Titan, kao metal-za sve namjene, ima neusporedivu široku primjenu za svoje legirane šipke i žice. Međutim, nedostaci izvornih titanskih materijala, kao što su niska površinska tvrdoća i nedovoljna otpornost na habanje, mogu dovesti do kvara komponente u uvjetima visokog trenja, značajno skraćujući životni vijek i ograničavajući daljnje širenje scenarija njegove primjene. Kako bi se pozabavilo time kako povećati otpornost na habanje titanskih šipki i žica, industrija je razvila više zrelih tehnologija površinske obrade.
Tradicionalna izrada: zrelo i stabilno rješenje protiv-habanja
Metoda mokrog premazivanja
Metoda mokrog premazivanja trenutačno je najčešće korišten postupak obrade titanskih materijala-otporan na površinsko habanje, a premazi od kroma (Cr) i nikal-fosfora (Ni-P) tipični su primjeri. Zbog visoke aktivnosti oksidnog filma na površini titana, izravno obloženi krom ima slabu adheziju i sklon je ljuštenju. Stoga je industrijski standardni postupak metoda u dva - koraka: prvo se sloj nikla (Ni) taloži na površinu titanijske šipke ili žičane podloge kao prijelazni sloj za poboljšanje prionjivosti premaza, a zatim se krom (Cr) taloži na površinu sloja nikla kao površinski sloj -otporan na habanje.
Ovaj proces koristi elektrolizu za taloženje, s velikom brzinom stvaranja filma, kontroliranom debljinom premaza, a debljina običnog-otpornog premaza može doseći nekoliko mikrometara. Debljina sloja dekorativnog premaza od samo 1 μm također može postići učinak. Premaz ima visoku tvrdoću i nizak koeficijent trenja, što ga čini iznimno troškovno-učinkovitom-metodom obrade površine otpornom na habanje.
Metoda toplinske difuzije
Izvorno naširoko korišten u procesima toplinske difuzije kao što su pougljičavanje, nitriranje i boriranje za otvrdnjavanje čeličnih materijala, nakon prilagodbe i optimizacije, također se može primijeniti na površinsku obradu titanskih materijala-otpornu na trošenje. Njegov temeljni princip je omogućiti elementima kao što su ugljik, dušik i bor da difundiraju u površinsku rešetku titanskih šipki i žica na visokim temperaturama, tvoreći visoko-sloj spoja titana, čime se postiže površinsko otvrdnjavanje.
Tvrdoća površinskog sloja obrađenog titanskog materijala može se povećati nekoliko puta, a očvrsli sloj je metalurški vezan za osnovni materijal, bez opasnosti od odvajanja premaza. Otpornost na habanje je izdržljiva i stabilna i prikladna je za upotrebu u strukturnim komponentama koje su izložene dugotrajnom-trenju i trošenju.
Metoda zavarivanja
Metoda zavarivanja koristi luk za prijenos plazme kao izvor topline za taljenje visoko{0}}tvrdoće-legure otporne na habanje i zatim zavarivanje na površinu titanskih šipki ili žica koje treba ojačati, tvoreći metalurški vezan modificirani sloj-otporan na habanje. Obrađena površina titanskog materijala ima izvrsnu otpornost na habanje, a tijekom procesa obrade zagrijava se samo lokalno područje zavarivanja, bez potrebe da se cijeli radni komad postavi u okolinu visoke-temperature, čime se može učinkovito izbjeći smanjenje mehaničkih svojstava uzrokovano ukupnim zagrijavanjem titanske podloge.
Međutim, hrapavost površine nakon ovog procesa je relativno visoka, te zahtijeva sekundarnu obradu i poliranje. Prikladan je samo za obradu titanskih šipki većeg promjera i veće debljine, a za sada nije prikladan za titanske žice finog-promjera.
Napredna tehnologija: nova opcija za poboljšanje vrhunskih{0}}aplikacija
Posljednjih godina, tehnologije površinskog jačanja taloženja u plinskoj{0}}fazi kao što su kemijsko taloženje parom (CVD), fizičko taloženje parom (PVD) i kemijsko taloženje parom poboljšano plazmom (PCVD) postupno se primjenjuju u-poljima visoke klase.
Ovi procesi mogu taložiti super tvrde prevlake kao što su titanijev nitrid i ugljik-sličan dijamantu na površine titanskih šipki i žica. Debljina je ujednačena i kontrolirana, a premaz ima jaku adheziju. Ne samo da mogu značajno poboljšati otpornost na habanje, već također mogu prilagoditi sastav premaza prema zahtjevima, uzimajući u obzir svojstva kompozita kao što su otpornost na koroziju i smanjenje trenja, a temperatura obrade je niska, bez utjecaja na mehanička svojstva titanske podloge. Osobito su prikladni za visoke-precizne, male-titanijske žice i precizne titanijske šipke, i mogu ispuniti stroge zahtjeve-polja visoke klase kao što su zrakoplovstvo i medicina.
Uz stalno širenje scenarija primjene titanskih materijala, tehnologija obrade-otporne na površinsko habanje također se kontinuirano nadograđuje i poboljšava. Ovo ne samo da dalje istražuje potencijal izvedbe titanskih šipki i žica, već također pruža tehničku podršku za primjenu titanovih legura u zahtjevnijim radnim uvjetima, postajući važan prateći tehnološki smjer za razvoj industrije titana.