Kapsamlı özellikleri sayesinde-yüksek spesifik güç, düşük yoğunluk, yüksek-sıcaklık direnci,-manyetik olmayan özellikler ve mükemmel biyouyumluluk- dahiltitanyum alaşımlarıhavacılık, savunma, tıbbi cihaz, ileri teknoloji kimyasallar ve sivil hassas imalat sektörlerinde{0} temel, kritik malzemeler haline geldi. Bununla birlikte, titanyum alaşımları doğası gereği düşük yüzey sertliği, zayıf aşınma direnci ve temas korozyonuna karşı zayıf direnç gibi dezavantajlara sahiptir. Karmaşık çalışma koşulları, karşılıklı sürtünme, farklı metal teması ve son derece korozif ortamlar altında, aşınmaya ve korozyon arızasına karşı oldukça hassastırlar; bu da titanyum alaşımlı bileşenlerin servis ömrünü ve uygulama sınırlarını ciddi şekilde sınırlandırır.
Titanyum alaşımlarının bu performans sınırlamalarının üstesinden gelmek için çeşitli yüzey modifikasyon teknolojileri yaygın olarak benimsenmiştir. Bunlar arasında, mikro-ark oksidasyonu (MAO)-yeni bir-yerinde seramikleştirme yüzey işleme işlemi-, doğrudan titanyum alaşımlı yüzey üzerinde yoğun, yüksek-sertlik ve korozyona- oldukça dirençli bir seramik oksit filmi oluşturur. Bu, alt tabakanın aşınma direncini, korozyon direncini, elektrik yalıtımını ve darbe direncini önemli ölçüde artırır ve MAO'yu günümüzde titanyum alaşımlarının üst düzey yüzey güçlendirmesi için önde gelen gelişmiş süreç haline getirir.
I. Titanyum Alaşımları için Mikro-Ark Oksidasyon Teknolojisinin Prensipleri ve Proses Aşamaları
Mikro-ark oksidasyonu, geleneksel anotlamadan geliştirilen yüksek-enerjili bir elektrokimyasal yüzey modifikasyon teknolojisidir. Bu süreçte titanyum alaşımlı iş parçaları özel bir elektrolit sistemine yerleştirilir. Yüzey pasifleştirme katmanını parçalamak için yüksek-voltajlı bir elektrik alanı kullanılır. Elektrokimyasal, termokimyasal ve plazma-kimyasal süreçlerin birleşik etkileri altında, alaşım yüzeyi anında yüksek- sıcaklıkta erimeye, sinterlemeye ve faz dönüşümüne maruz kalır, bu da alt tabakaya metalurjik olarak bağlanan bir seramik oksit tabakasının yerinde -büyümesine neden olur.
Tam mikro-ark oksidasyon büyüme süreci dört temel aşamaya ayrılabilir:
1. Aşama: Ön-kıvılcım Aşaması. Mevcut uygulamanın başlangıcında, iş parçası yüzeyinden hızla büyük miktarda oksijen çökelerek bir gaz sızdırmazlık katmanı oluşturur ve hızla yoğun, yalıtkan bir pasifleştirme filmi oluşturur. Akım yoğunluğu, hızla düşmeden önce anında zirveye çıkar ve daha sonraki arıza ve kıvılcımın başlatılması için temel oluşturur.
Aşama 2: Kıvılcım Deşarj Aşaması. Gerilim artmaya devam ettikçe zayıf noktalardaki pasifleştirme filmi birer birer parçalanarak elektrotlar arasında bir plazma deşarj kanalı oluşturulur. İş parçası yüzeyinde çok sayıda küçük, başıboş kıvılcımlar beliriyor, arıza yerleri rastgele değişiyor ve film çekirdeklenmeye ve büyümeye başlıyor.
Aşama 3: Mikro-ark Stabilizasyon Aşaması. Süreç devam ettikçe, dağınık kıvılcımlar yavaş yavaş kararlı mikro-yaylara dönüşür; yayların yoğunluğu artar, sayıları azalır ve hareketleri hızlanır. Film kalınlığı artmaya devam eder, iş parçası direnci istikrarlı bir şekilde artar ve akım stabilize olma eğilimindedir. Bu, seramik filmin öncelikle kalınlaştığı ve yoğunlaştığı çekirdek aşamadır.
