Dzięki ich wszechstronnym właściwościom,-w tym wysokiej wytrzymałości właściwej, niskiej gęstości,-odporności na wysoką temperaturę,-właściwościom niemagnetycznym i doskonałej biokompatybilności-stopy tytanustały się podstawowymi, krytycznymi materiałami w sektorach lotniczym, obronnym, wyrobów medycznych,-najwyższej klasy przemyśle chemicznym i cywilnej produkcji precyzyjnej. Jednakże stopy tytanu z natury mają wady, takie jak niska twardość powierzchni, słaba odporność na zużycie i słaba odporność na korozję kontaktową. W złożonych warunkach pracy, tarciu posuwisto-zwrotnym, odmiennym kontakcie metalu i środowiskach silnie korozyjnych są one bardzo podatne na zużycie i uszkodzenia korozyjne, co poważnie ogranicza żywotność i granice zastosowań komponentów ze stopu tytanu.
Aby przezwyciężyć te ograniczenia wydajności stopów tytanu, szeroko przyjęto różne technologie modyfikacji powierzchni. Wśród nich-utlenianie mikrołukiem (MAO)-nowa-proces obróbki powierzchni metodą ceramiki in situ-generuje gęstą,-twardą i wysoce odporną na korozję-warstwę tlenku ceramicznego bezpośrednio na powierzchni stopu tytanu. Znacząco zwiększa to odporność podłoża na zużycie, odporność na korozję, izolację elektryczną i udarność, czyniąc MAO wiodącym zaawansowanym procesem-w zakresie wysokiej klasy wzmacniania powierzchni stopów tytanu.
I. Zasady i etapy procesu technologii mikro-utleniania łukowego stopów tytanu
Utlenianie-mikrołukiem to wysokoenergetyczna-elektrochemiczna technologia modyfikacji powierzchni, opracowana na podstawie konwencjonalnego anodowania. W tym procesie detale ze stopu tytanu umieszczane są w specjalistycznym systemie elektrolitowym. Do rozbicia warstwy pasywacyjnej powierzchni stosuje się pole elektryczne-o wysokim napięciu. Pod wpływem połączonych procesów elektrochemicznych, termochemicznych i-plazmowych, powierzchnia stopu ulega natychmiastowemu topieniu-w wysokiej temperaturze, spiekaniu i przemianie fazowej, w wyniku-wzrostu in situ warstwy tlenku ceramicznego, metalurgicznie związanej z podłożem.
Cały proces wzrostu poprzez utlenianie-mikrołukiem można podzielić na cztery główne etapy:
Etap 1: Etap poprzedzający-iskrzenie. Na początku obecnego zastosowania duża ilość tlenu szybko wytrąca się z powierzchni przedmiotu obrabianego, tworząc warstwę gazoszczelną i szybko wytwarzając gęstą, izolującą warstwę pasywacyjną. Gęstość prądu natychmiast wzrasta do wartości maksymalnej, po czym gwałtownie spada, kładąc podwaliny pod późniejsze przebicie i inicjację iskry.
Etap 2: Etap wyładowania iskier. W miarę dalszego wzrostu napięcia warstwa pasywacyjna w słabych punktach ulega rozpadowi, tworząc kanał wyładowania plazmowego pomiędzy elektrodami. Na powierzchni przedmiotu obrabianego pojawiają się liczne małe, wędrujące iskry, których miejsca przebicia zmieniają się losowo, a warstwa zaczyna zarodkować i narastać.
Etap 3: Etap stabilizacji-mikrołuku. W miarę trwania procesu rozproszone iskry stopniowo przekształcają się w stabilne mikro-łuki; intensywność łuków wzrasta, ich liczba maleje, a ich ruch przyspiesza. Grubość folii stale rośnie, opór przedmiotu obrabianego stale rośnie, a prąd ma tendencję do stabilizacji. Jest to główny etap, podczas którego warstwa ceramiczna przede wszystkim gęstnieje i zagęszcza się.
Etap 4: Etap zlokalizowanego zakończenia łuku. Pod koniec procesu liczba punktów łuku powierzchniowego znacznie maleje, ich ruch spowalnia, a gęstość prądu maleje. Struktura powłoki staje się jednolita i gęsta, defekty ulegają znacznej redukcji, a ostatecznie powstaje ceramiczna warstwa wzmacniająca o wyjątkowo silnej przyczepności i jednolitej grubości. W wyniku tej czteroetapowej-ciągłej reakcji powierzchnia przedmiotu obrabianego ulega bombardowaniu plazmowemu, topnieniu i dyfuzji, spiekaniu i przemianie fazowej oraz szybkiemu krzepnięciu, co ostatecznie skutkuje powłoką ceramiczną, która nie łuszczy się, charakteryzuje się dużą siłą wiązania i wysoką stabilnością.
