على الرغم من أن سبائك التيتانيوم تتمتع بقوة عالية ومقاومة ممتازة للتآكل، إلا أن مقاومة التآكل الضعيفة هي العيب الرئيسي لتطبيقها في الهندسة. حاليًا، تقنيات المعالجة السطحية الناضجة في المجال الصناعي هي بشكل أساسي الأنواع التالية، ولكل منها مزاياه وعيوبه.
طريقة الطلاء الرطب
يتكون الطلاء بشكل أساسي من سبائك Cr وNi-P. علىقضبان التيتانيوموالأسلاك، بسبب فيلم التخميل الكثيف لسطح التيتانيوم، فإن طلاء الكروم المباشر له التصاق ضعيف. في الصناعة، من الشائع أولاً ترسيب النيكل كيميائيًا أو ترسيب طبقة النيكل مسبقًا على ركيزة التيتانيوم، ثم طلاء الكروم بالكهرباء. تعمل طريقة التحليل الكهربائي على تشكيل الفيلم بسرعة، بسمك طلاء يصل إلى عدة ميكرومترات، ويبلغ الطلاء الزخرفي حوالي 1 ميكرومتر فقط، وهو ما يمكن أن يلبي متطلبات مقاومة التآكل العامة والديكور. إنها واحدة من أكثر طرق معالجة الأسطح فعالية من حيث التكلفة-في الوقت الحالي. ومع ذلك، هنا أوجه القصور. يتم ربط الطلاء ميكانيكيًا بالركيزة. وهو عرضة للتقشير تحت تأثير الصدمات وظروف الحمل الثقيل. علاوة على ذلك، تتضمن عملية الطلاء الكهربائي معالجة مياه الصرف الصحي المحتوية على الكروم، مما يؤدي إلى ضغوط بيئية كبيرة.
طريقة الانتشار الحراري
وبالاعتماد على عمليات الكربنة والنيترة والبورنة الناضجة للمواد الفولاذية، تنتشر الذرات الخلالية في الجزء الداخلي من مصفوفة التيتانيوم عند درجات حرارة عالية لتكوين طبقة صلبة. يمكن لهذه الطريقة الحصول على طبقات انتشار تتراوح سماكتها من عدة عشرات إلى عدة مئات من الميكرومترات، مع تدرج صلابة لطيف وترابط قوي مع المادة الأساسية، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات المعرضة لضغط التلامس. ومع ذلك، فإن درجة حرارة المعالجة عادة ما تكون أعلى من 800 درجة، وهيكل سبائك التيتانيوم عرضة للخشونة. مطلوب المعالجة الحرارية اللاحقة للتنظيم، ونافذة العملية ضيقة. علاوة على ذلك، في درجات الحرارة المرتفعة، يمتص التيتانيوم الأكسجين والهيدروجين، ومن الضروري التحكم الصارم في جو الحماية لمعالجة هذه المشكلات.
طريقة اللحام
يتم لحام السبائك الصلبة أو الطلاء المركب بين المعادن على سطح التيتانيوم باستخدام قوس نقل البلازما (PTA). يمكن التحكم في معدل التخفيف، وقوة الترابط عالية، ومقاومة التآكل ممتازة. الميزة الرئيسية هي أنها تسمح بالمعالجة المحلية دون تسخين المادة الأساسية بالكامل، وبالتالي تجنب تدهور الخواص الميكانيكية في قطع العمل الكبيرة الحجم-. العيب هو أن سطح طبقة اللحام خشن، وأن المعالجة الثانوية مطلوبة لتحقيق دقة الأبعاد. كما أنها محدودة أيضًا بإمكانية الوصول إلى مسدس اللحام PTA، وهي تستخدم بشكل أساسي للألواح المسطحة الكبيرة والأعمدة وقطع العمل العادية الأخرى. من الصعب التعامل مع الأجزاء ذات الأشكال المعقدة-.
طريقة ترسيب البخار (CVD/PVD/PCVD)
يعد ترسيب البخار الفيزيائي (PVD)، وترسيب البخار الكيميائي (CVD)، وترسيب البخار الكيميائي المعزز بالبلازما (PCVD)- مجموعة من التقنيات التي تطورت بسرعة في السنوات الأخيرة. ويمكن استخدامها لتحضير الطلاءات الصلبة مثل TiN، وTiAlN، وDLC على سطح التيتانيوم، بسماكة تتراوح عادةً من 2 إلى 10 ميكرومتر. يمكن أن تصل الصلابة إلى 2000 إلى 4000 HV، ويتم تقليل معامل الاحتكاك بشكل كبير. يتم تطبيقها عادة علىالمواد المستهدفة التيتانيوم. بالمقارنة مع الطلاء الرطب، يكون التصاق طبقات ترسيب الطور الغازي- أفضل (خاصة بمساعدة جهد التحيز)، وتنخفض درجة حرارة العملية تدريجيًا - يمكن التحكم في PVD أقل من 400 درجة، مما له تأثير ضئيل على البنية المجهرية لركيزة سبائك التيتانيوم، ومناسب للمعالجة النهائية للأجزاء الدقيقة.
When comparing the three types of coatings, CVD coatings are dense and have good over-coating performance, but they require high temperatures (>800 درجة ) وهي عرضة لتوليد منتجات ضارة بواسطة-; تتميز طبقات الطلاء PVD بضغط منخفض ودرجة حرارة معتدلة، ولكن أداء الطلاء الزائد-ضعيف، ومن الصعب تغطية أسطح الفتحات الداخلية المعقدة بشكل موحد؛ يجمع PCVD بين تنشيط البلازما وترسيب البخار الكيميائي، ويمكنه ترسيب الطلاءات بقوة ترابط أفضل من PVD عند 500-600 درجة، كما أن أداء الطلاء الزائد أفضل من PVD. وهو حاليًا الاتجاه الرائد لتقوية سطح سبائك التيتانيوم، كما أن صعوبة الاستثمار في المعدات والتحكم في العمليات هي الأعلى أيضًا بين الثلاثة.
اقتراحات الاختيار الفني:
بالنسبة للأجزاء ذات أولوية التكلفة ودقة الأبعاد الفضفاضة، يمكن إعطاء الأولوية للطلاء بالكروم الرطب أو الطلاء الكيميائي Ni-P.
بالنسبة للحمل الثقيل- وظروف إجهاد التلامس العالي، يوصى باستخدام طريقة الانتشار الحراري أو طريقة التقوية للحصول على طبقة انتشار سميكة.
بالنسبة للأجزاء الدقيقة ذات التفاوتات الصارمة في الأبعاد ودرجة حرارة الخدمة المنخفضة، يعد طلاء PVD/TiN حلاً ناضجًا.
بالنسبة إلى -التطبيقات المتطورة التي تأخذ في الاعتبار الالتصاق، وخصائص الالتصاق، والتحكم في البنية الدقيقة (مثل مكونات محركات الطائرات)، تتمتع تقنية PCVD بأكبر الإمكانات.
شركة باوجى يبيتى لتكنولوجيا المواد الجديدة المحدودة
أفضل منتج ومورد لمنتجات التيتانيوم