Завдяки їх комплексним властивостям-зокрема високою питомою міцністю, низькою щільністю, високо-температурною стійкістю, не-магнітними характеристиками та чудовою біосумісністю-титанові сплавистали основними, критично важливими матеріалами в аерокосмічній промисловості, обороні, медичних приладах, високо-хімічній промисловості та цивільному точному виробництві. Однак титанові сплави за своєю природою страждають від таких недоліків, як низька поверхнева твердість, низька зносостійкість і слабка стійкість до контактної корозії. За складних умов експлуатації, зворотно-поступального тертя, контакту з різнорідними металами та висококорозійних середовищ вони дуже сприйнятливі до зносу та корозії, що значно обмежує термін служби та межі застосування компонентів із титанового сплаву.
Щоб подолати ці обмеження продуктивності титанових сплавів, широко застосовуються різні технології модифікації поверхні. Серед них мікро-дугове окислення (MAO)-новий-процес обробки поверхні керамізацією на місці-створює щільну, високо-тверду та корозійно-стійку керамічну оксидну плівку безпосередньо на поверхні титанового сплаву. Це значно підвищує зносостійкість підкладки, стійкість до корозії, електричну ізоляцію та стійкість до ударів, що робить MAO провідним прогресивним процесом високо-поверхневого зміцнення титанових сплавів сьогодні.
I. Принципи та етапи процесу мікро-технології дугового оксидування титанових сплавів
Мікро-дугове окислення – це високо-енергетична електрохімічна технологія модифікації поверхні, розроблена на основі звичайного анодування. У цьому процесі заготовки з титанового сплаву поміщаються в спеціальну систему електроліту. Електричне поле високої-напруги використовується для руйнування поверхневого шару пасивації. Під комбінованим впливом електрохімічних, термохімічних і плазмо-хімічних процесів поверхня сплаву зазнає миттєвого високотемпературного-плавлення, спікання та фазового перетворення, що призводить до-ростання на місці шару керамічного оксиду, металургійно зв’язаного з підкладкою.
Повний процес мікро-окиснення можна розділити на чотири основні етапи:
Етап 1: перед-стадія іскри. На початку поточного нанесення велика кількість кисню швидко виділяється з поверхні заготовки, утворюючи шар газового ущільнення та швидко створюючи щільну ізоляційну пасиваційну плівку. Щільність струму миттєво зростає до свого піку, а потім швидко падає, закладаючи основу для подальшого пробою та ініціювання іскри.
Етап 2: Етап іскрового розряду. Оскільки напруга продовжує зростати, пасиваційна плівка в слабких місцях руйнується одна за одною, утворюючи канал плазмового розряду між електродами. На поверхні заготовки з’являються численні дрібні блукаючі іскри, місця руйнування зміщуються випадковим чином, і плівка починає зароджуватися та рости.
Етап 3: Етап стабілізації мікро-дуги. У міру того, як процес триває, розсіяні іскри поступово перетворюються на стійкі мікро-дуги; інтенсивність дуг зростає, кількість їх зменшується, а рух прискорюється. Товщина плівки продовжує збільшуватися, опір заготовки неухильно зростає, а струм має тенденцію до стабілізації. Це основний етап, під час якого керамічна плівка переважно потовщується та ущільнюється.
Етап 4: Етап завершення локалізованої дуги. Ближче до кінця процесу кількість поверхневих дугових плям значно зменшується, сповільнюється їх рух і зменшується густина струму. Структура покриття стає однорідною і щільною, дефекти значно зменшуються, і в кінцевому підсумку утворюється керамічний армуючий шар з надзвичайно сильною адгезією і рівномірною товщиною. Завдяки цій чотири-етапній безперервній реакції поверхня заготовки піддається плазмовому бомбардуванню, плавленню та дифузії, спіканню та фазовому перетворенню, а також швидкому затвердінню, що в кінцевому підсумку призводить до утворення керамічного покриття, яке не відшаровується, має високу міцність з’єднання та має високу стабільність.
II. Основні переваги процесу мікро-дугового оксидування
Порівняно з традиційними методами обробки поверхні, такими як напилення, гальванічне покриття та звичайне анодування, технологія мікро-дугового оксидування титанового сплаву пропонує явні переваги:
1. Надзвичайно висока міцність з’єднання: покриття росте на місці на підкладці, утворюючи металургійне з’єднання, яке запобігає розшаруванню або відшаровуванню та забезпечує чудову стійкість до ударів і стирання.
2. Властивості покриття, які можна контролювати: регулюючи такі параметри, як склад електроліту, напруга, струм, частота та температура, можна точно контролювати товщину, щільність, твердість та стійкість до корозії покриття, щоб досягти індивідуальної функціональності.
3. Відсутність пошкодження підкладки: хоча локальна температура під час мікро-дугового розряду може сягати кількох тисяч К, загальне підвищення температури заготовки є надзвичайно низьким (температура підкладки < 300 градусів). Цей процес не змінює механічні властивості підкладки з титанового сплаву та не створює ризику деформації або розм’якшення під час відпалу.
4. Потужна здатність до нанесення покриття на всю-площу: не обмежений структурою заготовки, процес забезпечує рівномірне покриття на складних внутрішніх порожнинах, нерівномірних вигнутих поверхнях, краях і кутах, а також на мікро-порах, що робить його придатним для всіх типів точних і складних титанових компонентів.
5. Простий процес і висока економічна-ефективність: висока-температура або вакуум не потрібні; процес попередньої обробки простий; метод є екологічно чистим і підходить для-великомасштабного промислового виробництва.
6. Чудова загальна продуктивність: поєднує в’язкість металу з високою твердістю й корозійною стійкістю кераміки, значно зменшуючи поверхневий коефіцієнт тертя й ретельно вирішуючи-загальнопромислові проблеми титанових сплавів, які схильні до зношування та корозії.
Висновок
Через властиві їм недоліки-низьку твердість, низьку зносостійкість і низьку стійкість до контактної корозії-титанові сплави стикаються з обмеженнями-у високоякісних, вимогливих застосуваннях. Мікро-дугове оксидування (MAO), як високоефективний, екологічно чистий, -підкладний і економічно-ефективний-процес модифікації кераміки на місці, може фундаментально усунути недоліки характеристик поверхні титанових сплавів, значно підвищивши зносостійкість, стійкість до корозії, теплоізоляцію та стабільність поверхні. Завдяки безперервній оптимізації електролітних систем і ітераційному вдосконаленню електричних параметрів технологія мікро-дугового окислення ще більше подолає технічні бар’єри. Це дозволить досягти більшого{11}}промислового впровадження у високоякісних галузях, таких як аерокосмічна промисловість, морське машинобудування, високоякісне{13}}обладнання та медичні прилади, ставши ключовим ключовим процесом, який спрямовує промисловість титанових сплавів до вищого-кінцевого, більш точного та довговічного-продукту.
Електронна-пошта:garychen3215@hotmail.com
Адреса: No.35, Baoti Rd, Baoji city, Shaanxi Province, China
Контактна особа: пан Гері Чен
Телефон: +86-917-8883215
Мобільний/WhatsApp: +86 13092900605
