Analýza technologie zesílení odolnosti proti opotřebení pro titanové tyče a titanové dráty

Mezi vady titanových materiálů patří nízká povrchová tvrdost, vysoký koeficient tření, špatná odolnost proti opotřebení a silné adhezivní opotřebení. Thetitanové materiály omezit jejich použití za podmínek vysokého-tření a vysokého{1}}zatížení.

 

 

1.1 Základní příčiny nízké odolnosti titanových materiálů proti opotřebení

Titan je vysoce chemicky aktivní. Má tendenci se spojovat s kontaktními materiály a vytvářet přenosové vrstvy při třecích procesech, což vede ke zvýšenému opotřebení. Jeho šestiúhelníková uzavřená-krystalová struktura má za následek slabou plastickou deformaci při pokojové teplotě a potíže s povrchovým kalením. Vykazuje také vysoký koeficient tření, rychlé opotřebení a náchylnost k opotřebení třením, což snižuje životnost součástí a stabilitu spojení.

 

1.2 Základní principy posilování odolnosti proti opotřebení

Připravte si povrchovou vrstvu o vysoké{0}}tvrdosti, aby odolala deformaci a abrazivnímu opotřebení.

Vytvořte mazaný nebo hladký povrch, abyste potlačili opotřebení lepidla.

Dosáhněte metalurgického spojení mezi zesílenou vrstvou a podkladem, abyste zabránili odlupování a odlupování.

Zachovejte mechanické vlastnosti podkladu, aby byla zajištěna nosnost-.

 

 

2.1 Technologie posílení termochemické úpravy

Technické přednosti: Iontové nauhličování urychluje pronikání uhlíkových iontů přes elektrické pole, vhodné pro štíhlé díly, jako jsou titanové dráty. Plazmová nitrooxidace optimalizuje houževnatost permeované vrstvy při optimální teplotě 750 stupňů, čímž se zabrání defektům křehkosti čisté nitridace.

 

2.2 Technologie zpevnění povrchových vrstev

Tvrdé povlaky se nanášejí na povrch titanových materiálů fyzikálními nebo chemickými metodami, aby se rychle zlepšila odolnost proti opotřebení a přizpůsobily se různým pracovním podmínkám.

 

2.2.1 Fyzikální depozice z plynné fáze (PVD)

Připravte nanokompozitní povlaky jako TiN a TiAlN s vysokou tvrdostí, výrazně snižující koeficient tření a rychlost opotřebení.

Husté zlaté povlaky TiN kombinují odolnost proti opotřebení a dekorativnost, vhodné pro lékařské a přesné díly.

V kombinaci s laserovou texturovací modifikací kompozitu lze výrazně zlepšit tvrdost substrátu a odolnost proti opotřebení.

 

2.2.2 Chemická depozice z plynné fáze (CVD)

Tvrdé povlaky, jako je DLC, jsou nanášeny vysokoteplotními chemickými reakcemi, vyznačují se extrémně vysokou tvrdostí, extrémně nízkým koeficientem tření a odolností proti opotřebení a chemické korozi, většinou používané v přesných strojích a biologických implantátech.

 

2.2.3 Tepelné nástřiky a laserové plátování

Připravte kompozitní povlaky s kovovou matricí se silnou odolností proti nárazu a vysokou odolností proti opotřebení.

Plátované kompozitní povlaky a in-situ vytvářejí keramické zpevněné fáze se stabilním výkonem při vysokých a nízkých teplotách.

Dopovací samomazné součásti pro dosažení integrované odolnosti proti opotřebení a snížení tření.

 

2.3 Technologie zesilování oxidace

2.3.1 Mikrooblouková oxidace (MAO) / plazmová elektrolytická oxidace (PEO)

Vysokonapěťový výboj titanových materiálů v elektrolytu tvoří 5–20 μm in-situ keramický film oxidu titaničitého, který zvyšuje tvrdost, odolnost proti opotřebení a odolnost proti korozi. Optimalizovaný elektrolyt může vysrážet tvrdé fáze pro další posílení výkonu.

