Teknologi Perawatan Permukaan Tempa Titanium

Tempa titaniummelayani di lingkungan yang keras di bidang mesin luar angkasa, kimia, dan medis, yang membutuhkan kualitas permukaan yang sangat tinggi. Cacat permukaan pada blanko rentan menyebabkan kegagalan. Perawatan permukaan ilmiah dapat memperkuat dan memodifikasi permukaan, meningkatkan kualitas dan memperpanjang masa pakai, serta memastikan keselamatan dalam kondisi kerja yang ekstrim.

 

 

Ini mengacu pada modifikasi komposisi kimia, struktur organisasi, atau karakteristik morfologi permukaan material melalui metode fisik, kimia, elektrokimia, atau lainnya. Hal ini dapat mencapai tujuan fungsional seperti peningkatan ketahanan terhadap korosi, peningkatan ketahanan aus, dan optimalisasi biokompatibilitas.

 

 

 

(I) Pasifasi Kimia: Biaya Rendah

Pasivasi kimia melibatkan perendaman tempa titanium dalam larutan kimia untuk membentuk film pasivasi TiO₂ padat yang mengisolasi korosi. Proses arus utama industri menggunakan 20-30% asam nitrat untuk perendaman selama 30 menit, membentuk film 5-15nm. Keunggulannya adalah kesederhanaan, biaya rendah, dan efisiensi tinggi, dengan dampak minimal terhadap dimensi. Cocok untuk perlindungan batch tempa titanium dalam kondisi kerja konvensional, banyak digunakan dalam flensa kimia dan komponen energi biasa.

 

Namun, film ini relatif tipis, tidak mampu menahan korosi yang kuat dan tekanan tinggi, serta tidak dapat diterapkan pada kondisi kerja yang ekstrim.

 

(II) Anodisasi: Skenario Presisi

Anodisasi adalah proses elektrokimia. Tempa titanium diolah dengan elektrolit asam sulfat di bawah tegangan 20-60V untuk membentuk film oksida 10-30μm. Ketahanan korosinya lebih dari 50% lebih tinggi dibandingkan pasivasi kimia. Warna film dapat disesuaikan, menggabungkan sifat fungsional dan dekoratif, dan struktur berpori dapat mengoptimalkan biokompatibilitas. Sangat cocok untuk implan ortopedi medis dan komponen titanium elektronik presisi.

 

Kerugiannya adalah film ini rapuh, tidak mampu menahan benturan keras, dan harus digunakan dengan hati-hati dalam kondisi kerja-keausan tinggi dan-kelelahan tinggi.

 

(III) Oksidasi Microarc : Kondisi Kerja Ekstrim

Microarc Oxidation (MAO) is a high-end electrochemical technology. High-voltage (300-600V) induced microarc discharge generates a 50-100μm TiO₂/Al₂O₃ composite ceramic film on the surface of titanium forgings. The film-substrate bonding is tight, featuring excellent corrosion resistance, high-temperature resistance (>500 derajat), kekerasan tinggi, dan ketahanan aus. Ini adalah solusi perlindungan inti untuk komponen titanium dalam kondisi kerja ekstrem, cocok untuk komponen utama mesin dirgantara dan teknik kelautan.

 

Kelemahannya adalah peningkatan kekasaran permukaan dan biaya tinggi, sehingga membatasi penerapannya hanya pada-skenario kelas atas.

 

(IV) Shot Peening: Komponen Di Bawah Stres Kelelahan Tinggi

Shot peening adalah proses modifikasi fisik. Proyektil-berkecepatan tinggi menghantam tempa titanium untuk membentuk lapisan tegangan tekan 0,1-0,3 mm dengan tingkat cakupan lebih besar dari atau sama dengan 200%. Hal ini dapat menghambat retakan akibat kelelahan, meningkatkan ketahanan terhadap kelelahan hingga lebih dari 30%, dan memperpanjang masa pakai komponen di bawah tekanan tinggi, yang dirancang khusus untuk bagian-bagian penting yang mengalami beban bolak-balik.

 

Catatan: Kekasaran permukaan sedikit meningkat, dan pemolesan selanjutnya diperlukan untuk komponen dengan presisi sangat-tinggi-.

 

(V) Deposisi Uap Fisik (PVD): Teknologi Pelapisan Presisi

PVD adalah teknologi pelapisan vakum dengan lapisan ultra-keras . Ini mengurangi gesekan dan keausan tanpa merusak kinerja media, dan parameternya dapat disesuaikan untuk mendukung penyesuaian. Cocok untuk komponen-keausan tinggi seperti roda gigi dan bantalan titanium.

 

Keterbatasan: Lapisannya tipis dan tidak mampu menahan benturan, serta biaya persiapannya tinggi.

 

(VI) Elektropolishing: Bidang Biomedis

Pemolesan elektro menggunakan elektrolit berbasis asam fosfat-untuk perataan dan pemurnian elektrokimia, menghasilkan permukaan titanium dengan Ra Kurang dari atau sama dengan 0,1μm. Teknologi ini menghilangkan cacat retakan mikro dan menawarkan biokompatibilitas yang sangat baik, terutama digunakan untuk implan medis dan juga berlaku untuk-skenario kemurnian tinggi seperti semikonduktor.

 

Kekurangan: Konsumsi energi tinggi, efisiensi rendah, kontrol parameter yang ketat, dan ketidakmampuan melakukan pemrosesan konvensional batch.

 

 

Pemilihan proses perawatan permukaan untuk tempa titanium harus mengikuti prinsip "adaptasi kondisi kerja, prioritas kinerja, dan pengendalian biaya", dengan mempertimbangkan sifat material, lingkungan layanan, persyaratan fungsional, dan efisiensi ekonomi secara komprehensif.

• Untuk bilah kompresor mesin aero-yang memerlukan ketahanan suhu dan ketahanan lelah terhadap korosi, proses gabungan "oksidasi busur mikro + peening tembakan" diterapkan.
• Untuk dayung agitator pada reaktor kimia yang memerlukan ketahanan terhadap korosi yang kuat, kombinasi-anti-korosi berbiaya rendah berupa "pasivasi kimia + lapisan PTFE" dipilih.
• Untuk sambungan buatan medis yang memerlukan biokompatibilitas dan ketahanan aus, "pemolesan elektro + anodisasi" digunakan untuk memastikan kebersihan dan osseointegrasi.
• Untuk batang katup katup teknik kelautan yang memerlukan ketahanan terhadap korosi dan erosi air laut, solusi utamanya adalah oksidasi mikroarc + perlindungan anoda korban.

 

Sifat material juga mempengaruhi pemilihan proses:

Titanium murni komersial (Gr1/Gr2) cocok untuk lingkungan korosif konvensional, dengan pasivasi kimia sebagai pilihan yang lebih disukai.

Gr5 (Ti-6Al-4V) berfungsi pada suhu tinggi memerlukan lapisan penghalang termal.

-jenis paduan titanium harus menghindari proses yang melibatkan media yang mengandung hidrogen-untuk mencegah penggetasan hidrogen.

 

Ruihang, sebagai produsen profesional produk titanium dan paduan titanium, memasok tempa, pelat, batangan, pipa, kabel, bagian titanium dan paduan titanium berkualitas tinggi. Untuk detailnya, silakan hubungi kami melalui email:Sam.Rui@bjrh-titanium.com