Prehľad technických prístupov pre povrchové opotrebenie-Opracovanie odolných zliatin titánu - Blog

Zliatiny titánusú široko používané v leteckom a kozmickom priemysle, námornom inžinierstve, zdravotníckych zariadeniach a iných oblastiach vďaka svojej vysokej špecifickej pevnosti a vynikajúcej odolnosti proti korózii. Majú však nízku vlastnú tvrdosť (približne 300 – 350 HV pre GR5) a slabú odolnosť voči opotrebeniu adhezívami a abrazívnemu opotrebeniu; úprava povrchu je kľúčovým prístupom k riešeniu týchto nedostatkov-súvisiacich s opotrebovaním. V súčasnosti možno hlavné technológie rozdeliť do šiestich hlavných samostatných -technologických prístupov-chemické tepelné spracovanie, naparovanie, modifikácia pomocou vysokoenergetického lúča a lasera, tepelné striekanie, mikro-oblúková oxidácia a povrchová deformácia a iónová implantácia-, ako aj kompozitné prístupy, ktoré integrujú viaceré technológie. Princípy, výkonnostné charakteristiky a použiteľné scenáre týchto prístupov sa výrazne líšia.

1. Technologický prístup nanášania pár

Základný princíp

Vo vákuovom prostredí sa na povrch titánových zliatin prostredníctvom fyzikálneho odparovania/naprašovania alebo chemických reakcií ukladajú tvrdé filmy v mikrometrovej{0}} alebo nanometrovej{1}}úrovni, čo vedie k presne regulovateľnej hrúbke povlaku a vysokej kvalite povrchu.

Typické procesné vetvy

Fyzikálna depozícia z pár (PVD)

Hlavné procesy: viac{0}}oblúkové iónové pokovovanie, magnetrónové naprašovanie, nanášanie pomocou iónového lúča-

Procesný tok: Presné čistenie obrobkov → Upínanie vo vákuovej komore → Aktivácia povrchu pomocou iónového leptania → Zavedenie reakčných plynov (N₂, C₂H₂, atď.) → Cieľové odparovanie/naprašovanie → Depozícia filmu → Chladenie a odstránenie z komory

Typické náterové systémy: TiN, TiCN, CrN, diamant{0}}ako uhlík (DLC), gradientné kompozitné nátery

Výkonové charakteristiky: TiN tvrdosť 2000–2500 HV; Tvrdosť povlaku DLC môže dosiahnuť viac ako 3000 HV; hrúbka povlaku 1–10 μm

Výhody: Nízka teplota spracovania (zvyčajne < 200 stupňov), prakticky žiadna deformácia obrobku, hladký povrch náteru, šetrné k životnému prostrediu a{1}}bez znečistenia

Obmedzenia: Tenké nátery, obmedzená{0}}únosnosť, pevnosť spoja slabšia ako difúzne{1}}modifikované nátery, náchylné na zlyhanie pri nárazovom zaťažení

Typické aplikácie: Presné lekárske prístroje, rezné nástroje, presné letecké prevodové komponenty, špičkové-upínacie prvky

Chemická depozícia z pár (CVD)

Princíp: Plynné prekurzory podliehajú chemickým reakciám na povrchu-vysokoteplotných zliatin titánu, aby sa in situ vytvorili tvrdé povlaky

Výkonnostné charakteristiky: Husté povlaky s vynikajúcou priľnavosťou v porovnaní s PVD; nastaviteľná hrúbka od 5 do 50 μm

Obmedzenia: Teploty spracovania sú zvyčajne nad 800 stupňov, čo môže ľahko spôsobiť fázové transformácie a rast zŕn v zliatinách titánu; výrazná deformácia obrobku; obmedzené priemyselné aplikácie

2. Technologický prístup-energetického lasera

Základný princíp

Využitím charakteristík rýchleho zahrievania a rýchleho ochladzovania vysokoenergetických laserových lúčov táto metóda roztaví a upraví povrchovú vrstvu zliatin titánu alebo súčasne vytvorí práškovú zliatinu, čím vytvorí povlakovú vrstvu. Povlak je metalurgicky spojený so substrátom, výsledkom čoho je vynikajúca nosnosť-a odolnosť proti nárazu.

Typické procesné vetvy

Laserové obloženie
Laserové legovanie
Laserové pretavenie

Žiadna jediná metóda nemôže splniť všetky požiadavky; skutočný výberový proces si vyžaduje komplexné hodnotenie, ktoré vyvažuje rozmery dielov, prevádzkové podmienky, rozpočty nákladov a environmentálne požiadavky. V prípade špičkových{1}}súčiastok z titánovej zliatiny sa ako nová oblasť skúmania objavujú hybridné procesy (napríklad nitridácia kombinovaná s PVD povlakmi), no ich priemyselnú stabilitu je potrebné ďalej overovať.

Medical Grade Titanium Discs For Dental Use factory Grade 2 and Grade 5 Titanium Rods