Hur man analyserar titanplattor Ytlegeringsmodifieringsteknik systematiskt?

Titanplattorlider av otillräcklig ythårdhet, slitstyrka, hög-temperaturoxidationsbeständighet och slitstyrka. Under komplexa arbetsförhållanden är de benägna att slitas, oxidera och korrosion, och uppfyller inte de långsiktiga-servicekraven för avancerade-applikationer. Ytlegering fungerar som en vanlig förstärkningsprocess för titanplåtar. Genom att anta fysikaliska, kemiska och metallurgiska metoder för att sprida legeringselement in i ytskiktet på plattorna, förändras ytskiktets sammansättning och mikrostruktur. Med förutsättningen att substratets inneboende egenskaper bibehålls, förbättras ytegenskaperna, inklusive slitstyrka, korrosionsbeständighet och hög- temperaturbeständighet samtidigt.

 

 

Till skillnad från vanliga beläggningar bildar ytlegering av titanplattor ett gradientskikt via metallurgisk bindning genom elementdiffusion, vilket eliminerar risken för att beläggningen flagnar. Under termisk energipåverkan penetrerar element som bor, kväve, aluminium och krom titanytskiktet för att bilda hårda faser och omstrukturera ytmikrostrukturen, för att stärka ytprestandan på ett målinriktat sätt.

 

 

1. Kemisk värmebehandlingslegering

Nitrering

Den mest använda processen. Nitrering vid 500 ~ 650 grader genererar hårda TiN- och Ti₂N-skikt med stark bindning, utmärkt slitstyrka och slitstyrka, vilket är allmänt applicerat på precisionskomponenter inom flygindustrin. Dess nackdelar inkluderar långa bearbetningscykler, tunna nitrerade lager vid låga temperaturer, grova substratkorn och minskad formbarhet under höga temperaturer.

Förkolning

Kolelement diffunderar in i substratet för att bilda ett härdat TiC-skikt, vilket kan öka slitstyrkan hos Ti-6Al-4V med 3 till 5 gånger. Emellertid tenderar det att orsaka oxidation vid höga temperaturer, och likformigheten hos det uppkolade skiktet är föremål för yttillståndet hos substratet, vilket gör det olämpligt för tunnväggiga högprecisions titandelar.

Boriding

Producerar TiB- och TiB₂-skikt med hög-hårdhet med optimal slitstyrka, korrosionsbeständighet och oxidationsbeständighet vid hög-temperatur. Icke desto mindre har det modifierade lagret hög sprödhet och tenderar att spricka vid stötar; Processen förbrukar också enorm energi och tar lång bearbetningstid, så den används sällan för precisionskomponenter.

Metallcementering

Element som aluminium, krom och molybden infiltreras för att bilda ett gradientskikt, främst för hög-temperaturoxidation och korrosionsbeständighet. Aluminisering kan bilda en tät oxidfilm, som passar hög-temperaturflygkomponenter. Den största nackdelen ligger i den långsamma diffusionshastigheten för metallelement, vilket gör det svårt att tillverka tjocka modifierade skikt.

 

2. Ytlegering med hög-energistråle

Hög-värmekällor inklusive lasrar och elektronstrålar används för att smälta ytskiktet av titanplåtar och legeringspulver, och bildar täta legeringsskikt på plats. Denna process ger anmärkningsvärda stärkande effekter med justerbara parametrar och minimal substratskada.

Den är uppdelad i två laserbearbetningslägen: för-placerad pulverbeläggning och synkron pulvermatning. Snabb smältning och snabb stelning via laserbehandling kan producera finkorniga täta modifierade skikt med avstämbar tjocklek och sammansättning. Funktionella beläggningar som titan-koppar och titan-silver kan förberedas, och optimerade processer kan minska porer och sprickor utan att försämra substratets prestanda.

Dess begränsningar innefattar dyr utrustning, låg massproduktionseffektivitet för bearbetning av stora-områden och stora svårigheter vid felsökning av processparametrar.

 

3. Vapor Deposition Legering

PVD

Vakuumbeläggning med låg-temperatur som ger jämna och enhetliga beläggningar utan termiska skador och är miljövänlig, förbättrar ythårdheten och slitstyrkan.

CVD

Filmbildning genom gas-fasreaktioner med starkare film-substratbindning, som kan bearbeta special-formade titanplattor.

Vanliga nackdelar med båda processerna inkluderar tunna modifierade lager och begränsad livslängd för slitage, som endast är tillämpliga för lätta-belastningar och låga-slitageförhållanden snarare än tunga-industriscenarier.

 

 

1.Kemisk värmebehandling

Låg kostnad, lämplig för massproduktion och stark film-substratbindning. Det används mestadels för grundläggande slitage och korrosionsskydd av konventionella industriella titandelar, men det kräver långa bearbetningscykler, kan skada substrat under höga temperaturer och ger endast en-funktionsförbättring.

 

2. Laser hög-energistrålelegering

Enastående förstärkningsprestanda, anpassningsbara multi-funktionella beläggningar, mindre substratskador, applicerbara på hög-precisionsdetaljer i titan under extrema arbetsförhållanden. Dess nackdelar är höga utrustningskostnader och låg effektivitet för massproduktion.

 

3. Vapor Deposition

Hög bearbetningsprecision, ingen deformation av arbetsstycket och överlägsen ytkvalitet, perfekt för tunna-väggiga precisionsdelar och medicinska titanmaterial under lätt belastning. Det tunna modifierade lagret tål dock inte tunga-belastningar.

 

Urvalsprinciper

Massproducerade-allmänt tunga-arbetsstycken: kemisk värmebehandling

Anpassade hög-precisionsdelar för flyg- och medicinindustrin: laserlegering

Hög-precisions tunn-väggiga komponenter med låga slitagekrav: ångavsättning

 

 

Ruihang, som en direkt tillverkare av titanprodukter, levererar råmaterial av optimal kvalitet för din tillverkning av precisionskomponenter. Om du har några inköpsbehov för titanplattor, kontakta oss gärna via e-post:Sam.Rui@bjrh-titanium.com