Tänu nende kõikehõlmavatele omadustele -sh kõrge eritugevus, madal tihedus, kõrge-temperatuurikindlus, mitte-magnetilised omadused ja suurepärane bioühilduvus-titaanisulamidon muutunud põhilisteks ja kriitilisteks materjalideks kosmose-, kaitse-, meditsiiniseadmete, tipptasemel keemia- ja tsiviilotstarbelises täppistootmises{0}}. Titaanisulamid kannatavad aga oma olemuselt selliste puuduste all nagu madal pinna kõvadus, halb kulumiskindlus ja nõrk vastupidavus kontaktkorrosioonile. Keerulistes töötingimustes, edasi-tagasi hõõrdumise, erineva metallikontakti ja väga korrodeeriva keskkonna korral on need väga vastuvõtlikud kulumisele ja korrosioonile, mis piirab tõsiselt titaanisulamist komponentide kasutusiga ja kasutuspiire.
Nendest titaanisulamite jõudluspiirangutest ülesaamiseks on laialdaselt kasutusele võetud erinevaid pinna modifitseerimise tehnoloogiaid. Nende hulgas on mikro-kaaroksüdatsioon (MAO)-uudne in-situ keraamika pinnatöötlusprotsess-, mis tekitab tiheda, kõrge{5}}kõvadusega ja väga korrosioonikindla-keraamilise oksiidkile otse titaanisulami pinnale. See suurendab oluliselt substraadi kulumiskindlust, korrosioonikindlust, elektriisolatsiooni ja löögikindlust, muutes MAO tänapäeval juhtivaks täiustatud protsessiks titaanisulamite tipptasemel-pindade tugevdamisel.
I. Titaanisulamite mikro-kaaroksüdatsioonitehnoloogia põhimõtted ja protsessietapid
Mikro-kaaroksüdatsioon on suure-energiaga elektrokeemiline pinna modifitseerimise tehnoloogia, mis on välja töötatud tavapärase anodeerimise põhjal. Selle protsessi käigus asetatakse titaanisulamist toorikud spetsiaalsesse elektrolüüdisüsteemi. Pinna passiveerimiskihi lõhustamiseks kasutatakse kõrge-pinge elektrivälja. Elektrokeemiliste, termokeemiliste ja plasma{6}}keemiliste protsesside koosmõjul toimub sulami pinnal silmapilkne kõrgel temperatuuril-sulamine, paagutamine ja faasimuutus, mille tulemuseks on aluspinnaga metallurgiliselt seotud keraamilise oksiidikihi in -kasvamine.
Täieliku mikro{0}}oksüdatsiooni kasvuprotsessi võib jagada nelja põhietappi:
1. etapp: -sädemete tekkeeelne etapp. Voolu kasutamise alguses sadestub töödeldava detaili pinnalt kiiresti suur kogus hapnikku, moodustades gaasitihendi ja kiiresti tiheda isoleeriva passiveerimiskile. Voolutihedus tõuseb hetkega haripunkti, enne kui see kiiresti langeb, pannes aluse järgnevale purunemisele ja sädemete tekkele.
2. etapp: sädelahendus. Pinge jätkates tõusuteel laguneb passivatsioonikile nõrkades kohtades ükshaaval, moodustades elektroodide vahele plasmalahenduskanali. Töödeldava detaili pinnale ilmub arvukalt väikseid hulkuvaid sädemeid, mille purunemiskohad nihkuvad juhuslikult ning kile hakkab tuumastuma ja kasvama.
3. etapp: mikro-kaare stabiliseerimise etapp. Protsessi jätkudes muutuvad hajutatud sädemed järk-järgult stabiilseteks mikro-kaaredeks; kaare intensiivsus suureneb, nende arv väheneb ja liikumine kiireneb. Kile paksus kasvab jätkuvalt, töödeldava detaili takistus tõuseb pidevalt ja vool kipub stabiliseeruma. See on põhietapp, mille jooksul keraamiline kile peamiselt pakseneb ja tiheneb.
