Tecnologia de tratamento de superfície de titânio e ligas de titânio para evitar adesão

As ligas de titânio são amplamente utilizadas na indústria aeroespacial, militar, civil e outros campos devido à sua excelente resistência específica, resistência à corrosão, bom desempenho em altas temperaturas e biocompatibilidade. No entanto, as ligas de titânio apresentam dureza superficial relativamente baixa e resistência ao desgaste insuficiente, limitando sua aplicação em alguns ambientes específicos. Para melhorar essas propriedades, os pesquisadores desenvolveram uma variedade de técnicas de tratamento de superfície para melhorar as propriedades superficiais das ligas de titânio.
1. Oxidação de Superfície
Aumenta a lubricidade da superfície das ligas de titânio formando um filme oxidado, o que reduz o fenômeno de adesão durante o processo de trefilação.
2. Revestimento
- Revestimento de Emulsão de Grafite
A emulsão de grafite é aplicada antes da trefilação a quente para fornecer lubrificação e também para proteger a superfície do tarugo da oxidação. Os requisitos para emulsão de grafite incluem conteúdo de grafite de 20-25%, tamanho de partícula de 1-3um e aderência uniforme à superfície do tarugo.
- Revestimento de sal e cal
É utilizada uma camada lubrificante de cal salina de formulação específica, como 12% Na2SO4, 12% CaO, 0,3% Na3PO4, 0,2% NaCl e água residual, complementada por uma mistura de 75 % de sabão em pó e 25% de enxofre em pó como lubrificante sólido em pó.

- Tratamento com fluorofosfato
Após a limpeza da superfície do tarugo metálico por métodos físicos, a solução é mergulhada para formar uma película de cobertura modificada na superfície e, em seguida, um lubrificante sólido é aplicado para obter um baixo coeficiente de atrito e lubrificação com alta resistência ao desgaste.
3. Filme metálico banhado
Uma película metálica como cobre, cromo, níquel ou estanho é revestida na superfície da liga de titânio para reduzir o contato direto do metal durante o processo de trefilação e, assim, reduzir a adesão.
4. Boronização
Fio de liga de titânio em uma solução mista contendo KFB4, BaCl2, NH4NO3 aquecido até a ebulição e depois imerso, removido, lavado e seco para gerar uma camada de fluoroborato na superfície do fio. Uma camada de dissulfeto de alumínio também é aplicada à superfície do fio como lubrificante durante a perfuração a frio.
5. Tratamento de conversão química
Através do tratamento de conversão química na superfície da liga de titânio para formar um filme denso de conversão química, este filme pode ser usado como revestimento lubrificante, adsorção de lubrificantes, de modo que o fio após uma série de trefilados a superfície fique lisa, sem aderência e derrapagem marcas.
6. Seleção de lubrificante
A seleção de lubrificantes adequados, como sabão em pó industrial, leite de grafite e misturas de sabão em pó e outros materiais, deve apresentar boa molhabilidade com o revestimento, melhor estabilidade térmica.
7. Tratamento de superfície a laser
A tecnologia de tratamento a laser, incluindo revestimento a laser, liga de superfície a laser e endurecimento de superfície a laser, pode ser usada para melhorar a resistência ao desgaste, a resistência à corrosão e a dureza, alterando a microestrutura da camada superficial. A vantagem do tratamento a laser é que ele pode obter uma melhoria significativa nas propriedades da superfície sem alterar as propriedades da matriz da liga de titânio.
8. Oxidação por microarco
Esta é uma tecnologia de crescimento in-situ de filme cerâmico na superfície da liga de titânio, que pode formar uma camada de filme cerâmico na superfície da liga de titânio com excelente resistência à corrosão e ao desgaste. A tecnologia de oxidação por microarco é verde e amiga do ambiente, o que está em linha com a estratégia de desenvolvimento sustentável.
9. Implantação iônica
Ao injetar nitrogênio, oxigênio, carbono e outros elementos na superfície da liga de titânio, a dureza e a resistência ao desgaste da superfície podem ser melhoradas. A espessura da camada de injeção de íons geralmente está na escala nanométrica, o que pode melhorar significativamente as propriedades da superfície da liga de titânio.
10. Difusão Térmica
Ao difundir elementos de liga na superfície da liga de titânio em alta temperatura, uma camada de liga é formada, o que melhora a dureza e a resistência ao desgaste da superfície.