Šipke od titananaširoko se koriste u kemijskoj industriji, medicinskoj opremi, vrhunskoj-potrošačkoj elektronici i visoko-temperaturnim strukturnim dijelovima zbog svoje izvrsne specifične čvrstoće i biokompatibilnosti. Unatoč tome, nakon konvencionalnog kovanja, toplinske obrade i mehaničke strojne obrade, njihove će površine neizbježno proizvesti guste oksidne slojeve, nitridne filmove i zaostala onečišćenja. Iako ovi spontani površinski slojevi pružaju slabe zaštitne učinke, skloni su uzrokovati neujednačenu površinsku teksturu, odstupanje dimenzija i lošu stabilnost u naknadnom zavarivanju, anodizaciji i preciznoj strojnoj obradi. U teškim slučajevima, zaostali oksidi i mikrodefekti uvelike će smanjiti dugoročnu-otpornost titanskih podloga na koroziju. Stoga je potpuni i standardizirani sustav površinske obrade neophodan za uklanjanje površinskih neispravnih slojeva, ujednačavanje površinskih stanja i značajno poboljšanje ukupne anti{7}}korozijske učinkovitosti titanskih šipki.
Cijeli proces obrade slijedi progresivnu tehničku logiku uklanjanja nedostataka, izravnavanja površina i jačanja performansi, uglavnom uključujući mehaničku predobradu, kemijsko dekapiranje, precizno posvjetljivanje, smanjenje naprezanja i pasivizaciju, kao i izbornu funkcionalnu modifikaciju.
Mehanička predobrada je neizostavan temelj cijelog procesa.
Tokarenje i grubo brušenje su usvojeni za uklanjanje crne kože kovanja, oksidnih naslaga i mikropukotina, dok se kalibrira zaobljenost i ravnost titanskih šipki. Uzimajući u obzir nisku toplinsku vodljivost i tendenciju o-otvrdnjavanja titanovih legura, potrebna je mala linearna brzina, velika brzina dodavanja i dovoljno hlađenje tijekom rezanja kako bi se izbjeglo površinsko gorenje. Na temelju toga, pjeskarenje ili sačmarenje može eliminirati tvrdokorne vruće-okside obrade i formirati jednoliku mikro-hrapavu površinu, koja učinkovito poboljšava snagu vezivanja sljedećih premaza. Od ključne je važnosti u potpunosti ukloniti ugrađene abrazivne čestice nakon pjeskarenja kako bi se spriječilo strano onečišćenje.
Kao osnovni postupak, kemijsko dekapiranje određuje konačnu kvalitetu površine i sigurnost titanskih šipki.
Glavni sustav kiseljenja koristi miješanu dušičnu kiselinu i fluorovodičnu kiselinu, s konvencionalnim omjerom od 30%–50% dušične kiseline i 3%–8% fluorovodične kiseline. Fluorovodična kiselina brzo otapa titanijev oksid i izvodi mikro-jetkanje na podlozi, dok dušična kiselina inhibira pretjeranu koroziju i potiče regeneraciju pasivnih filmova. Reakcijska temperatura se kontrolira na 20-40 stupnjeva, a vrijeme obrade kreće se od desetaka sekundi do nekoliko minuta dok se ne pojavi jednolika srebrno-siva metalna površina. Nakon kiseljenja potrebno je temeljito ispiranje deioniziranom vodom i alkalna neutralizacija kako bi se uklonile zaostale kiseline. Za visoko{12}}opterećene komponente potrebno je vakuumsko dehidrogenacijsko žarenje na 650–750 stupnjeva kako bi se izbjegli rizici vodikove krtosti.
Tretman posvjetljivanja prilagođen je prema standardima točnosti proizvoda.
Polu{0}}završno poliranje uklanja sitne površinske neravnine do Ra 1,6–3,2 μm, pružajući postojanu osnovu za završnu obradu. Visoko-preciznim mehaničkim poliranjem ogledala mogu se postići ultra-glatke površine ispod Ra 0,2 μm, prikladne za vrhunske-dodatke za satove i precizne strukturne dijelove. Za razliku od mehaničke obrade, elektrolitičko poliranje ne stvara rad-sloj koji otvrdnjava niti zaostalo vlačno naprezanje, pružajući jednolike površine bez-tragova-tečenja, što je optimalan postupak za medicinske implantate od titana kao što su igle za kosti i zubne komponente.
Pasivacija i svijetlo žarenje ključni su koraci za povećanje otpornosti na koroziju i dimenzionalne stabilnosti.
Jarko žarenje pod vakuumom ili zaštitom od argona eliminira zaostala naprezanja strojne obrade dok zadržava izvorni metalni sjaj i vraća plastičnost materijala. Kemijska pasivizacija pomoću razrijeđene otopine dušične kiseline stvara gusti film titan dioksida u nano-razmjerama na površini, popravljajući mikroskopske nedostatke nastale u prethodnim procesima i uvelike poboljšavajući otpornost na koroziju od kiseline, klorida i slanog spreja.
Za specijalizirane scenarije primjene dostupni su pomoćni tretmani za jačanje.
Anodizacija može stvoriti kontrolirane oksidne filmove s ukrasnim bojama i poboljšanom tvrdoćom površine, održavajući biokompatibilnost titana. Funkcionalno raspršivanje PTFE, keramičkih ili DLC premaza učinkovito povećava otpornost na habanje, stabilnost na visokim-temperaturama i izolacijsku izvedbu industrijskih šipki od titana.
U stvarnoj proizvodnji, kombinacije procesa formuliraju se prema zahtjevima usluge. Obične industrijske šipke od titana usvajaju predtretman, dekapiranje i pasiviranje; medicinski-proizvodi primjenjuju strogo vodikovo-kontrolirano luženje, elektrolitičko poliranje i vakuumsko žarenje; vrhunski-korisnički dijelovi koriste zrcalno poliranje i anodizaciju u boji; Komponente otporne-na habanje i visoke-temperature zahtijevaju ohrapavljavanje pjeskarenjem i keramički premaz. Samo striktnom kontrolom potpunih-procesnih parametara i čistoće titanijske šipke mogu postići površinska stanja-bez oksida,-onečišćenja i visoku{10}}otpornost-na koroziju, dajući punu prednost superiornim performansama materijala od legura titana.
Pročitajte više:Kako učiniti titanske žice i titanske šipke otpornijim-na habanje