鈦棒金屬及鈦合金主要三種表面處理工藝
一、耐磨性表面處理
耐磨性是鈦金屬較大缺點,容易產(chǎn)生麻面等缺陷。鈦表面處理方法有鍍Cr、鍍Ni的濕式鍍膜法、濺射法、堆焊法、熱擴(kuò)散法等,此外較**的如CVD、PVD、PVCD表面強(qiáng)化法。
1、濕式鍍膜是一種有效的耐磨表面處理方法,先鍍Ni,再鍍Cr。電解法成膜速度快,厚度幾微米。
2、濺射法是利用等離子流高速空氣射流,使滴下的熔融金屬噴灑在被處理材料表面,無須真空,效率快。
3、堆焊法是利用等離子轉(zhuǎn)移弧對鈦表面進(jìn)行堆焊硬化從而具有耐磨性。適合處理較大較厚的大型工件,方法簡單,無須在高溫下暴露防止力學(xué)性能下降。
4、熱擴(kuò)散法主要用于鋼鐵材料的硬化處理如滲碳、氮化、硼化等熱擴(kuò)散工藝。離子氮化法與氣體氮化不同,離子氮化采用輝光放電等離子體破壞鈦表面氧化膜,效率高。近年來用于鈦,溫度達(dá)到850攝氏度,氮化膜厚度從0.7微米增到5.0微米,表面硬度達(dá)1200-1600Hv,耐磨性良好。
二、耐蝕性表面處理 通常對鈦金屬及鈦合金進(jìn)行耐蝕性表面處理是為了防止鈦在腐蝕性強(qiáng)的硫酸、鹽酸等非氧化性酸水溶液中被腐蝕。故采用表面處理方法如下:
5、大氣氧化處理 鈦金屬及合金放置在高溫大氣中,氧化膜會增厚,且隨時間延長及溫度升高而厚度增加,從而放置鈦的全面腐蝕及間隙腐蝕,方法簡單,但耐久性不高。且有大氣氧化處理條件,溫度和時間的保障。
6、貴金屬涂覆 鈦的氧化膜能保護(hù)鈦被腐蝕,氧化膜的生成反應(yīng)公式為:Ti +2H2O棗→TiO2 +4H+ +4e?/P> 該反應(yīng)為陽極反應(yīng),可通過提高鈦的電位使此反應(yīng)進(jìn)行,提高鈦的氧化膜穩(wěn)定性和耐腐蝕性。面積較大時,施加均一電壓比較困難故而不適用此方法。貴金屬在苛刻環(huán)境下也不容易被腐蝕,而且顯高電位。因此在鈦金屬表面涂覆貴金屬,有效提高其腐蝕性。通常使用鈀(Pd)和釕(Ru)及他們的氧化物進(jìn)行涂覆,耐腐蝕性非常好。
7、干式工藝涂覆TiC、TiN膜(CVD、PVD、PCVD) TiC、TiN及TiCN耐腐蝕比Ti更好,方法有氣體法、CVD、PVD、PCVD,須在遠(yuǎn)高于鈦相變點溫度下加熱,使其組織、形狀發(fā)生變化造成制品不能滿足使用要求,CVD、PVD、PCVD法需要特殊設(shè)備,成本高,通常此類方法不用于提高耐腐蝕性,偶爾用于提高耐磨性。
三、匠性表面處理 所以進(jìn)行匠性表面處理,主要是因為鈦金屬廣泛應(yīng)用于建材、手表、眼鏡等裝飾品,使用鈦金屬主要是利用其優(yōu)良的耐蝕性,然飾品需要表面鮮艷、光澤、時髦,故需要進(jìn)行匠性加工。
1、表面精加工 ①研磨;②退火加酸洗,表面失去光澤,呈灰色;③真空退火+酸洗,表面呈深灰色;④噴丸(50-500微米玻璃珠),表面呈梨皮狀;⑤密條紋加工,150-240#砂帶研磨,使其具有長且連續(xù)的研磨條紋;⑥花紋壓印加工,即凹凸加工,加工表面有凹凸的浮雕圖案;⑦化學(xué)刻蝕圖案。
2、鏡面精加工
對于鈦材料來說,鏡面精加工較難。①軟帶拋光,表面有硬化層則效率低;②化學(xué)拋光,由溫度、時間、拋光液因素影響;③電解拋光,無水有機(jī)電解液對鈦有較好的電拋光作用。
3、著色 鈦表面本為銀白色,著色處理通常有大氣氧化法、陽極氧化法、化學(xué)處理法。