På grund af dens fremragende specifikke styrke, korrosionsbestandighed, gode højtemperaturydelser og biokompatibilitet er titanlegeringer blevet meget brugt i rumfart, militærindustri, civil industri og andre områder. Imidlertid er overfladehårdheden af titanlegering relativt lav, og slidstyrken er utilstrækkelig, hvilket begrænser dens anvendelse i nogle specifikke miljøer. For at forbedre disse egenskaber har forskere udviklet en række forskellige overfladebehandlingsteknikker for at forbedre overfladeegenskaberne af titanlegeringer.
1. Overfladeoxidationsbehandling
En oxidfilm blev dannet for at øge smøreevnen af titanlegeringsoverfladen og reducere vedhæftningen under trækningsprocessen.
2. Belægningsbehandling
- Grafitemulsionsbelægning
Påføring af grafitemulsion før varmtrækning giver ikke kun smøring, men beskytter også emnets overflade mod oxidation. Kravene til grafitemulsion omfatter et grafitindhold på 20%-25%, en partikelstørrelse på 1-3um og en ensartet vedhæftning til overfladen af emnet.
- Salt kalkbelægning
En specifik formulering af et saltsmørelag, såsom 12 % Na2SO4, 12 % CaO, 0,3 % Na3PO4, 0,2 % NaCl og en margin af vand, suppleret med en blanding af 75 % sæbepulver og 25 % svovlpulver blev brugt som fast pulversmøremiddel.
- Fluorophosphatbehandling
Efter rensning af metalemnets overflade ved fysisk metode, dannes en modificeret belægningsfilm på overfladen ved at dyppe belægningsopløsningen, og derefter belægges fast smøremiddel for at opnå smøreeffekten af lav friktionskoefficient og høj slidstyrke.
3. Plettering af metalfilm
En metalfilm såsom kobber, krom, nikkel eller tin er belagt på overfladen af titanlegeringen for at reducere den direkte metalkontakt under tegneprocessen og dermed reducere vedhæftning.
4. Boryleringsbehandling
Kom titanlegeringstråden i den blandede opløsning indeholdende KFB4, BaCl2 og NH4NO3, opvarm den til kogning, læg den i blød, fjern den, rengør og tør den, og form et lag fluorborat på overfladen af tråden. Det er også nødvendigt at påføre et lag aluminiumdisulfid på overfladen af tråden som smøremiddel i den kolde mole.
5. Kemisk omdannelsesbehandling
En tæt kemisk konverteringsfilm dannes på overfladen af titanlegering gennem kemisk konverteringsbehandling. Denne film kan bruges som en smørende belægning til at adsorbere smøremiddel, så overfladen af tråden er glat efter flere gennemløb af trækning, uden vedhæftning og glidemærker.
6. Valg af smøremiddel
Vælg det passende smøremiddel, såsom industrisæbepulver, grafitemulsion og blandingen af sæbepulver og andre materialer, skal have god infiltration med belægningen, god termisk stabilitet.
7. Laser overfladebehandling
Laserbehandlingsteknologier, herunder laserbeklædning, laseroverfladelegering og laseroverfladehærdning, kan forbedre slidstyrken, korrosionsbestandigheden og hårdheden ved at ændre overfladelagets mikrostruktur. Fordelen ved laserbehandling er, at overfladeegenskaberne kan forbedres væsentligt uden at ændre på egenskaberne af titanlegeringsmatricen.
8. Mikro-bue oxidation
Dette er en teknologi til in-situ vækst af keramisk film på overfladen af titanlegering, som kan danne et lag af keramisk film med fremragende korrosionsbestandighed og slidstyrke på overfladen af titanlegering. Mikrobue-oxidationsteknologi har karakteristika af grøn miljøbeskyttelse i overensstemmelse med strategien for bæredygtig udvikling.
9. Ionimplantation
Ved at indsprøjte nitrogen, oxygen, kulstof og andre elementer i overfladen af titanlegeringer kan overfladens hårdhed og slidstyrke forbedres. Tykkelsen af ionimplantationslaget er normalt i nanometerniveau, hvilket kan forbedre overfladeegenskaberne af titanlegeringer betydeligt.
10. Termisk diffusionsmetode
Ved at sprede legeringselementer til overfladen af titanlegering ved høj temperatur, dannes et legeringslag, hvilket forbedrer overfladens hårdhed og slidstyrke.