Aşama 4: Lokalize Yay Sonuç Aşaması. Sürecin sonuna doğru yüzey ark noktalarının sayısı önemli ölçüde azalır, hareketleri yavaşlar ve akım yoğunluğu azalır. Kaplama yapısı tekdüze ve yoğun hale gelir, kusurlar büyük ölçüde azalır ve sonuçta son derece güçlü yapışma ve eşit kalınlıkta bir seramik takviye katmanı oluşturulur. Bu dört-aşamalı sürekli reaksiyon yoluyla, iş parçası yüzeyi plazma bombardımanına, erime ve difüzyona, sinterlemeye ve faz dönüşümüne ve hızlı katılaşmaya maruz kalır; sonuçta soyulmayan, yüksek bağlanma mukavemeti sergileyen ve yüksek stabiliteye sahip bir seramik kaplama elde edilir.
II. Mikro-Ark Oksidasyon Sürecinin Temel Avantajları
Püskürtme, elektrokaplama ve geleneksel anotlama gibi geleneksel yüzey işleme yöntemleriyle karşılaştırıldığında, titanyum alaşımlı mikro{0}ark oksidasyon teknolojisi belirgin avantajlar sunar:
1. Son derece yüksek yapışma mukavemeti: Kaplama, alt tabaka üzerinde yerinde büyüyerek, delaminasyonu veya soyulmayı önleyen ve mükemmel darbe ve aşınma direnci sağlayan metalurjik bir bağ oluşturur.
2. Kontrol Edilebilir Kaplama Özellikleri: Elektrolit bileşimi, voltaj, akım, frekans ve sıcaklık gibi parametrelerin ayarlanmasıyla kaplamanın kalınlığı, yoğunluğu, sertliği ve korozyon direnci, özelleştirilmiş işlevsellik elde etmek için hassas bir şekilde kontrol edilebilir.
3. Alt tabakaya zarar gelmez: Mikro-ark deşarjı sırasında yerel sıcaklık birkaç bin K'ye ulaşabilse de, iş parçasının genel sıcaklık artışı son derece düşüktür (alt tabaka sıcaklığı < 300 derece). Bu işlem, titanyum alaşımlı alt tabakanın mekanik özelliklerini değiştirmez ve deformasyon veya tavlama yumuşaması riski oluşturmaz.
4. Güçlü Tüm-Alan Kaplama Yeteneği: İş parçası yapısıyla sınırlandırılmayan süreç, karmaşık iç boşluklar, düzensiz kavisli yüzeyler, kenarlar ve köşeler ve mikro-gözenekler üzerinde tekdüze kaplamaya olanak tanır ve bu da onu her tür hassas ve karmaşık titanyum bileşen için uygun hale getirir.
5. Basit süreç ve yüksek-maliyet etkinliği: Yüksek-sıcaklık veya vakum ortamlarına gerek yoktur; ön arıtma süreci basittir; yöntem çevre dostudur ve büyük-ölçekli endüstriyel üretime uygundur.
6. Mükemmel genel performans: Metalin sağlamlığını seramiğin yüksek sertliği ve korozyon direnciyle birleştirerek yüzey sürtünme katsayısını önemli ölçüde azaltır ve endüstrinin-aşınmaya ve korozyona eğilimli titanyum alaşımlarıyla ilgili zorlukları kapsamlı bir şekilde ele alır.
Çözüm
Titanyum alaşımları, doğal eksiklikleri nedeniyle-düşük sertlik, zayıf aşınma direnci ve temas korozyonuna karşı zayıf direnç-itanyum alaşımları, üst düzey, zorlu uygulamalarda sınırlamalarla karşı karşıyadır. Yüksek verimli, çevre dostu, alt tabaka-dostu ve uygun maliyetli, yerinde seramik modifikasyon işlemi olan mikro-ark oksidasyonu (MAO), temel olarak titanyum alaşımlarının yüzey performansı eksikliklerini giderebilir ve iş parçasının aşınma direncini, korozyon direncini, ısı yalıtımını ve yüzey stabilitesini önemli ölçüde artırabilir. Elektrolit sistemlerinin sürekli optimizasyonu ve elektrik parametrelerinin tekrar tekrar iyileştirilmesiyle, mikro-ark oksidasyon teknolojisi teknik engelleri daha da aşacak. Havacılık, denizcilik mühendisliği, ileri teknoloji ekipmanlar ve tıbbi cihazlar gibi ileri teknoloji alanlarda-daha büyük ölçekli endüstriyel uygulamaya ulaşacak ve titanyum alaşımı endüstrisini daha yüksek teknolojiye sahip, daha hassas ve daha{15}uzun ömürlü ürünlere yönlendiren temel bir temel süreç haline gelecektir.
E-posta:garychen3215@hotmail.com
Adres: No.35, Baoti Rd, Baoji şehri, Shaanxi Eyaleti, Çin
İletişim: Bay Gary Chen
Telefon: +86-917-8883215
Mobil/WhatsApp: +86 13092900605
