El titani, com a metall d'ús general-, té aplicacions àmplies sense igual per a les seves barres i filferros aliats. Tanmateix, les deficiències dels materials originals de titani, com ara la baixa duresa superficial i la resistència al desgast insuficient, poden provocar una fallada del desgast dels components en condicions d'alta fricció, escurçant significativament la vida útil i restringint l'expansió dels seus escenaris d'aplicació. Per abordar com millorar la resistència al desgast de les barres i filferros de titani, la indústria ha desenvolupat múltiples tecnologies de tractament de superfícies madures.
Artesania tradicional: solució anti--desgast madura i estable
Mètode de recobriment humit
El mètode de recobriment humit és actualment el procés de tractament resistent al desgast-superficial més utilitzat per als materials de titani, amb els recobriments de crom (Cr) i níquel-fòsfor (Ni-P) com a exemples típics. A causa de l'alta activitat de la pel·lícula d'òxid a la superfície de titani, el crom recobert directament té poca adherència i és propens a pelar-se. Per tant, el procés estàndard de la indústria és un mètode de dos passos: primer, es diposita una capa de níquel (Ni) a la superfície de la vareta de titani o el substrat de filferro com a capa de transició per millorar l'adhesió del recobriment, i després es diposita crom (Cr) a la superfície de la capa de níquel com a capa superficial resistent al desgast.
Aquest procés utilitza electròlisi per a la deposició, amb una velocitat de formació de pel·lícula ràpida, un gruix de recobriment controlable i el gruix del recobriment resistent al desgast-normal pot arribar a diversos micròmetres. El gruix de la capa de recobriment decoratiu de només 1 μm també pot aconseguir l'efecte. El recobriment té una duresa alta i un baix coeficient de fricció, el que el converteix en un mètode de tractament de superfícies extremadament rendible-resistent al desgast-.
Mètode de difusió tèrmica
Originàriament utilitzat àmpliament en processos de difusió de calor com la cementació, la nitruració i el boro per a l'enduriment de materials d'acer, després de l'adaptació i optimització, també es pot aplicar al tractament resistent al desgast-superfície dels materials de titani. El seu principi bàsic és permetre que elements com el carboni, el nitrogen i el bor es difonguin a la xarxa superficial de barres i filferros de titani a altes temperatures, formant una capa composta de titani d'alta duresa-, aconseguint així un enduriment superficial.
La duresa de la capa superficial del material de titani tractat es pot augmentar diverses vegades, i la capa endurida s'uneix metal·lúrgicament al material base, sense risc de despreniment del recobriment. La resistència al desgast és duradora i estable, i és adequada per al seu ús en components estructurals que estan subjectes a la fricció i al desgast a llarg termini-.
Mètode de soldadura
El mètode de soldadura utilitza l'arc de transferència de plasma com a font de calor per fondre el material d'aliatge d'alta -duresa al desgast-resistent al desgast i després soldar-lo a la superfície de les barres de titani o filferros a reforçar, formant una capa modificada unida metal·lúrgicament-resistent al desgast. La superfície tractada del material de titani té una excel·lent resistència al desgast i, durant el procés de tractament, només s'escalfa la zona de soldadura local, sense necessitat de col·locar tota la peça en un entorn d'alta -temperatura, cosa que pot evitar efectivament la disminució de les propietats mecàniques causada per l'escalfament global del substrat de titani.
Tanmateix, la rugositat de la superfície després d'aquest procés és relativament alta i requereix un processament i poliment secundari. Només és adequat per processar varetes de titani amb diàmetres més grans i gruixos més grans, i de moment no és adequat per a cables de titani de diàmetre fi-.
Tecnologia avançada: una nova opció per millorar les aplicacions{0}}de gamma alta
En els darrers anys, les tecnologies d'enfortiment de superfícies de deposició en fase gas{0}, com ara la deposició de vapor químic (CVD), la deposició física de vapor (PVD) i la deposició de vapor químic millorada per plasma (PCVD) s'han aplicat gradualment en camps-de gamma alta.
Aquests processos poden dipositar recobriments súper durs com ara nitrur de titani i carboni-com el diamant a les superfícies de les barres i els cables de titani. El gruix és uniforme i controlable, i el recobriment té una forta adherència. No només poden millorar significativament la resistència al desgast, sinó que també poden ajustar la composició del recobriment segons els requisits, tenint en compte les propietats compostes com la resistència a la corrosió i la reducció de la fricció, i la temperatura de processament és baixa, sense afectar les propietats mecàniques del substrat de titani. Són especialment adequats per a cables de titani d'alta-precisió i mida petita-i varetes de titani de precisió, i poden complir els requisits estrictes de camps-de gamma alta com ara l'aeroespacial i la medicina.
Amb l'expansió contínua dels escenaris d'aplicació dels materials de titani, la tecnologia de tractament resistent al desgast-de superfícies també s'ha millorat i millorat contínuament. Això no només explora el potencial de rendiment de les barres i els cables de titani, sinó que també ofereix suport tècnic per a l'aplicació d'aliatges de titani en condicions de treball més exigents, convertint-se en una important direcció tecnològica de suport per al desenvolupament de la indústria del titani.