 

2.3.2 Eloxování

Jednoduchý proces elektrochemického vytvoření oxidového filmu, který kombinuje zpevnění povrchu a barevné zdobení, vhodný pro funkční + dekorativní scénáře.

 

2.4 Technologie mechanického zpevňování a zpracování kompozitů

2.4.1 Povrchová nanokrystalizace

Zjemněte povrchová zrna na nanoměřítko pomocí mechanického zušlechťování, laserového šokového peeningu atd., čímž se zlepšuje tvrdost a odolnost proti opotřebení při zachování houževnatosti substrátu. Kompozitními procesy lze také dosáhnout integrované hydrofobnosti a odolnosti proti korozi.

 

2.4.2 Texturování povrchu

Uchovává olej za účelem tvorby filmů, zachycuje abrazivní částice a snižuje kontaktní tření, čímž účinně snižuje opotřebení.

 

2.4.3 Technologie kompozitního zpevňování

Nitrooxidace + laserové přetavení: připravte gradientem prostoupené vrstvy pro vyvážení tvrdosti a houževnatosti.

Laserové texturování + PVD povlak: synergický efekt pro výrazné snížení opotřebení.

Mikrooblouková oxidace + bezproudové pokovování Ni–P: keramická vrstva sladěná s kovovým povlakem pro zlepšení odolnosti proti nárazu a opotřebení.

 

 

3. Diferencované aplikace technologií pro posílení odolnosti proti opotřebení

3.1 Výběr technologie pro zesílení titanové tyče

Plazmová nitridace + laserové přetavování: vysoká tvrdost, nízká deformace, výrazně zlepšená odolnost proti opotřebení.

Nitro-oxidace: kombinuje odolnost proti opotřebení a odolnost proti korozi.

Mikro{0}}oblouková oxidace + DLC povlak: biokompatibilní a nízké tření.

Nauhličování + žárové stříkání z karbidu wolframu: odolnost proti vysokým teplotám a odolnost proti abrazivnímu opotřebení.

 

3.2 Klíčové body technologie zesílení titanového drátu

Titanové dráty mají malý průměr, velký poměr stran a jsou náchylné k deformaci, což vyžaduje speciální adaptivní procesy:

Iontové nauhličování: malá deformace, rovnoměrná vytvrzená vrstva.

PVD povlak: tenký a pružný, vhodný pro přesné lékařské a pružinové titanové dráty.

Mikro-oblouková oxidace: rovnoměrná tvorba filmu, většinou používaná v biomedicínských scénářích.

Nitridace + ošetření kompozitu laserovým šokovým peeningem: zlepšení odolnosti proti únavě a opotřebení leteckých titanových drátů.

 

4. Technologické srovnání a strategie výběru

Termochemická úprava: silná vazba, vhodná pro hromadnou výrobu, ale vysoká teplota a dlouhý cyklus.

PVD/CVD povlak: různé procesy, vysoké náklady, slabá odolnost proti nárazu.

Mikrooblouková oxidace: nízká cena, šetrná k životnímu prostředí-, vhodná pro hromadnou výrobu, nízký horní limit tvrdosti.

Laserové opláštění: extrémně vysoká odolnost proti opotřebení, drahé vybavení, pouze pro přizpůsobení.

Kompozitní proces: vynikající komplexní výkon, složitý proces, relativně vysoké náklady.

 

Principy výběru: Přizpůsobte se skutečným pracovním podmínkám, vyvažte výkon a náklady, přizpůsobte se struktuře a velikosti obrobku, upřednostněte vyspělé procesy, abyste zajistili stabilní kvalitu.

 

 

Společnost Ruihang, přímý výrobce a dodavatel titanu, se těší na spolupráci s vámi.E-mail:Sam.Rui@bjrh-titanium.com