ما هي خصائص عمليات المعالجة السطحية لمواد سبائك التيتانيوم؟
سبائك التيتانيوم عبارة عن معادن سبائكية مختلفة مصنوعة من التيتانيوم ومعادن أخرى. فهي نادرة ومكلفة نسبيا. تتميز سبائك التيتانيوم بالقوة العالية، وخفة الوزن، ومقاومة التآكل، ومقاومة درجات الحرارة العالية. يمكن استخدامها في العديد من المواد الكيميائية الدقيقة ويتم تطبيقها بشكل رئيسي في صناعات السيارات والفضاء والنووية والكيماويات والبتروكيماويات وطب الأسنان والإصلاح الطبي.
طرق المعالجة السطحية لسبائك التيتانيوم لا تهدف فقط إلى تحسين جمالياتها، ولكن الأهم من ذلك، تحسين خصائصها السطحية وقدرتها على التكيف من خلال عمليات المعالجة والتعديل السطحية هذه. تخضع مواد سبائك التيتانيوم بشكل أساسي لعمليات المعالجة السطحية التالية:
I. الطلاء الكهربائي
يشمل الطلاء الكهربائي على أسطح سبائك التيتانيوم في المقام الأول طلاء النيكل والذهب والنحاس. والغرض من ذلك هو تحسين خصائص الالتصاق والتوصيل والنحاس لسبائك التيتانيوم. ومع ذلك، يعرض الطلاء الكهربائي أيضًا بعض المشكلات، وهي ضعف الالتصاق بين طبقة الطلاء والركيزة. لذلك، المعالجة المسبقة ضرورية قبل الطلاء:
① السفع الرملي: يزيل هذا الشوائب من سطح سبائك التيتانيوم، بما في ذلك مقياس الأكسيد والزيت والصدأ وعلامات التصنيع، مما يجعل السطح أكثر خشونة. وينتج عن ذلك التصاق أقوى للطلاء السطحي اللاحق، مما يجعله أقل عرضة للتقشير.
② التخليل: يؤدي ذلك إلى إزالة تكلسات الأكسيد والزيوت والشوائب المتولدة أثناء التدحرج في درجات حرارة عالية-، مما يجعل السطح أملسًا ويحسن خصائصه، ويمنع التآكل والأكسدة والتآكل. ومع ذلك، إذا لم يتم تنفيذ التخليل بشكل صحيح، فسوف تتأثر المعالجة اللاحقة بشكل كبير. لذلك، يجب اتباع عملية التخليل بدقة وفقًا لمتطلبات العملية.
ثانيا. أكسدة القوس الصغير-
تتضمن هذه العملية وضع أجزاء التيتانيوم في إلكتروليت قلوي متخصص تحت جهد عالي (200-800 فولت). يتم إنشاء العديد من الشرارات الكهربائية الصغيرة، المعروفة باسم -الأقواس الدقيقة، على سطح قطعة العمل. تنتج هذه الأقواس على الفور درجات حرارة تبلغ 3000-5000 درجة، مما يؤدي إلى ذوبان وأكسدة ركيزة التيتانيوم. تنمو طبقة من طبقة سيراميك ثاني أكسيد التيتانيوم في الموقع، ليس كطلاء رش، ولكن كجزء لا يتجزأ من الركيزة. إن صلابة طبقة الأكسدة القوسية الدقيقة- هذه أعلى بكثير من صلابة التيتانيوم العاري المغسول بالأحماض أو المسفوع بالرمل، كما أنها تعمل على تحسين مقاومة التآكل لسطح الركيزة، مما يجعلها متينة للغاية في مياه البحر والمطهرات والبيئات المالحة. كما أن الطبيعة غير الموصلة للسيراميك تجعله مقاومًا للأكسدة في درجات الحرارة المرتفعة.
ثالثا. تلوين
يعمل التلوين على تحسين الخصائص السطحية لمواد سبائك التيتانيوم ويسمح بتحقيق ألوان مختلفة وفقًا لمتطلبات العملاء، مما يعزز المظهر الزخرفي للمكونات. تشتمل عمليات تلوين سطح سبائك التيتانيوم على: الأكسدة الجوية، والأكسدة، والمعالجة الكيميائية، وأكسدة القوس الدقيقة-. حاليًا، تعد عملية الأنودة هي طريقة التلوين الأكثر شيوعًا لسبائك التيتانيوم.
رابعا. اسوداد
السواد هو طريقة شائعة لمعالجة الأسطح الكيميائية. المبدأ هو إنشاء طبقة أكسيد على سطح المعدن، وعزل المعدن تمامًا عن الهواء، وبالتالي تحقيق الوقاية من الصدأ. يزيد السواد أيضًا من لمعان سطح المعدن، مما يجعله أكثر جمالية، ويمكن أن يقلل من بعض التشوه الناتج عن قوى داخلية أو خارجية.
خامسا تلميع
يزيل التلميع نتوءات السطح ويحقق سطحًا لامعًا. وهي تنطوي على طحن وتلميع العجلات وسوائل التلميع لجعل السطح المعدني أملسًا ولامعًا. من السهل معالجة السطح الأملس في المعالجات السطحية اللاحقة. تنقسم طرق التلميع الشائعة إلى نوعين: التلميع الميكانيكي والتلميع الكهربائي. يستخدم التلميع الميكانيكي ورق الصنفرة، وعجلات التلميع، ومعجون التلميع لطحن طبقة بعد طبقة، للحصول على لمسة نهائية عالية المرآة. يستخدم التلميع الكهربائي، المعروف أيضًا باسم التلميع الكيميائي، محلول تلميع للغمر، مما يؤدي إلى عدم وجود علامات طحن ميكانيكية. إنها مناسبة لقطع العمل الصغيرة، ورقائق التيتانيوم ذات الجدران الرقيقة-أقل عرضة للتشوه.
سادسا. الرش الحراري
يتضمن الرش الحراري صهر مسحوق المعدن أو السيراميك عند درجات حرارة عالية باستخدام اللهب أو الأقواس الكهربائية، ثم تفتيته إلى قطرات دقيقة باستخدام تيار غازي-عالي الضغط. يتم رش هذه القطرات المتناثرة على سطح الركيزة، وبعد التبريد، يتم تشكيل طبقة سطحية إضافية. تختلف هذه العملية عن الأكسدة القوسية الدقيقة- وهي بسيطة وسهلة التعلم.
بالنسبة للمعالجة السطحية لسبائك التيتانيوم، نحتاج إلى تحديد طريقة المعالجة السطحية المناسبة بناءً على بيئة الاستخدام ومتطلبات تطبيق المنتج لتعكس خصائص المنتج بشكل أفضل.
