiktet av det behandlade titanmaterialet kan ökas med flera gånger, och det härdade skiktet binds metallurgiskt till basmaterialet utan risk för att beläggningen lossnar. Slitstyrkan är hållbar och stabil, och den är lämplig för användning i strukturella komponenter som utsätts för långvarig friktion och slitage.
Svetsmetod
Svetsmetoden använder plasmaöverföringsbågen som värmekälla för att smälta det slitstarka legeringsmaterialet med hög-hårdhet- och sedan svetsa fast det på ytan av titanstavarna eller -trådarna som ska förstärkas, vilket bildar ett metallurgiskt förbundet slitage-modifierat lager. Den behandlade ytan av titanmaterialet har utmärkt slitstyrka, och under behandlingsprocessen värms endast det lokala svetsområdet upp, utan att hela arbetsstycket behöver placeras i en miljö med hög-temperatur, vilket effektivt kan undvika minskningen av mekaniska egenskaper som orsakas av den totala uppvärmningen av titansubstratet.
Ytråheten efter denna process är dock relativt hög, och den kräver sekundär bearbetning och polering. Den är endast lämplig för bearbetning av titanstavar med större diametrar och högre tjocklekar, och är inte lämplig för titantrådar med fin-diameter för närvarande.
Avancerad teknik: ett nytt alternativ för att förbättra-avancerade applikationer
Under de senaste åren har ytförstärkande tekniker för ytförstärkning av gas-såsom kemisk förångningsdeposition (CVD), Physical Vapour Deposition (PVD) och Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PCVD) gradvis tillämpats i avancerade-områden.
Dessa processer kan avsätta superhårda beläggningar som titannitrid och diamant-liknande kol på ytorna av titanstavar och -trådar. Tjockleken är enhetlig och kontrollerbar och beläggningen har stark vidhäftning. De kan inte bara förbättra slitstyrkan avsevärt, utan de kan också justera beläggningskompositionen enligt kraven, med hänsyn till kompositegenskaper som korrosionsbeständighet och friktionsreduktion, och bearbetningstemperaturen är låg, utan att påverka titansubstratets mekaniska egenskaper. De är särskilt lämpliga för hög-precision, små-trådar av titan och precisionsstavar av titan, och kan uppfylla de strikta kraven för avancerade-områden som flyg och medicin.
Med den kontinuerliga expansionen av applikationsscenarierna för titanmaterial har den -nötningsbeständiga behandlingstekniken också kontinuerligt uppgraderats och förbättrats. Detta utforskar inte bara prestandapotentialen hos titanstavar och -trådar, utan ger också tekniskt stöd för tillämpningen av titanlegeringar i mer krävande arbetsförhållanden, och blir en viktig stödjande teknisk riktning för utvecklingen av titanlegeringar.