Existem muitos métodos de tratamento de superfície para titânio, incluindo nitretação iônica (ou nitretação de plasma), deposição superficial de nitreto de titânio, implantação iônica, ligas superficiais e pulverização superficial de revestimentos cerâmicos.
1. Tecnologia de preparação de revestimento resistente a altas temperaturas e desgaste para componentes de liga de titânio
1) Tecnologia de preparação de revestimento resistente ao desgaste
O desgaste é uma das principais causas de falhas de peças mecânicas, sendo responsável por aproximadamente 60% a 80% das falhas de peças mecânicas, e tem grande impacto na vida útil e na confiabilidade das peças mecânicas. A resistência ao desgaste do titânio e das ligas de titânio é relativamente baixa, o coeficiente de atrito é grande e é provável que ocorram falhas por desgaste. A tecnologia de preparação de revestimento resistente ao desgaste é um meio importante para melhorar a resistência ao desgaste do titânio e suas ligas. Atualmente, os métodos de processo mais pesquisados incluem pulverização térmica, galvanoplastia e revestimento químico, deposição de vapor, tecnologia de implantação iônica, nitretação e 170 nitretação marítima. Engenharia de materiais metálicos de titânio, carbono, boronização, oxidação de microarco e tecnologia de tratamento de superfície composta, etc.
2) Tecnologia de preparação de revestimento resistente a altas temperaturas
Com a aplicação de ligas de titânio em turbinas a gás de navios, requisitos mais elevados foram impostos à sua resistência à oxidação em alta temperatura. Quando o titânio é usado como pás de turbinas a gás, etc., ele tem baixa resistência à oxidação em alta temperatura e é propenso à "fragilização por oxigênio". Ou seja, após exposição prolongada ao ar em alta temperatura, uma camada quebradiça de óxido se formará na superfície do titânio, o que fragilizará a liga de titânio e reduzirá o alongamento. Pode chegar até 50%. No entanto, é difícil melhorar simultaneamente a resistência à oxidação das ligas de titânio através do projeto de otimização da composição da liga ou de métodos de controle da microestrutura. Tecnologias de modificação de superfície e revestimento de superfície devem ser usadas para melhorá-la.
3) Tecnologia de preparação de revestimento resistente ao desgaste em alta temperatura
As pás das turbinas a gás para navios estão sujeitas a desgaste sob condições de alta temperatura. Devido aos efeitos duplos do desgaste e da alta temperatura, a taxa de danos aos componentes é acelerada. Portanto, é muito importante estudar o mecanismo de desgaste em alta temperatura, projetar revestimentos resistentes ao desgaste em alta temperatura e melhorar a resistência ao desgaste em alta temperatura. significado. Os materiais cerâmicos são principalmente combinados com ligações iônicas e ligações covalentes. Eles têm alta energia de ligação química e forte força de ligação interatômica, o que faz com que os materiais cerâmicos tenham as vantagens de alto ponto de fusão, alta dureza, alta estabilidade química e baixo coeficiente de atrito. Através de pulverização de plasma e revestimento a laser, a tecnologia pode preparar o revestimento cerâmico na superfície da liga de titânio para formar um compósito cerâmico de liga de titânio. Os métodos de preparação atuais incluem revestimento nanocerâmico por pulverização de plasma, revestimento nano-TiO2 por pulverização a frio, pulverização a laser e revestimento a laser.
2. Tecnologia de preparação para revestimentos redutores de atrito e resistentes ao desgaste em componentes de liga de titânio
1) Tecnologia de preparação de revestimento antifricção
Em resposta às necessidades de redução de atrito de componentes como engrenagens marítimas, pistões, válvulas e molas de titânio, materiais autolubrificantes como grafite, dissulfeto de molibdênio, politetrafluoroetileno, óxido de chumbo e flúor são adicionados para formar uma lacuna entre os dois. superfícies. Uma camada de filme lubrificante sólido pode reduzir o coeficiente de atrito e aumentar a resistência ao desgaste do material. Os métodos de preparação de revestimento antifricção incluem revestimento MoS z por pulverização catódica por magnetron, revestimento de PTFE por pulverização de plasma, tecnologia de revestimento composto de grafite para preparação do processo de eletrodeposição (Ni-P), etc.
(2) Tecnologia de preparação de revestimento antifricção e resistente ao desgaste
Em resposta às necessidades reais de redução do atrito e resistência ao desgaste dos materiais de titânio, através da tecnologia apropriada de tratamento de superfície de titânio e ligas de titânio, revestimentos antifricção e resistentes ao desgaste são preparados nas superfícies de titânio e ligas de titânio para melhorar o atrito de dois objetos em movimento relativo, ou seja, o par de atrito. A resistência ao desgaste e a redução da perda por atrito durante o movimento podem atingir o objetivo de diminuir o coeficiente de atrito, reduzir o atrito e controlar o desgaste. Os métodos de preparação para revestimentos antifricção e resistentes ao desgaste incluem carbonitretação a plasma, nitretação de enxofre, nitrocarbonetação de enxofre, pulverização catódica por magnetron, revestimento Ti/MoS2, deposição física de vapor, revestimento composto TiAIN/TiN, fase física de vapor Deposição de revestimentos compostos multicamadas TiN/TiCN , deposição de fonte de arco catódico de filmes de carbono semelhantes a diamante, preparação de excimer laser de pulso de alta potência e alta taxa de repetição de filmes de carbono semelhantes a diamante, etc.
3. Tecnologia de preparação de revestimento isolante para componentes metálicos
Embora as ligas de titânio tenham excelente resistência à corrosão, quando as ligas de titânio são usadas em contato com metais diferentes na água do mar e em ambientes corrosivos atmosféricos marinhos, uma diferença de potencial é gerada devido ao alto potencial do eletrodo de filme de TiO2 formado naturalmente na superfície, e o potencial é inferior. A superfície de metais diferentes será oxidada, causando falha por corrosão do material. Portanto, a fim de evitar a corrosão na água do mar de tubos, acessórios de tubulação e outras peças de construção naval feitas de cobre, liga de cobre e aço que estão em contato com liga de titânio durante o uso, métodos apropriados de tratamento de superfície devem ser usados para formar um revestimento na superfície da liga de titânio. Um revestimento anticorrosivo isolante para melhorar a resistência à corrosão do titânio e outros materiais metálicos. Os métodos de preparação de revestimentos isolantes e anticorrosivos incluem revestimento isolante cerâmico de oxidação por microarco, revestimento nanocerâmico de oxidação por microarco, revestimento isolante anodizado, etc.
