Cum se analizează sistematic tehnologia de modificare a aliajelor de suprafață a plăcilor de titan?

Plăci de titansuferă de duritate insuficientă a suprafeței, rezistență la uzură, rezistență la oxidare la temperatură ridicată-și rezistență la uzură la frecare. În condiții complexe de lucru, acestea sunt predispuse la uzură, oxidare și coroziune, nereușind să îndeplinească cerințele-de servicii pe termen lung ale aplicațiilor-de ultimă generație. Aliarea la suprafață servește ca un proces principal de consolidare pentru plăcile de titan. Prin adoptarea de metode fizice, chimice și metalurgice de difuzare a elementelor de aliaj în stratul de suprafață al plăcilor, compoziția și microstructura stratului de suprafață sunt modificate. Pe premisa păstrării proprietăților inerente ale substratului, proprietățile suprafeței, inclusiv rezistența la uzură, rezistența la coroziune și rezistența la temperatură înaltă-, sunt îmbunătățite simultan.

 

 

Spre deosebire de acoperirile obișnuite, alierea de suprafață a plăcilor de titan formează un strat de gradient prin lipirea metalurgică prin difuzia elementului, eliminând riscul decojirea stratului de acoperire. Sub acțiunea energiei termice, elemente precum bor, azot, aluminiu și crom pătrund în stratul de suprafață de titan pentru a forma faze dure și restructura microstructura suprafeței, astfel încât să întărească performanța suprafeței într-un mod țintit.

 

 

1. Tratament termic chimic aliere

Nitrurare

Procesul cel mai larg adoptat. Nitrurarea la 500 ~ 650 de grade generează straturi dure de TiN și Ti₂N cu lipire puternică, rezistență excelentă la uzură și rezistență la uzură la frecare, care se aplică pe scară largă la componentele de precizie aerospațială. Dezavantajele sale includ cicluri lungi de prelucrare, straturi subțiri nitrurate la temperaturi scăzute, granule grosiere de substrat și ductilitate redusă la temperaturi ridicate.

Carburarea

Elementele de carbon difuzează în substrat pentru a forma un strat de TiC întărit, care poate crește rezistența la uzură a Ti-6Al{-4V de 3 până la 5 ori. Cu toate acestea, tinde să provoace oxidare la temperaturi ridicate, iar uniformitatea stratului carburat este supusă stării de suprafață a substratului, ceea ce îl face nepotrivit pentru piesele de titan de înaltă precizie cu pereți subțiri.

plictisitor

Produce straturi de TiB și TiB₂ cu duritate mare-cu rezistență optimă la uzură, rezistență la coroziune și rezistență la oxidare la-temperatură ridicată. Cu toate acestea, stratul modificat prezintă fragilitate ridicată și tinde să se crape la impact; procesul consumă, de asemenea, energie masivă și durează mult timp de procesare, așa că este rar folosit pentru componente de precizie.

Cimentarea metalelor

Elemente precum aluminiul, cromul și molibdenul sunt infiltrate pentru a forma un strat de gradient, în principal pentru oxidarea la temperatură înaltă-și rezistența la coroziune. Aluminizarea poate forma o peliculă densă de oxid, care se potrivește componentelor aerospațiale cu temperatură înaltă-. Principalul dezavantaj constă în rata de difuzie lentă a elementelor metalice, ceea ce face dificilă fabricarea straturilor groase modificate.

 

2. Aliere de suprafață cu fascicul de energie înalt-

Sursele de căldură cu energie înaltă-, inclusiv laserele și fasciculele de electroni, sunt utilizate pentru a topi stratul de suprafață al plăcilor de titan și al pulberilor de aliaj, formând straturi dense de aliaj in situ. Acest proces oferă efecte de întărire remarcabile cu parametri ajustabili și deteriorarea minimă a substratului.

Este împărțit în două moduri de procesare cu laser: acoperire cu pulbere pre-pusă și alimentare sincronă cu pulbere. Topirea rapidă și solidificarea rapidă prin tratament cu laser pot produce straturi modificate cu granulație fină-dense, cu grosime și compoziție reglabile. Pot fi preparate acoperiri funcționale, cum ar fi titan-cuprul și titan-argint, iar procesele optimizate pot reduce porii și fisurile fără a afecta performanța substratului.

Limitările sale implică echipamente scumpe, eficiență scăzută a producției de masă pentru procesarea pe zone mari-și dificultate mare în depanarea parametrilor procesului.

 

3. Aliere prin depunere de vapori

PVD

Acoperire cu vid la temperatură joasă-care oferă acoperiri netede și uniforme, fără daune termice și prezintă un mediu ecologic, îmbunătățind duritatea suprafeței și rezistența la uzură.

CVD

Formarea peliculei prin reacții în fază gazoasă-cu legături mai puternice cu film-substrat, capabile să prelucreze plăci de titan cu formă-specială.

Dezavantajele comune ale ambelor procese includ straturi subțiri modificate și durata de viață limitată la uzură, care sunt aplicabile numai în condițiile de lucru cu sarcină ușoară și -uzură redusă, mai degrabă decât în ​​scenariile industriale-încărcate grele.

 

 

1.Tratament termic chimic

Cost redus, potrivit pentru producția de masă și lipire puternică de film-substrat. Este folosit mai ales pentru protecția de bază la uzură și coroziune a pieselor industriale convenționale din titan, dar necesită cicluri lungi de procesare, poate deteriora substraturile la temperaturi ridicate și oferă doar îmbunătățirea unei-funcții.

 

2.Aliere cu fascicul de-energie ridicată cu laser

Performanță remarcabilă de întărire, acoperiri multi-funcționale personalizabile, deteriorare minoră a substratului, aplicabile pieselor de titan de-înaltă precizie în condiții extreme de lucru. Dezavantajele sale sunt costul ridicat al echipamentelor și eficiența scăzută pentru producția de masă.

 

3. Depunerea de vapori

Precizie ridicată de prelucrare, fără deformare a piesei de prelucrat și calitate superioară a suprafeței, ideal pentru piese de precizie-subțiri și materiale de titan medical sub sarcini ușoare. Cu toate acestea, stratul subțire modificat nu poate rezista la abraziunea cu sarcini grele-.

 

Principii de selecție

Piese de prelucrat-produse în masă-încărcate grele: tratament termic chimic

Piese personalizate de precizie-de vârf pentru industria aerospațială și medicală: aliaje cu laser

Componente cu pereți subțiri-de înaltă precizie{{1}, cu cerințe reduse de uzură: depunere de vapori

 

 

Ruihang, ca producător direct de produse din titan, furnizează materii prime de calitate optimă pentru producția dumneavoastră de componente de precizie. Dacă aveți nevoie de achiziție pentru plăci de titan, vă rugăm să nu ezitați să ne contactați prin e-mail:Sam.Rui@bjrh-titanium.com