Există multe metode de tratare a suprafeței pentru titan, inclusiv nitrurarea ionică (sau nitrurarea cu plasmă), depunerea la suprafață a nitrurii de titan, implantarea ionică, alierea suprafeței și pulverizarea suprafeței acoperirilor ceramice.
1. Tehnologia de pregătire a acoperirii la temperaturi ridicate și rezistentă la uzură pentru componentele din aliaj de titan
1) Tehnologie de pregătire a stratului rezistentă la uzură
Uzura este una dintre principalele cauze ale defecțiunilor pieselor mecanice, reprezentând aproximativ 60% până la 80% din defecțiunile pieselor mecanice și are un impact mare asupra duratei de viață și a fiabilității pieselor mecanice. Rezistența la uzură a titanului și aliajelor de titan este relativ slabă, coeficientul de frecare este mare și defecțiunile de uzură sunt predispuse să apară. Tehnologia de pregătire a stratului rezistent la uzură este un mijloc important de îmbunătățire a rezistenței la uzură a titanului și a aliajelor sale. În prezent, metodele de proces mai cercetate includ pulverizarea termică, galvanizarea și placarea chimică, depunerea de vapori, tehnologia de implantare ionică, nitrurarea și nitrurarea marine 170. Ingineria materialelor metalice de titan carbon, borizare, oxidare cu micro-arc și tehnologie de tratare a suprafețelor compozite etc.
2) Tehnologie de pregătire a stratului rezistentă la temperaturi ridicate
Odată cu aplicarea aliajelor de titan în turbinele cu gaz de nave, au fost impuse cerințe mai mari privind rezistența la oxidare la temperatură ridicată. Când titanul este folosit ca palete de turbine cu gaz etc., acesta are o rezistență slabă la oxidarea la temperatură înaltă și este predispus la „fragilare prin oxigen”. Adică, după expunerea pe termen lung la aer la temperatură înaltă, pe suprafața titanului se va forma un strat de oxid fragil, care va fragiliza aliajul de titan și va reduce alungirea. Poate ajunge până la 50%. Cu toate acestea, este dificil să se îmbunătățească simultan rezistența la oxidare a aliajelor de titan prin proiectarea de optimizare a compoziției aliajului sau prin metode de control al microstructurii. Tehnologiile de modificare a suprafeței și de acoperire a suprafeței trebuie utilizate pentru a o îmbunătăți.
3) Tehnologie de pregătire a stratului rezistent la uzură la temperaturi ridicate
Paletele turbinei cu gaz ale navei sunt supuse uzurii în condiții de temperatură ridicată. Datorită efectelor duble ale uzurii și temperaturii ridicate, rata de deteriorare a componentelor este accelerată. Prin urmare, este foarte important să se studieze mecanismul de uzură la temperatură înaltă, să se proiecteze acoperiri rezistente la uzură la temperatură înaltă și să se îmbunătățească rezistența la uzură la temperatură înaltă. sens. Materialele ceramice sunt în mare parte combinate cu legături ionice și legături covalente. Au o energie de legătură chimică mare și o forță puternică de legătură inter-atomică, ceea ce face ca materialele ceramice să aibă avantajele unui punct de topire ridicat, duritate ridicată, stabilitate chimică ridicată și coeficient de frecare scăzut. Prin pulverizare cu plasmă și placare cu laser Tehnologia poate pregăti acoperirea ceramică pe suprafața aliajului de titan pentru a forma un compozit ceramic din aliaj de titan. Metodele actuale de preparare includ acoperirea nano-ceramică prin pulverizare cu plasmă, acoperirea cu nano-TiO2 prin pulverizare la rece, pulverizarea cu laser și placarea cu laser.
2. Tehnologia de pregătire pentru acoperiri de reducere a frecării și rezistente la uzură pe componente din aliaj de titan
1) Tehnologia de pregătire a acoperirii antifricțiune
Ca răspuns la nevoile de reducere a frecării ale componentelor precum angrenajele marine, pistoanele, supapele și arcuri de titan, se adaugă materiale auto-lubrifiante precum grafitul, disulfura de molibden, politetrafluoretilena, oxidul de plumb și fluorura pentru a forma un spațiu între cele două. suprafete. Un strat de folie solidă de lubrifiere poate reduce coeficientul de frecare și poate crește rezistența la uzură a materialului. Metodele de pregătire a acoperirii antifricțiune includ acoperirea MoS z prin pulverizare cu magnetron, acoperirea cu PTFE prin pulverizare cu plasmă, tehnologia de acoperire compozită cu grafit de pregătire a procesului de electrodepunere (Ni-P) etc.
(2) Tehnologia de pregătire a stratului anti-fricțiune și rezistent la uzură
Ca răspuns la nevoile reale de reducere a frecării și rezistență la uzură a materialelor de titan, prin tehnologia adecvată de tratare a suprafeței a titanului și aliajelor de titan, acoperiri antifricțiune și rezistente la uzură sunt pregătite pe suprafețele de titan și aliaje de titan pentru a îmbunătăți frecarea a două obiecte în mișcare relativă, adică perechea de frecare. Rezistența la uzură și reducerea pierderilor de frecare în timpul mișcării pot atinge scopul de a reduce coeficientul de frecare, de a reduce frecarea și de a controla uzura. Metodele de preparare pentru acoperiri anti-fricțiune și rezistente la uzură includ carbonitrurarea cu plasmă, nitrurarea cu sulf, nitrocarburarea cu sulf, acoperirea prin pulverizare cu magnetron Ti/MoS2, acoperirea compozită TiAIN/TiN prin depunere fizică de vapori, depunerea în fază fizică de vapori a acoperirilor compozite multistrat TiN/TiCN , depunerea sursă de arc catodic a peliculelor de carbon asemănătoare diamantului, pregătirea cu laser excimer cu impulsuri cu rată mare de repetiție de mare putere a foliilor de carbon asemănătoare diamantului etc.
3. Tehnologia de preparare a stratului izolator pentru componente metalice
Deși aliajele de titan au o rezistență excelentă la coroziune, atunci când aliajele de titan sunt utilizate în contact cu metale diferite în medii corozive din apa de mare și atmosferă marine, se generează o diferență de potențial datorită potențialului ridicat al electrodului film de TiO2 format în mod natural la suprafață și potențialului. este mai jos. Suprafața metalelor diferite va fi oxidată, provocând deteriorarea coroziunii materialului. Prin urmare, pentru a evita coroziunea în apa de mare a țevilor, accesoriilor de conducte și a altor piese de construcții navale din cupru, aliaj de cupru și oțel care sunt în contact cu aliajul de titan în timpul utilizării, trebuie utilizate metode adecvate de tratare a suprafeței pentru a forma o acoperire pe suprafață. a aliajului de titan. Un strat izolator anticoroziv pentru a îmbunătăți rezistența la coroziune a titanului și a altor materiale metalice. Metodele de preparare a acoperirilor izolante și anticorozive includ acoperirea izolatoare ceramică cu micro-oxidare cu arc, acoperirea nano-ceramică cu oxidare cu micro-arc, acoperirea izolatoare anodizată etc.
