Πώς να ελέγξετε την επιφανειακή οξείδωση των σφυρηλατήσεων από κράμα τιτανίου;

Το τιτάνιο είναι πολύ εύκολο στην οξείδωση κατά τη διάρκεια της θερμής σφυρηλάτησης, σχηματίζοντας ένα στρώμα ευθραυστότητας που προκαλεί ρωγμές και δυσκολίες επεξεργασίας. Αυτό μειώνει σημαντικά την απόδοση της σφυρηλάτησης. Οι αποτελεσματικές διαδικασίες πρόληψης της οξείδωσης είναι κρίσιμες για τη βελτίωση της αξιοπιστίας και της οικονομίαςσφυρηλάτηση από κράμα τιτανίου.

 

(Ι) Μηχανισμός Σχηματισμού Στιβάδας Οξειδίου

Η επιφάνεια αντιδρά με το οξυγόνο στον κλίβανο για να σχηματίσει μια μεμβράνη οξειδίου τριών-στρώσεων κατά τη διάρκεια της θερμής σφυρηλάτησης.

Το φιλμ οξειδίου τριών-στρώσεων: ένα χαλαρό εξωτερικό στρώμα TiO2, ένα μεσαίο στρώμα μικτής φάσης TiO-Ti3O και ένα εσωτερικό στρώμα ευθραυστότητας -εμπλουτισμένου με οξυγόνο-.

Η -φάση είναι ο βασικός παράγοντας που καθορίζει την αστοχία σφυρηλάτησης και το πάχος της αυξάνεται εκθετικά με την άνοδο της θερμοκρασίας.

 

(II) Βασικοί παράγοντες που επηρεάζουν
Θερμοκρασία και χρόνος: Ο ρυθμός οξείδωσης αυξάνεται κατά 30% για κάθε άνοδο της θερμοκρασίας κατά 100 βαθμούς

Τύπος κράματος: -τα κράματα τιτανίου υφίστανται σημαντική οξείδωση στους 600 βαθμούς , ενώ τα -κράματα τιτανίου σχηματίζουν ένα εμφανές στρώμα οξειδίου μόνο σε θερμοκρασίες άνω των 980 μοιρών .

Ατμοσφαιρικό περιβάλλον: Η συγκέντρωση οξυγόνου στον κλίβανο καθορίζει τον ρυθμό οξείδωσης. Η προστασία από το άζωτο μπορεί να μειώσει τον ρυθμό και η προστασία αδρανούς αερίου προσφέρει καλύτερα αποτελέσματα.

 

Σφυρηλάτηση τιτανίου στο Ruihang

 

(Ι) Τεχνολογία Προστασίας Ατμόσφαιρας
Προστασία αδρανούς αερίου: Εισάγετε συνεχώς αργό ή ήλιο υψηλής-καθαρότητας (καθαρότητα μεγαλύτερη ή ίση με 99,99%), μειώνοντας το ποσοστό οξείδωσης κατά πάνω από 60%. Η Mitsubishi Electric χρησιμοποιεί προστασία αργού για να σταθεροποιεί το πάχος του στρώματος οξειδίου στα 0,1-0,3 mm, με ποσοστό πιστοποίησης 98%.

Έλεγχος περιβάλλοντος κενού: Ένας βαθμός κενού μεγαλύτερος ή ίσος με 10⁻3Pa μπορεί να απομονώσει πλήρως το οξυγόνο, κατάλληλο για βασικά εξαρτήματα υψηλής ακρίβειας, αλλά το κόστος του εξοπλισμού είναι σχετικά υψηλό.

Θέρμανση χαλαρού υλικού: Η θέρμανση με κόκκους μέσου επιτρέπει υψηλότερη απόδοση μεταφοράς θερμότητας, συντομεύοντας τον χρόνο έκθεσης σε υψηλή- θερμοκρασία και αναστέλλοντας την οξείδωση από την πηγή.

