Các đặc điểm của quá trình xử lý bề mặt đối với vật liệu hợp kim titan là gì?
Hợp kim titan là các kim loại hợp kim khác nhau được làm từ titan và các kim loại khác. Chúng tương đối khan hiếm và đắt tiền. Hợp kim titan được đặc trưng bởi độ bền cao, trọng lượng nhẹ, khả năng chống ăn mòn và chịu nhiệt độ cao. Chúng có thể được sử dụng trong các loại hóa chất tốt khác nhau và chủ yếu được ứng dụng trong các ngành công nghiệp ô tô, hàng không vũ trụ, hạt nhân, hóa chất và hóa dầu, nha khoa và sửa chữa y tế.
Các phương pháp xử lý bề mặt cho hợp kim titan không chỉ nhằm nâng cao tính thẩm mỹ mà quan trọng hơn là cải thiện tính chất bề mặt và khả năng thích ứng của chúng thông qua các quy trình xử lý và biến đổi bề mặt này. Vật liệu hợp kim titan chủ yếu trải qua các quá trình xử lý bề mặt sau:
I. Mạ điện
Mạ điện trên bề mặt hợp kim titan chủ yếu bao gồm mạ niken, vàng và đồng. Mục đích là để cải thiện tính chất bám dính, độ dẫn điện và khả năng hàn của hợp kim titan. Tuy nhiên, mạ điện cũng bộc lộ một số vấn đề đó là độ bám dính kém giữa lớp mạ và nền. Vì vậy, cần phải xử lý trước khi mạ:
① Phun cát: Quá trình này loại bỏ các tạp chất trên bề mặt hợp kim titan, bao gồm cặn oxit, dầu, rỉ sét và vết gia công, làm cho bề mặt trở nên cứng hơn. Điều này dẫn đến độ bám dính mạnh hơn của lớp mạ bề mặt tiếp theo, khiến nó ít bị bong tróc hơn.
② Tẩy rửa: Quá trình này loại bỏ cặn oxit, dầu và tạp chất sinh ra trong quá trình cán-ở nhiệt độ cao, làm cho bề mặt nhẵn và cải thiện các đặc tính của nó, ngăn ngừa ăn mòn, oxy hóa và mài mòn. Tuy nhiên, nếu quá trình ngâm chua không được thực hiện đúng cách thì quá trình xử lý tiếp theo sẽ bị ảnh hưởng đáng kể. Vì vậy, quy trình ngâm chua phải được tuân thủ nghiêm ngặt theo yêu cầu của quy trình.
II. Quá trình oxy hóa hồ quang vi-
Quá trình này bao gồm việc đặt các bộ phận titan vào chất điện phân kiềm chuyên dụng dưới điện áp cao (200-800V). Vô số tia lửa điện cực nhỏ, được gọi là vi-cung điện, được tạo ra trên bề mặt phôi. Những hồ quang này ngay lập tức tạo ra nhiệt độ 3000-5000 độ, làm tan chảy và oxy hóa chất nền titan. Một lớp màng gốm titan dioxide phát triển tại chỗ, không phải dưới dạng lớp phủ phun mà là một phần không thể thiếu của chất nền. Độ cứng của màng oxy hóa hồ quang vi{10}}này cao hơn đáng kể so với màng titan trần được rửa bằng axit hoặc phun cát, đồng thời nó cũng cải thiện khả năng chống ăn mòn của bề mặt chất nền, giúp màng có độ bền cao trong nước biển, chất khử trùng và môi trường nước mặn. Bản chất không dẫn điện của gốm sứ cũng làm cho nó có khả năng chống oxy hóa ở nhiệt độ cao.
III. Tô màu
Màu sắc cải thiện tính chất bề mặt của vật liệu hợp kim titan và cho phép đạt được các màu khác nhau theo yêu cầu của khách hàng, nâng cao hình thức trang trí của các bộ phận. Các quá trình tạo màu bề mặt hợp kim titan bao gồm: oxy hóa khí quyển, anod hóa, xử lý hóa học và oxy hóa hồ quang vi mô. Hiện nay, anodizing là phương pháp tạo màu được sử dụng phổ biến nhất cho hợp kim titan.
IV. Làm đen
Làm đen là một phương pháp xử lý bề mặt hóa học phổ biến. Nguyên lý là tạo ra một màng oxit trên bề mặt kim loại, cách ly hoàn toàn kim loại với không khí, nhờ đó đạt được khả năng chống gỉ. Việc làm đen cũng làm tăng độ bóng bề mặt của kim loại, làm cho nó có tính thẩm mỹ cao hơn và có thể làm giảm một số biến dạng do nội lực hoặc ngoại lực gây ra.
V. Đánh bóng
Đánh bóng loại bỏ các vệt bề mặt và đạt được bề mặt sáng. Nó bao gồm mài, đánh bóng bánh xe và đánh bóng bằng chất lỏng để làm cho bề mặt kim loại mịn và sáng bóng. Bề mặt nhẵn sẽ dễ xử lý hơn trong các lần xử lý bề mặt tiếp theo. Các phương pháp đánh bóng thông thường được chia thành hai loại: đánh bóng cơ học và đánh bóng điện phân. Đánh bóng cơ học sử dụng giấy nhám, bánh xe đánh bóng và bột đánh bóng để mài từng lớp, đạt được độ bóng gương cao. Đánh bóng điện phân hay còn gọi là đánh bóng hóa học sử dụng dung dịch đánh bóng ngâm nước nên không để lại vết mài cơ học. Nó phù hợp với các phôi nhỏ và lá titan có thành mỏng-ít bị biến dạng hơn.
VI. Phun nhiệt
Phun nhiệt bao gồm việc làm tan chảy bột kim loại hoặc gốm ở nhiệt độ cao bằng cách sử dụng ngọn lửa hoặc hồ quang điện, sau đó phun sương thành các giọt nhỏ bằng dòng khí áp suất cao. Những giọt nguyên tử này được phun lên bề mặt chất nền và sau khi làm mát, một lớp bề mặt bổ sung được hình thành. Quá trình này khác với quá trình oxy hóa hồ quang vi-và rất đơn giản và dễ học.
Để xử lý bề mặt hợp kim titan, chúng ta cần chọn phương pháp xử lý bề mặt phù hợp dựa trên môi trường sử dụng và yêu cầu ứng dụng sản phẩm để phản ánh tốt hơn các đặc tính của sản phẩm.
