میله های تیتانیومبه طور گسترده در صنایع شیمیایی، تجهیزات پزشکی، لوازم الکترونیکی مصرفی بالا و قطعات ساختاری مقاوم در برابر دمای بالا به دلیل استحکام ویژه و زیست سازگاری عالی استفاده میشوند. با این وجود، پس از آهنگری معمولی، عملیات حرارتی و ماشینکاری مکانیکی، سطوح آنها به ناچار لایههای اکسیدی متراکم، لایههای نیترید و آلایندههای باقیمانده تولید میکنند. اگرچه این لایههای سطحی خود به خود اثرات محافظتی ضعیفی ارائه میدهند، اما مستعد ایجاد بافت سطحی ناهموار، انحراف ابعادی و پایداری ضعیف در جوشکاری، آنودایز کردن و ماشینکاری دقیق بعدی هستند. در موارد شدید، اکسیدهای باقیمانده و ریزعیبها تا حد زیادی مقاومت خوردگی درازمدت زیرلایههای تیتانیوم را کاهش میدهند. بنابراین، یک سیستم تصفیه سطح کامل و استاندارد برای حذف لایههای نامعتبر سطح، یکسان کردن حالتهای سطح، و به طور قابل توجهی بهبود عملکرد کلی ضد خوردگی میلههای تیتانیوم ضروری است.
کل فرآیند درمان از یک منطق فنی پیشرونده از بین بردن عیوب، تسطیح سطوح و تقویت عملکرد پیروی می کند، که عمدتاً شامل پیش تصفیه مکانیکی، ترشی شیمیایی، روشن کردن دقیق، کاهش تنش و غیرفعال کردن، و همچنین اصلاح عملکردی اختیاری است.
پیش تصفیه مکانیکی پایه و اساس ضروری کل فرآیند است.
چرخش و سنگ زنی خشن برای از بین بردن پوسته سیاه آهنگری، پوسته های اکسیدی و ریزترک ها و در عین حال کالیبره کردن گردی و صافی میله های تیتانیوم به کار گرفته شده است. با در نظر گرفتن رسانایی حرارتی پایین و تمایل کار{1}}سختی آلیاژهای تیتانیوم، سرعت خطی کم، سرعت تغذیه زیاد و خنک شدن کافی در طول برش برای جلوگیری از سوختن سطح مورد نیاز است. بر این اساس، سندبلاست یا شات پینینگ میتواند اکسیدهای{3}}در حال پردازش داغ سرسخت را از بین ببرد و یک سطح ناهموار میکرو{4} یکنواخت ایجاد کند که به طور موثری نیروی پیوند پوششهای بعدی را بهبود میبخشد. حذف کامل ذرات ساینده جاسازی شده پس از سندبلاست برای جلوگیری از آلودگی خارجی بسیار مهم است.
به عنوان روش اصلی، ترشی شیمیایی کیفیت سطح نهایی و ایمنی میله های تیتانیوم را تعیین می کند.
سیستم ترشی جریان اصلی از ترکیب اسید نیتریک و اسید هیدروفلوئوریک با نسبت معمولی 30٪ - 50٪ اسید نیتریک و 3٪ - 8٪ اسید هیدروفلوئوریک استفاده می کند. اسید هیدروفلوئوریک به سرعت اکسید تیتانیوم را حل میکند و میکرو{5}اچ کردن روی بستر انجام میدهد، در حالی که اسید نیتریک از خوردگی بیش از حد جلوگیری میکند و باعث بازسازی لایههای غیرفعال میشود. دمای واکنش در 20-40 درجه کنترل میشود و زمان پردازش از دهها ثانیه تا چند دقیقه متغیر است تا زمانی که یک سطح فلزی خاکستری نقرهای- یکنواخت ظاهر شود. پس از ترشی، شستشوی کامل آب دیونیزه و خنثی سازی قلیایی برای از بین بردن اسید باقیمانده مورد نیاز است. برای اجزای بار{12}بالا، بازپخت هیدروژن زدایی در خلاء در 650-750 درجه برای جلوگیری از خطرات شکنندگی هیدروژن ضروری است.
درمان روشنایی مطابق با استانداردهای دقت محصول سفارشی می شود.
پولیش نیمه{0}}ناهمواری سطح ریز را از بین میبرد تا به Ra 1.6-3.2 میکرومتر برسد و پایهای ثابت برای پرداخت فراهم میکند. پولیش مکانیکی آینهای با دقت بالا میتواند سطوح فوقالعاده-صافی زیر 0.2 میکرومتر را به دست آورد که برای لوازم جانبی ساعت و قطعات ساختاری دقیق-مناسب است. پولیش الکترولیتی، متفاوت از پردازش مکانیکی، هیچ کار-لایه سخت شدن یا تنش کششی باقیمانده ایجاد نمیکند، سطوحی یکنواخت و جریان{10}رای{11}} ارائه میکند که این فرآیند بهینه برای ایمپلنتهای تیتانیوم پزشکی مانند پینهای استخوانی و اجزای دندانی است.
غیرفعال سازی و بازپخت روشن گام های کلیدی برای افزایش مقاومت در برابر خوردگی و پایداری ابعادی هستند.
بازپخت روشن تحت حفاظت خلاء یا آرگون، تنش باقیمانده ماشینکاری را از بین می برد و در عین حال درخشش فلزی اصلی را حفظ می کند و انعطاف پذیری مواد را بازیابی می کند. غیرفعال سازی شیمیایی با استفاده از محلول اسید نیتریک رقیق، یک لایه نانو{1}}دی اکسید تیتانیوم متراکم بر روی سطح ایجاد می کند، عیوب میکروسکوپی ایجاد شده در فرآیندهای قبلی را ترمیم می کند و مقاومت در برابر خوردگی اسید، کلرید و اسپری نمک را تا حد زیادی بهبود می بخشد.
برای سناریوهای کاربردی تخصصی، درمان های تقویتی کمکی در دسترس هستند.
آندایزاسیون می تواند لایه های اکسیدی قابل کنترل با رنگ های تزئینی و سختی سطح بهبود یافته را تشکیل دهد و زیست سازگاری تیتانیوم را حفظ کند. پاشش عملکردی پوشش های PTFE، سرامیکی یا DLC به طور موثر مقاومت در برابر سایش، پایداری دمایی بالا و عملکرد عایق میله های تیتانیوم صنعتی را افزایش می دهد.
در تولید واقعی، ترکیبات فرآیند بر اساس نیازهای خدمات فرموله می شوند. میله های تیتانیوم صنعتی معمولی از پیش تصفیه، ترشی و غیرفعال سازی استفاده می کنند. در محصولات پزشکی-درجات پزشکی از هیدروژن شدید-ترشی کنترل شده، پرداخت الکترولیتی و بازپخت خلاء استفاده میشود. قطعات مصرف کننده نهایی-از پولیش آینه ای و آنودایز رنگی استفاده می کنند. اجزای-مقاوم در برابر سایش و دمای بالا{5}}به زبری سندبلاست و پوشش سرامیکی نیاز دارند. تنها با کنترل دقیق-پارامترهای فرآیند و پاکیزگی، میلههای تیتانیوم میتوانند حالتهای سطحی-فاقد اکسید، بدون آلودگی{{9}عاری از خوردگی{11}}و{11}}را بدست آورند که به عملکرد برتر مواد آلیاژی تیتانیوم بازی کامل میدهد.
بیشتر بخوانید:چگونه سیمهای تیتانیوم و میلههای تیتانیوم را در برابر سایش مقاومتر کنیم-