4. etapp: lokaliseeritud kaare järeldusetapp. Protsessi lõpu poole väheneb pinnakaarelaikude arv oluliselt, nende liikumine aeglustub ja voolutihedus väheneb. Katte struktuur muutub ühtlaseks ja tihedaks, defektid vähenevad oluliselt ning lõpuks moodustub ülitugeva nakke ja ühtlase paksusega keraamiline tugevduskiht. Selle nelja-etapilise pideva reaktsiooni käigus läbib tooriku pind plasmapommitamise, sulamise ja difusiooni, paagutamise ja faasimuutuse ning kiire tahkumise, mille tulemuseks on keraamiline kate, mis ei kooru, millel on kõrge sidetugevus ja kõrge stabiilsus.
II. Mikro-kaare oksüdatsiooniprotsessi peamised eelised
Võrreldes traditsiooniliste pinnatöötlusmeetoditega, nagu pihustamine, galvaniseerimine ja tavaline anodeerimine, pakub titaanisulami mikro{0}}kaare oksüdatsioonitehnoloogia selgeid eeliseid:
1. Äärmiselt kõrge sideme tugevus: kate kasvab kohapeal aluspinnal, moodustades metallurgilise sideme, mis takistab delaminatsiooni või koorumist ning tagab suurepärase löögi- ja kulumiskindluse.
2. Kontrollitavad katteomadused: Reguleerides parameetreid, nagu elektrolüüdi koostis, pinge, vool, sagedus ja temperatuur, saab kohandatud funktsionaalsuse saavutamiseks täpselt reguleerida katte paksust, tihedust, kõvadust ja korrosioonikindlust.
3. Aluspinda ei kahjustata: kuigi lokaalne temperatuur mikro-kaarlahenduse ajal võib ulatuda mitme tuhande K-ni, on töödeldava detaili üldine temperatuuritõus äärmiselt madal (substraadi temperatuur < 300 kraadi). See protsess ei muuda titaanisulamist substraadi mehaanilisi omadusi ega kujuta endast deformatsiooni ega lõõmutamise pehmenemise ohtu.
4. Tugev -ala katmisvõimalus: töödeldava detaili struktuur ei piira piiranguid ning võimaldab ühtlast katmist keerulistele siseõõnsustele, ebakorrapärastele kumeratele pindadele, servadele ja nurkadele ning mikro-pooridele, mistõttu sobib see igat tüüpi täppis- ja keeruliste titaankomponentide jaoks.
5. Lihtne protsess ja kõrge kulu-efektiivsus: ei nõuta kõrget-temperatuuri ega vaakumkeskkonda; eeltöötlusprotsess on lihtne; meetod on keskkonnasõbralik ja sobib suuremahuliseks-tööstuslikuks tootmiseks.
6. Suurepärane üldine jõudlus: ühendab metalli sitkuse keraamika kõrge kõvaduse ja korrosioonikindlusega, vähendades märkimisväärselt pinna hõõrdetegurit ja lahendades põhjalikult tööstuse{1}}üleseid probleeme, mis on seotud titaanisulamite kulumis- ja korrosiooniohtlikkusega.
Järeldus
Oma puudujääkide -madala kõvaduse, halva kulumiskindluse ja halva kontaktkorrosioonikindluse-tõttu on titaanisulamid kõrgekvaliteedilistes ja nõudlikes rakendustes piiratud. Mikro-kaaroksüdatsioon (MAO), mis on ülitõhus, keskkonnasõbralik, substraadi-sõbralik ja kulutõhus-in situ keraamiline modifitseerimisprotsess, võib põhimõtteliselt kõrvaldada titaanisulamite pinna jõudluse puudujäägid, parandades oluliselt tooriku vastupidavust, isolatsioonikindlust, korrosioonikindlust, soojus- ja korrosioonikindlust. Elektrolüütide süsteemide pideva optimeerimise ja elektriliste parameetrite iteratiivse täiustamisega läbib mikro-kaare oksüdatsioonitehnoloogia tehnilisi tõkkeid veelgi. Sellega saavutatakse ulatuslikum{11}}tööstuslik juurutamine tipptasemel{12}}valdkondades, nagu lennundus, meretehnika, tipptasemel{13}seadmed ja meditsiiniseadmed, muutudes peamiseks põhiprotsessiks, mis juhib titaanisulamite tööstust kvaliteetsemate-, täpsemate ja kauem{15}}kestvate toodete poole.
E--post:garychen3215@hotmail.com
Aadress: No.35, Baoti Rd, Baoji linn, Shaanxi provints, Hiina
Kontakt: hr Gary Chen
Telefon: +86-917-8883215
Mobiil/WhatsApp: +86 13092900605