II. Podstawowe zalety procesu utleniania-mikrołukiem
W porównaniu z tradycyjnymi metodami obróbki powierzchni, takimi jak natryskiwanie, galwanizacja i konwencjonalne anodowanie, technologia utleniania mikro-łukiem stopu tytanu oferuje wyraźne zalety:
1. Niezwykle wysoka siła wiązania: Powłoka rośnie in situ na podłożu, tworząc wiązanie metalurgiczne, które zapobiega rozwarstwianiu lub łuszczeniu oraz zapewnia doskonałą odporność na uderzenia i ścieranie.
2. Kontrolowane właściwości powłoki: Dostosowując parametry, takie jak skład elektrolitu, napięcie, prąd, częstotliwość i temperatura, można precyzyjnie kontrolować grubość, gęstość, twardość i odporność na korozję powłoki, aby uzyskać niestandardową funkcjonalność.
3. Brak uszkodzeń podłoża: chociaż lokalna temperatura podczas wyładowania mikro-łuku może osiągnąć kilka tysięcy K, ogólny wzrost temperatury przedmiotu obrabianego jest wyjątkowo niski (temperatura podłoża < 300 stopni). Proces ten nie zmienia właściwości mechanicznych podłoża ze stopu tytanu i nie stwarza ryzyka odkształcenia lub zmiękczenia podczas wyżarzania.
4. Możliwość silnego powlekania-powierzchni: nieograniczony strukturą przedmiotu obrabianego, proces umożliwia równomierne powlekanie złożonych wnęk wewnętrznych, nieregularnych zakrzywionych powierzchni, krawędzi i narożników oraz mikro-porów, dzięki czemu nadaje się do wszystkich typów precyzyjnych i złożonych komponentów tytanowych.
5. Prosty proces i wysoka-opłacalność: nie są wymagane środowiska o wysokiej-temperaturze ani próżni; proces obróbki wstępnej jest prosty; metoda jest przyjazna dla środowiska i odpowiednia do-produkcji przemysłowej na dużą skalę.
6. Doskonała ogólna wydajność: łączy w sobie wytrzymałość metalu z wysoką twardością i odpornością na korozję ceramiki, znacznie zmniejszając współczynnik tarcia powierzchniowego i dokładnie rozwiązując-szeroko rozpowszechnione w branży wyzwania związane ze stopami tytanu, które są podatne na zużycie i korozję.
Wniosek
Ze względu na nieodłączne wady:-niską twardość, słabą odporność na zużycie i słabą odporność na korozję kontaktową-stopy tytanu napotykają ograniczenia w-wymagających zastosowaniach wysokiej klasy. Utlenianie-mikro-łukiem (MAO), jako wysoce wydajny, przyjazny dla środowiska,-przyjazny dla podłoża i-ekonomiczny-proces modyfikacji ceramiki in situ, może zasadniczo zaradzić niedoborom wydajności powierzchni stopów tytanu, znacznie zwiększając odporność przedmiotu obrabianego na zużycie, odporność na korozję, izolację termiczną i stabilność powierzchni. Dzięki ciągłej optymalizacji systemów elektrolitów i wielokrotnemu udoskonalaniu parametrów elektrycznych technologia utleniania-mikrołukiem będzie w stanie jeszcze bardziej przełamać bariery techniczne. Pozwoli to na wdrożenie przemysłowe na-szerszą skalę w-najwyższych dziedzinach, takich jak lotnictwo i kosmonautyka, inżynieria morska,-najwyższy sprzęt i urządzenia medyczne, stając się kluczowym procesem, który napędza przemysł stopów tytanu w stronę-produktów wyższej klasy, bardziej precyzyjnych i-trwałych.
E-mail-:garychen3215@hotmail.com
Adres: nr 35, Baoti Rd, miasto Baoji, prowincja Shaanxi, Chiny
Kontakt: Pan Gary Chen
Telefon: +86-917-8883215
Telefon komórkowy/WhatsApp: +86 13092900605