 

(II) Βελτιστοποίηση παραμέτρων διαδικασίας
Σταδιακός έλεγχος θερμοκρασίας: Ελέγξτε τη θερμοκρασία θέρμανσης στους 20-50 βαθμούς κάτω από τη θερμοκρασία transus για να μειώσετε την πάχυνση του στρώματος οξειδίου.

Ακριβής διαχείριση χρόνου: Βελτιστοποιήστε τη διαδρομή παραμόρφωσης μέσω αριθμητικής προσομοίωσης για να συντομεύσετε τον αναποτελεσματικό χρόνο παραμονής στη ζώνη υψηλής- θερμοκρασίας.

Στρατηγική ψύξης: Υιοθετήστε τη σταδιακή ψύξη για να αποφύγετε την οξείδωση μετά την{0}}σφυρηλάτηση υψηλής- θερμοκρασίας και να μειώσετε τον κίνδυνο θραύσης του στρώματος οξειδίου.

 

(III) Προστασία Τροποποίησης Επιφανειών

 

Τύπος διαδικασίας	Τεχνικές Παράμετροι	Βασικά πλεονεκτήματα	Σενάρια εφαρμογής
Προ{0}}θεραπεία οξείδωσης	Σχηματίστε ένα πυκνό φιλμ οξειδίου στους 300-400 βαθμούς	Ο ρυθμός αύξησης βάρους οξείδωσης μειώθηκε κατά 20% στους 500 βαθμούς	Στοιχεία υπηρεσίας μέσης- θερμοκρασίας
Ανοδική Οξείδωση	Τάση 20-60V, ηλεκτρολύτης H2SO4	Η αντοχή στη διάβρωση αυξήθηκε κατά 50%, το πάχος του φιλμ 10-30μm	Ιατρικά εμφυτεύματα, ηλεκτρονικά εξαρτήματα
Μικρο-οξείδωση τόξου (ΜΑΟ)	Ηλεκτρόλυση υψηλής τάσης στα 300-600 V, σύνθετη στρώση TiO2/Al2O3	Αντοχή σε θερμοκρασία ＞500 μοίρες, αντοχή στη φθορά και στη σπηλαίωση	Aero-λεπίδες κινητήρα, βαλβίδες θαλάσσης
B+(B-Al) Σύνθετη Διάχυση	Ενσωμάτωση στερεής σκόνης, ισοθερμική επεξεργασία στους 800 βαθμούς	Ο ρυθμός αύξησης βάρους οξείδωσης μειώθηκε κατά 83,5%, σκληρότητα 1800HV	Εξαρτήματα Gr5 σε συνθήκες εργασίας-υψηλής θερμοκρασίας

 

Σημείωση: Η τεχνολογία σύνθετης διάχυσης B+(B-Al) υιοθετεί έναν συνεργιστικό μηχανισμό φράγματος εξωτερικού στρώματος TiB2 + αυτοπροστασίας εσωτερικού στρώματος Al3Ti, με αποτέλεσμα αύξηση βάρους μόνο 7,24 g/m² για το κράμα Gr5 μετά από οξείδωση στους 8100 βαθμούς για ώρες.

 

(IV) Σύνθετο Σύστημα Προστασίας
Η συνδυασμένη διαδικασία "προ-οξείδωσης + επίστρωση σμάλτου γυαλιού + προστασία αργού" μπορεί ταυτόχρονα να βελτιώσει την ποιότητα και την πλαστικότητα της επιφάνειας. Τα πειράματα δείχνουν ότι τα σφυρήλατα από κράμα τιτανίου BT3-1 που έχουν υποστεί επεξεργασία με αυτόν τον συνδυασμό έχουν λεία επιφάνεια χωρίς ελαττώματα ψαριού και η επακόλουθη αποτελεσματικότητα καθαρισμού αυξάνεται κατά 40%.

 

(Ι) Μέθοδοι ανίχνευσης στιβάδας οξειδίου
Μικροσκοπική Ανάλυση: Παρατηρήστε τη δομή του στρώματος οξειδίου χρησιμοποιώντας Ηλεκτρονική Μικροσκοπία Σάρωσης (SEM) με ακρίβεια μέτρησης πάχους 0,1μm.

