V oblasti zpracování a aplikací kovových materiálů je tepelné zpracování kritickým procesem, který hraje zásadní roli při zlepšování vlastností materiálů. Uprostřed a po tepelném zpracování je také nepostradatelný odkaz povrchové úpravy. Tento krok má za cíl odstranit vodní kámen a různé nečistoty vytvořené na kovovém povrchu, čímž se sníží aktivita exponovaného kovového povrchu. Příprava povrchu je zvláště nezbytná před a během nanášení ochranných vrstev a různých funkčních povlaků na povrch titanu a jeho slitin. Aplikací těchto speciálních povlaků lze účinně zlepšit vlastnosti kovových povrchů, jako je zvýšení jejich odolnosti proti korozi, oxidaci a opotřebení, čímž se prodlouží životnost materiálu.
OvlivňováníFherciOf TitaniumRodPlechtáníCpodmínky
Podmínky moření titanových tyčí a jejich slitin nejsou statické, ale závisí na typu oxidové vrstvy a existující reakční vrstvě. Typy těchto vrstev jsou ovlivněny kombinací faktorů, mezi které patří především proces vysokoteplotního ohřevu a zvýšení teploty během zpracování (jako je kování, odlévání, svařování atd.).
Za různých teplotních podmínek zpracování je vrstva oxidu vytvořená na povrchu titanové tyče a její slitiny výrazně odlišná. Při nižších teplotách zpracování nebo při vysokých teplotách ohřevu pod asi 600 stupňů se na kovovém povrchu vytvoří pouze tenká vrstva oxidu. S touto tenkou vrstvou oxidu se relativně snadno manipuluje a má menší dopad na následné procesy. Situace se však komplikuje při vysokých teplotách. V prostředí s vysokou-teplotou se v blízkosti vrstvy oxidu nejen vytvoří difúzní zóna bohatá na kyslík-, ale tato difúzní vrstva bohatá na kyslík-má důležitý dopad na výkon a následné zpracování materiálu a musí být zcela odstraněna mořením a dalšími procesy, aby kvalita povrchu materiálu odpovídala požadavkům.
Různé metodyTo RpřemístitTonSkalOf TitaniumRods
1. MechanickéMmetoda
Mechanická metoda je vhodná především pro odstraňování silných oxidických vrstev a tvrdých povrchových vrstev. Tato metoda odlupuje vodní kámen z kovového povrchu fyzickými akcemi, jako je tření, náraz atd. Její výhodou je, že operace je relativně jednoduchá a přímá a v některých případech s tlustými šupinami a tvrdou texturou dokáže rychle a efektivně odstranit většinu vodního kamene. Mechanické metody však mají i určitá omezení. Například během procesu úpravy může způsobit určitý stupeň mechanického poškození kovového povrchu, což ovlivní rovinnost a konečnou úpravu povrchu, a u některých dílů se složitými tvary a vysokými požadavky na přesnost může být obtížné dosáhnout ideálního účinku úpravy mechanickými metodami.
2. RoztavenýSaltBathMmetoda
Odstranění vodního kamene v lázni s roztavenou solí je další běžně používanou metodou. Titanová tyč a její slitina jsou ponořeny do specifické roztavené solné lázně a vysoká teplota a chemické působení solné lázně se využívá k oddělení okují od kovového povrchu. Tato metoda dokáže ošetřit kovové povrchy rovnoměrněji a lze ji také lépe přizpůsobit některým tvarově složitým dílům. Navíc rozumným výběrem složení a procesních parametrů solné lázně lze do určité míry řídit proces úpravy a snížit poškození kovové matrice. Metoda roztavené solné lázně má však také některé nedostatky, jako jsou velké investice do zařízení, potřeba přísně kontrolovat teplotu a součásti solné lázně během provozu, jinak může ovlivnit účinek ošetření a lázeň roztavené soli má určité riziko znečištění životního prostředí a je třeba přijmout odpovídající opatření na ochranu životního prostředí.
3. KyselinaSřešeníPlechtáníMmetoda
Moření v kyselém roztoku je jednou z nejčastěji používaných metod k odstranění vodního kamene. Namáčením titanové tyče a její slitiny ve specifickém kyselém roztoku se chemická reakce mezi kyselinou a oxidovou vrstvou využívá k rozpuštění oxidové vrstvy a dosažení účelu odstranění. Metoda moření má výhody vysoké účinnosti zpracování, relativně nízkých nákladů a flexibilního provozu. Pro různé typy a tloušťky oxidových okují lze dosáhnout nejlepšího účinku úpravy nastavením parametrů, jako je typ, koncentrace, teplota a doba moření roztoku kyseliny. Například oxidová vrstva vytvořená při zahřátí na 600 stupňů může být rozpuštěna obecným mořením. Existují však také některé problémy, které je třeba si uvědomit v metodě moření. Kyselé roztoky jsou korozivní a při nesprávném zacházení mohou způsobit nadměrnou korozi kovové matrice, což ovlivňuje vlastnosti materiálu. Kromě toho se během procesu moření budou produkovat znečišťující látky, jako je odpadní kyselina, která musí být řádně ošetřena, aby nedošlo k poškození životního prostředí.
4. KombinaceOf MmnohonásobnýMmetody
Ve skutečné výrobě se v mnoha případech k odstranění vodního kamene používá kombinace několika metod, aby se naplno projevily výhody různých metod a dosáhlo se lepších výsledků ošetření.
Například okují se mechanicky odstraní, aby se odstranila většina silnějších a tvrdších okují, a poté se moření. Tato metoda kombinuje schopnost rychlého odstraňování mechanických metod se schopností jemného zpracování mořicích metod, které mohou nejprve rychle snížit tloušťku okují a poté dále odstranit zbývající jemné okují a nečistoty pomocí moření, přičemž způsobí relativně malé poškození povrchu kovu a získá lepší kvalitu povrchu.
Dalším běžným způsobem vazby je solná lázeň s následným mořením. Ošetřením solné lázně lze do určité míry změkčit oxidovou pokožku, oslabit její vazbu s kovovým povrchem a zároveň provést předběžné čištění a aktivaci kovového povrchu. Poté lze pomocí moření důkladněji odstranit vodní kámen a zlepšit účinnost moření, snížit dobu moření a množství kyselého roztoku.
Při setkání s oxidovými vrstvami a difúzními vrstvami vytvořenými při vyšších teplotách jsou kvůli jejich složité struktuře a vlastnostem nutné speciální metody pro jejich úpravu. Tyto speciální metody mohou být vylepšeními a optimalizacemi konvenčních metod uvedených výše, nebo se může jednat o zcela nové procesy vyvinuté pro specifické situace. Například může být nutné použít speciálně formulované roztoky kyselin nebo více{2}}krokové procesy úpravy, aby bylo zajištěno, že oxidovou vrstvu a difúzní vrstvu lze zcela odstranit a zároveň zachovat kvalitu kovového povrchu přesným řízením procesních parametrů každého kroku.
Stručně řečeno, proces povrchové úpravy a moření titanových tyčí a jejich slitin je složitý a kritický proces. Pochopení faktorů ovlivňujících tvorbu oxidové vrstvy, rozumná volba metod k odstranění oxidových okují a použití kombinace metod podle aktuální situace má velký význam pro zajištění kvality povrchu titanových tyčí a jejich slitin, zlepšení jejich výkonu a uspokojení potřeb různých aplikačních oblastí. Při skutečné výrobě je nutné neustále zkoumat a optimalizovat procesní parametry a zlepšovat úroveň procesní technologie pro dosažení vysoké-kvalitního zpracování a aplikace titanových tyčí.
