Jak systematicky analyzovat technologii modifikace povrchové legování titanových desek?

Titanové deskytrpí nedostatečnou tvrdostí povrchu, odolností proti opotřebení, odolností proti oxidaci při vysokých{0}}teplotách a odolností proti opotřebení. Ve složitých pracovních podmínkách jsou náchylné k opotřebení, oxidaci a korozi a nesplňují dlouhodobé-požadavky na služby špičkových-aplikací. Povrchové legování slouží jako hlavní proces zpevňování titanových desek. Přijetím fyzikálních, chemických a metalurgických metod k difuzi slitinových prvků do povrchové vrstvy desek se mění složení a mikrostruktura povrchové vrstvy. Na základě předpokladu zachování inherentních vlastností substrátu se současně zlepší povrchové vlastnosti včetně odolnosti proti opotřebení, odolnosti proti korozi a odolnosti proti vysokým -teplotám.

 

 

Na rozdíl od běžných povlaků tvoří povrchové legování titanových plátů gradientovou vrstvu prostřednictvím metalurgického spojení prostřednictvím difúze prvků, čímž se eliminuje riziko odlupování povlaku. Působením tepelné energie pronikají prvky jako bor, dusík, hliník a chrom do povrchové vrstvy titanu, aby vytvořily tvrdé fáze a restrukturalizovaly mikrostrukturu povrchu, aby se cíleně posílila výkonnost povrchu.

 

 

1. Chemické tepelné zpracování Legování

Nitridace

Nejrozšířenější proces. Nitridace při 500~650 stupních generuje tvrdé vrstvy TiN a Ti₂N se silnou vazbou, vynikající odolností proti opotřebení a odolností proti opotřebení, což je široce používáno u přesných součástí v leteckém průmyslu. Mezi jeho nevýhody patří dlouhé zpracovatelské cykly, tenké nitridované vrstvy při nízkých teplotách, hrubá zrna substrátu a snížená tažnost za vysokých teplot.

Nauhličování

Uhlíkové prvky difundují do substrátu a vytvářejí vytvrzenou vrstvu TiC, která může zvýšit odolnost Ti-6Al-4V proti opotřebení 3 až 5krát. Má však tendenci způsobovat oxidaci při vysokých teplotách a stejnoměrnost nauhličované vrstvy závisí na stavu povrchu substrátu, takže je nevhodný pro tenkostěnné vysoce přesné titanové díly.

Boriding

Vytváří vysoce{0}}tvrdé vrstvy TiB a TiB₂ s optimální odolností proti opotřebení, odolností proti korozi a odolností proti oxidaci při vysokých-teplotách. Přesto se modifikovaná vrstva vyznačuje vysokou křehkostí a má tendenci praskat při nárazu; proces také spotřebovává obrovskou energii a trvá dlouhou dobu zpracování, takže se zřídka používá pro přesné součásti.

Kovová cementace

Prvky, jako je hliník, chrom a molybden, jsou infiltrovány, aby vytvořily gradientní vrstvu, zejména kvůli oxidaci při vysokých{0}}teplotách a odolnosti proti korozi. Hliníkování může vytvořit hustý oxidový film, který se hodí pro vysokoteplotní -komponenty leteckého průmyslu. Hlavní nevýhoda spočívá v pomalé rychlosti difúze kovových prvků, což ztěžuje výrobu silných modifikovaných vrstev.

 

2. Povrchová slitina s vysokým-paprskem

K roztavení povrchové vrstvy titanových plátů a slitinových prášků se používají vysokoenergetické zdroje tepla, včetně laserů a elektronových paprsků, čímž se in situ vytvářejí husté slitinové vrstvy. Tento proces přináší pozoruhodné zpevňovací účinky s nastavitelnými parametry a minimálním poškozením substrátu.

Je rozdělen do dvou režimů laserového zpracování: před-nanášení práškového laku a synchronní podávání prášku. Rychlým tavením a rychlým tuhnutím pomocí laserového ošetření lze vytvořit jemnozrnné -husté modifikované vrstvy s nastavitelnou tloušťkou a složením. Lze připravit funkční povlaky, jako je titan-měď a titan{5}}stříbro, a optimalizované procesy mohou redukovat póry a praskliny, aniž by se zhoršila výkonnost substrátu.

Mezi jeho omezení patří drahé vybavení, nízká efektivita hromadné výroby pro velkoplošné zpracování-a vysoká obtížnost ladění parametrů procesu.

 

3. Legování napařováním

PVD

Niz

CVD

Tvorba filmu prostřednictvím reakcí v plynné-fázi se silnější vazbou filmového-substrátu, schopného zpracovat speciální-tvarované titanové desky.

Společné nevýhody obou procesů zahrnují tenké modifikované vrstvy a omezenou životnost opotřebení, které lze použít pouze v podmínkách nízkého{0}}zatížení a nízkého{1}}opotřebení, nikoli v průmyslových scénářích s velkým-zátěžem.

 

 

1. Chemické tepelné zpracování

Nízká cena, vhodná pro hromadnou výrobu a silné lepení filmového-podkladu. Většinou se používá pro základní ochranu proti opotřebení a korozi konvenčních průmyslových titanových dílů, ale vyžaduje dlouhé cykly zpracování, může poškodit substráty při vysokých teplotách a poskytuje pouze vylepšení jedné-funkce.

 

2. Laserové vysoko{1}}legování pomocí paprsku energie

Vynikající zpevňovací výkon, přizpůsobitelné multifunkční povlaky, menší poškození substrátu, použitelné na vysoce přesné titanové díly v extrémních pracovních podmínkách. Jeho nevýhodou jsou vysoké náklady na zařízení a nízká účinnost pro hromadnou výrobu.

 

3. Depozice par

Vysoká přesnost zpracování, žádná deformace obrobku a vynikající kvalita povrchu, ideální pro tenkostěnné přesné díly a lékařské titanové materiály při nízkém zatížení. Tenká modifikovaná vrstva však nemůže odolat silnému-otěru.

 

Principy výběru

Hromadně-vyráběné obecně těžké-obrobky: chemické tepelné zpracování

Zakázkové špičkové{0}}přesné díly pro letecký a lékařský průmysl: laserové legování

Vysoce{0}}přesné tenkostěnné-komponenty s nízkými požadavky na opotřebení: napařování

 

 

Ruihang, jako přímý výrobce titanových produktů, dodává suroviny optimální kvality pro vaši výrobu přesných součástí. Pokud máte nějaké požadavky na nákup titanových desek, neváhejte nás kontaktovat prostřednictvím e-mailu:Sam.Rui@bjrh-titanium.com