Existuje mnoho metod povrchové úpravy titanu, včetně iontové nitridace (nebo plazmové nitridace), povrchové depozice nitridu titanu, iontové implantace, povrchového legování a povrchového nástřiku keramických povlaků.
1. Technologie přípravy povlaků odolných vůči vysokým teplotám a opotřebení pro součásti z titanové slitiny
1) Technologie přípravy nátěru odolného proti opotřebení
Opotřebení je jednou z hlavních příčin selhání mechanických dílů, tvoří přibližně 60 % až 80 % selhání mechanických dílů a má velký vliv na životnost a spolehlivost mechanických dílů. Odolnost proti opotřebení titanu a titanových slitin je relativně nízká, koeficient tření je velký a je náchylný k selhání opotřebení. Technologie přípravy povlaku odolného proti opotřebení je důležitým prostředkem ke zlepšení odolnosti titanu a jeho slitin proti opotřebení. V současné době mezi více prozkoumané procesní metody patří tepelné stříkání, galvanické pokovování a chemické pokovování, napařování, technologie iontové implantace, nitridace a 170 námořní nitridace. Technické titanové kovové materiály uhlík, boronizace, mikrooblouková oxidace a technologie povrchové úpravy kompozitů atd.
2) Technologie přípravy povlaku odolná vysokým teplotám
Při použití titanových slitin v lodních plynových turbínách byly kladeny vyšší požadavky na jejich odolnost proti oxidaci při vysokých teplotách. Když se titan používá jako lopatky plynové turbíny atd., má špatnou odolnost vůči oxidaci za vysokých teplot a je náchylný ke "kyslíkovému křehnutí". To znamená, že po dlouhodobém působení vzduchu o vysoké teplotě se na povrchu titanu vytvoří křehká vrstva oxidu, která zkřehne slitinu titanu a sníží tažnost. Může dosáhnout až 50 %. Je však obtížné současně zlepšit odolnost titanových slitin proti oxidaci pomocí návrhu optimalizace složení slitiny nebo metod řízení mikrostruktury. K jeho vylepšení je třeba použít technologie povrchové úpravy a povrchové úpravy.
3) Technologie přípravy povlaku odolná proti opotřebení při vysokých teplotách
Lodní plynové turbíny podléhají opotřebení při vysokých teplotách. V důsledku dvojího vlivu opotřebení a vysoké teploty se rychlost poškození součástí zrychluje. Proto je velmi důležité studovat mechanismus vysokoteplotního opotřebení, navrhnout vysokoteplotní povlaky odolné proti opotřebení a zlepšit odolnost proti opotřebení při vysokých teplotách. význam. Keramické materiály jsou většinou kombinovány s iontovými vazbami a kovalentními vazbami. Mají vysokou energii chemické vazby a silnou meziatomovou vazebnou sílu, díky čemuž mají keramické materiály výhody vysokého bodu tání, vysoké tvrdosti, vysoké chemické stability a nízkého koeficientu tření. Prostřednictvím plazmového nástřiku a laserového plátování Technologie dokáže připravit keramický povlak na povrchu titanové slitiny za vzniku kompozitu keramické titanové slitiny. Současné metody přípravy zahrnují plazmový nástřik nano-keramického povlaku, studený nástřik nano-TiO2 povlak, laserový nástřik a laserové plátování.
2. Technologie přípravy povlaků snižujících tření a odolných proti opotřebení na součástech ze slitin titanu
1) Technologie přípravy antifrikčního povlaku
V reakci na požadavky na snížení tření součástí, jako jsou lodní ozubená kola, písty, ventily a titanové pružiny, se přidávají samomazné materiály, jako je grafit, disulfid molybdenu, polytetrafluorethylen, oxid olovnatý a fluorid, aby se vytvořila mezera mezi těmito dvěma povrchy. Vrstva pevného mazacího filmu může snížit koeficient tření a zvýšit odolnost materiálu proti opotřebení. Metody přípravy antifrikčního povlaku zahrnují magnetronové naprašování MoS z povlak, plazmový nástřik PTFE povlak, proces přípravy elektrolytického nanášení (Ni-P)-grafitové kompozitní povlakování atd.
(2) Technologie přípravy povlaku odolného proti tření a opotřebení
V reakci na aktuální potřeby snížení tření a odolnosti titanových materiálů proti opotřebení se vhodnou technologií povrchové úpravy titanu a titanových slitin připravují na povrchy titanu a slitin titanu antifrikční a otěruvzdorné povlaky pro zlepšení tření dvou předmětů. v relativním pohybu, tedy třecí dvojice. Odolnost proti opotřebení a snížení ztrát třením během pohybu může dosáhnout účelu snížení koeficientu tření, snížení tření a kontroly opotřebení. Metody přípravy povlaků odolných proti tření a opotřebení zahrnují plazmovou karbonitridaci, nitridaci síry, nitrokarburizaci sírou, povlak Ti/MoS2 magnetronovým naprašováním, fyzikální nanášení z plynné fáze TiAIN/TiN kompozitní povlak, fyzikální depozici v parní fázi vícevrstvé kompozitní povlaky TiN/TiCN , nanášení uhlíkových filmů podobných diamantu pomocí zdroje katodového oblouku, příprava uhlíkových filmů podobných diamantu vysokovýkonným pulzním excimerovým laserem s vysokou opakovací frekvencí atd.
3. Technologie přípravy izolačního nátěru na kovové součásti
Přestože slitiny titanu mají vynikající odolnost proti korozi, když se slitiny titanu používají v kontaktu s odlišnými kovy v mořské vodě a mořském atmosférickém korozivním prostředí, vzniká potenciální rozdíl v důsledku vysokého potenciálu filmové elektrody TiO2 přirozeně vytvořené na povrchu a potenciálu je nižší. Povrch nepodobných kovů bude oxidován, což způsobí porušení koroze materiálu. Aby se zabránilo korozi potrubí, příslušenství potrubí a dalších částí stavby lodí vyrobených z mědi, slitiny mědi a oceli, které jsou během používání v kontaktu s titanovou slitinou, je nutné použít vhodné metody povrchové úpravy k vytvoření povlaku na povrchu, aby se zabránilo korozi v mořské vodě. slitiny titanu. Izolační antikorozní povlak pro zlepšení odolnosti titanu a jiných kovových materiálů proti korozi. Způsoby přípravy izolačních a antikorozních povlaků zahrnují mikroobloukový oxidační keramický izolační povlak, mikroobloukový oxidační nanokeramický povlak, eloxovaný izolační povlak atd.