Ανίχνευση σύνθεσης: Χρησιμοποιήστε φασματική ανάλυση για να προσδιορίσετε τον βαθμό μόλυνσης με άζωτο και υδρογόνο, αποφεύγοντας τους κινδύνους ευθραυστότητας.

Αξιολόγηση απόδοσης: Ελέγξτε τη σταθερότητα του φιλμ οξειδίου χρησιμοποιώντας Ηλεκτροχημική Φασματοσκοπία Εμπέδησης (EIS), κατάλληλη για ιατρικά εμφυτεύματα.

(II) Διαδικασίες καθαρισμού στρωμάτων οξειδίου
Μηχανικός καθαρισμός: Η αμμοβολή μπορεί να αφαιρέσει 0,13-0,76 mm κλίμακας οξειδίου, απαιτώντας ποσοστό κάλυψης μεγαλύτερο ή ίσο με 200% για την αποφυγή ζημιών στο υπόστρωμα.

Χημικό Pickling: Ένα μικτό διάλυμα νιτρικού οξέος και υδροφθορικού οξέος αφαιρεί το - στρώμα θήκης με ρυθμό καθαρισμού 0,03 mm/min, αφαιρώντας 0,25-0,38 mm του επιφανειακού στρώματος σε μία μόνο επεξεργασία.

Τεχνολογίες επισκευής: Η επένδυση λέιζερ επιδιορθώνει ελαττώματα οπών με κόστος μόνο το 25% των νέων ανταλλακτικών. Η επαναβαφή PVD επιδιορθώνει την επικάλυψη επικάλυψης, με πρόσφυση που πληροί τα πρότυπα ASTM D3359.

 

(Ι) Αεροδιαστημικό Πεδίο
Εξαρτήματα: Λεπίδες συμπιεστή κινητήρα από κράμα τιτανίου Gr5, εξοπλισμός προσγείωσης.

Διαδικασία: Κεραμική στρώση ΜΑΟ + σφηνάκι, θέρμανση σε βαθμό κενού 10-3Pa.

Επίδραση: Πάχος στρώσης οξειδίου Λιγότερο ή ίσο με 0,2 mm, η αντοχή στην κόπωση αυξήθηκε κατά 30%, η ακεραιότητα της επίστρωσης ελέγχεται κάθε 500 ώρες πτήσης.

 

(ΙΙ) Ιατρικός Τομέας
Συστατικά: Τεχνητές αρθρώσεις, πλάκες οστών.
Διαδικασία: Ηλεκτρόλυση + ανοδική οξείδωση.
Αποτέλεσμα: Η βιοσυμβατότητα πληροί τα πρότυπα, ποσοστό συγκράτησης σύνθετης αντίστασης μεμβράνης οξειδίου ＞80% 2 χρόνια μετά την επέμβαση.

 

(III) Κλάδος Χημικής Βιομηχανίας

Εξαρτήματα: Πτερύγια αναδευτήρα αντιδραστήρα, φλάντζες.
Διαδικασία: Χημική παθητικοποίηση + επίστρωση PTFE.
Επίδραση: Βελτιωμένη αντίσταση στη διάβρωση, ετήσιος ρυθμός διάβρωσης Μικρότερος ή ίσος με 0,1 mm.

 

Η Ruihang ειδικεύεται στην Ε&Α, την παραγωγή και τις πωλήσεις προϊόντων υψηλής ποιότητας-τιτανίου και κραμάτων τιτανίου, συμπεριλαμβανομένων σφυρηλάτησης, σωλήνων, δακτυλίων, ράβδων, πλακών και άλλων προϊόντων τιτανίου κ.λπ. Για περισσότερες λεπτομέρειες, επικοινωνήστε μαζί μας μέσω του email:Sam.Rui@bjrh-titanium.com