Tot i que els aliatges de titani tenen una alta resistència i una excel·lent resistència a la corrosió, la seva poca resistència al desgast és el principal inconvenient per a la seva aplicació en enginyeria. Actualment, les tecnologies madures de tractament de superfícies en l'àmbit industrial són principalment els següents tipus, cadascuna amb els seus propis avantatges i desavantatges.
Mètode de recobriment humit
El recobriment està format principalment per aliatges de Cr i Ni-P. Encèsvaretes de titanii cables, a causa de la densa pel·lícula de passivació de la superfície de titani, el cromat directe té una mala adherència. A la indústria, és comú dipositar químicament primer Ni o pre-dipositar una capa de Ni al substrat de titani, i després galvanitzar crom. El mètode electrolític forma la pel·lícula ràpidament, amb un gruix de recobriment de diversos micròmetres, i el recobriment decoratiu només és d'uns 1 μm, que pot complir amb la resistència al desgast general i els requisits decoratius. És un dels mètodes de tractament de superfícies-més rendibles actualment. No obstant això, aquí hi ha mancances. El recobriment s'uneix mecànicament al substrat. És propens a pelar-se en condicions d'impacte i càrrega pesada. A més, el procés de galvanoplastia implica un tractament d'aigües residuals que contenen crom{10}, la qual cosa comporta una pressió ambiental important.
Mètode de difusió tèrmica
A partir dels processos madurs de carburació, nitruració i boro dels materials d'acer, els àtoms intersticials es difonen a l'interior de la matriu de titani a altes temperatures per formar una capa endurida. Aquest mètode permet obtenir capes de difusió que van des de diverses desenes fins a diversos centenars de micròmetres de gruix, amb un suau gradient de duresa i una forta unió amb el material base, el que el fa adequat per a aplicacions sotmeses a estrès de contacte. No obstant això, la temperatura de processament sol ser superior als 800 graus i l'estructura d'aliatge de titani és propensa a engrossir-se. Es requereix un tractament tèrmic posterior per a la regulació i la finestra del procés és estreta. A més, a altes temperatures, el titani absorbeix oxigen i hidrogen, i és necessari un estricte control de l'atmosfera de protecció per abordar aquests problemes.
Mètode de soldadura
L'aliatge dur o el recobriment compost intermetàl·lic es solda a la superfície de titani mitjançant l'arc de transferència de plasma (PTA). La velocitat de dilució és controlable, la força d'unió és alta i la resistència al desgast és excel·lent. El principal avantatge és que permet un tractament local sense que tot el material base s'escalfi, evitant així el deteriorament de les propietats mecàniques en peces de gran-mida. El desavantatge és que la superfície de la capa de soldadura és rugosa i es requereix un mecanitzat secundari per aconseguir una precisió dimensional. També està limitat per l'accessibilitat de la pistola de soldadura PTA i s'utilitza principalment per a plaques planes grans, eixos i altres peces de treball normals. És difícil manejar peces-de forma complexa.
Mètode de deposició de vapor (CVD/PVD/PCVD)
La deposició física de vapor (PVD), la deposició química de vapor (CVD) i la deposició de vapor química millorada per plasma-(PCVD) són un grup de tecnologies que s'han desenvolupat ràpidament en els darrers anys. Es poden utilitzar per preparar recobriments durs com ara TiN, TiAlN i DLC a la superfície del titani, amb un gruix que normalment oscil·la entre 2 i 10 μm. La duresa pot arribar als 2000 a 4000 HV i el coeficient de fricció es redueix significativament. S'aplica habitualmentmaterials diana de titani. En comparació amb el recobriment humit, l'adhesió dels recobriments de deposició en fase gas-és millor (especialment amb l'ajuda de la tensió de polarització) i la temperatura del procés disminueix gradualment - PVD es pot controlar per sota dels 400 graus, amb poc impacte en la microestructura del substrat d'aliatge de titani i adequat per al processament final de peces de precisió.
When comparing the three types of coatings, CVD coatings are dense and have good over-coating performance, but they require high temperatures (>800 graus ) i són propensos a generar subproductes-perjudicials; Els recobriments PVD tenen una tensió baixa i una temperatura moderada, però el seu rendiment de sobre-recobriment és pobre i és difícil cobrir uniformement les complexes superfícies dels forats interiors; El PCVD combina l'activació de plasma i la deposició de vapor químic, i pot dipositar recobriments amb una millor força d'unió que el PVD a 500-600 graus i té un millor rendiment de recobriment que el PVD. Actualment és la direcció líder per a l'enfortiment de la superfície dels aliatges de titani, i la inversió en equips i la dificultat de control del procés també són les més altes entre les tres.
Suggeriments tècnics de selecció:
Per a peces amb prioritat en costos i precisió dimensional fluixa, es pot donar prioritat al cromat humit o al revestiment químic Ni-P.
Per a condicions de càrrega pesada-i tensió de contacte elevada, es recomana el mètode de difusió tèrmica o el mètode de revestiment dur per obtenir una capa de difusió gruixuda.
Per a peces de precisió amb toleràncies dimensionals estrictes i baixa temperatura de servei, el recobriment PVD/TiN és una solució madura.
Per a aplicacions de gamma alta-que consideren l'adhesió, les propietats d'adhesió i el control de la microestructura (com ara components per a motors d'avions), la tecnologia PCVD té el major potencial.
Baoji Yibaite New Materials Technology Co., Ltd.
el millor fabricant i proveïdor dels productes de titani