Zliatiny titánu, so svojou vysokou špecifickou pevnosťou, vynikajúcou odolnosťou proti korózii a dobrou biokompatibilitou, zohrávajú čoraz dôležitejšiu úlohu v kozmickom priemysle, zdravotníckych zariadeniach a nových energetických zariadeniach. Surovo spracované povrchy titánových zliatin však často trpia oxidovými vrstvami, mikrotrhlinami a vysokou drsnosťou, čo priamo ovplyvňuje ich vhodnosť pre presné aplikácie. Leštenie, ako základný krok pri povrchovej úprave titánovej zliatiny, nesie dvojitú zodpovednosť za zlepšenie vzhľadu aj výkonu.
I. Dvojaká hodnota procesu leštenia:
Viac než len estetika Z technického hľadiska spočíva význam leštenia titánových zliatin v troch aspektoch: • Zníženie drsnosti povrchu, minimalizácia bodov koncentrácie napätia a zlepšenie únavovej životnosti; • Odstránenie spracovateľskej{0}}upravenej vrstvy a obnovenie vnútornej odolnosti materiálu proti korózii; • Získanie vysoko-lesklého povrchu, ktorý spĺňa prísne požiadavky na kvalitu povrchu lekárskych implantátov, optických komponentov a iných aplikácií.
II. Rozdelenie procesu leštenia
(I) Predúprava povrchu
Po opracovaní za tepla alebo tepelnom spracovaní sa v zliatinách titánu vytvorí vrstva -bohatá na kyslík - a zmiešané oxidy na povrchu, čo vedie k vysokej tvrdosti a krehkosti. Neodstránenie týchto vrstiev ovplyvní následné leštenie. Bežné metódy predbežnej úpravy zahŕňajú:
· Kyslé morenie: Pomocou zmiešaného roztoku HF a HNO₃ sa oxidové usadeniny chemicky rozpúšťajú. Na zabránenie vodíkového skrehnutia alebo nadmernej-korózie je potrebná prísna kontrola koncentrácie kyseliny a času.
· Elektrolytické leštenie: Použitím titánovej zliatiny ako anódy v elektrolyte sa povrchové výčnelky prednostne rozpustia elektrochemickou reakciou. Je vhodný na predúpravu vsádzky, je vysoko účinný, ale je potrebná presná kontrola prúdovej hustoty a teploty kúpeľa.
(II) Brúsenie – kľúčový krok vo vyhladzovaní
Brúsenie využíva viazané alebo voľné brúsivá na mechanické rezanie povrchu, odstraňuje makroskopické nedokonalosti a poskytuje jednotný substrát na leštenie.
· Pokiaľ ide o výber brusiva, diamant a kubický nitrid bóru (CBN) sú hlavnými brusivami na brúsenie zliatiny titánu vďaka ich vysokej tvrdosti a dobrej tepelnej vodivosti, čím účinne zabraňujú popáleniu povrchu spôsobenému teplom pri brúsení. • Proces zvyčajne nasleduje po hrubom brúsení → strednom brúsení → jemnom brúsení, čím sa postupne znižuje veľkosť abrazívnych častíc, aby sa zabezpečilo postupné znižovanie hĺbky škrabancov na povrchu a zabránilo sa hlbokému poškodeniu spôsobenému preskakovaním fáz.
(III) Leštenie – hlavný článok pre vyskočenie povrchovej úpravy
• Mechanické leštenie: Rozdelené do štyroch stupňov: hrubé leštenie, stredné leštenie, jemné leštenie a zrkadlové leštenie. Pomocou mäkkého leštiaceho kotúča s jemnou leštiacou pastou sa drsnosť povrchu zníži na Ra Menšie alebo rovné 0,05 μm pri vysokej-rotácii prostredníctvom mikro-rezania a valcovania brúsnych častíc, čím sa dosiahne zrkadlový povrch. Aby sa zabránilo vytvoreniu sekundárnej deformačnej vrstvy, je potrebná presná kontrola rýchlosti otáčania, tlaku a smeru leštenia.
• Chemické leštenie: Spolieha sa na selektívne rozpúšťanie mikroskopických výčnelkov na povrchu chemickými činidlami na vyhladenie povrchu. Nevyžaduje žiadne zložité vybavenie a nie je obmedzený tvarom, vďaka čomu je vhodný pre zložité konštrukčné časti (ako sú zubné protézy). Avšak, pretože rýchlosť reakcie je značne ovplyvnená teplotou a koncentráciou a procesné okno je úzke, je potrebná prísna kontrola založená na skúsenostiach, aby sa zabránilo nadmernému{2}}rozpúšťaniu ovplyvňovať rozmerovú presnosť. (iv) Po dodatočnej-úprave a funkčnom leštení musia byť zvyšky brúsnej a leštiacej pasty odstránené čistením ultrazvukom a textúra povrchu by mala byť upravená pieskovaním (ak sa vyžaduje matný povrch). V závislosti od požiadaviek koncového používateľa je možné zvoliť eloxovanie alebo galvanické pokovovanie, aby sa zvýšila odolnosť proti korózii, pričom sa povrchu dodá špecifická farba alebo ďalšie funkcie, ako je vodivosť a odolnosť proti opotrebeniu.
V súhrne:
Leštenie titánových zliatin je oveľa viac než len „brúsenie, aby boli lesklé“; je to komplexný proces systémového inžinierstva zahŕňajúci vedu o materiáloch, chémiu, mechaniku a presné riadenie. Výber parametrov v každom kroku priamo ovplyvňuje výkon konečného produktu. Keďže špičková-výroba vyžaduje čoraz vyššiu kvalitu povrchu zliatin titánu, technológia leštenia sa mení z „pomocného procesu“ na „základnú technológiu“, ktorá sa stáva rozhodujúcou deliacou čiarou pri určovaní konkurencieschopnosti produktov zo zliatiny titánu.
E-e-mail:garychen3215@hotmail.com
Adresa: No.35, Baoti Rd, mesto Baoji, provincia Shaanxi, Čína
Kontakt: pán Gary Chen
Telefón: +86-917-8883215
Mobil/WhatsApp: +86 13092900605
