Dadansoddiad o'r broses trin wyneb ar gyfer aloion titaniwm a titaniwm

Mae aloion titaniwm a titaniwm, oherwydd eu cryfder penodol uchel, ymwrthedd cyrydiad rhagorol, a biocompatibility, wedi dod yn ddeunyddiau craidd mewn awyrofod, mewnblaniadau meddygol, peirianneg forol a meysydd eraill. Fodd bynnag, mae cyfyngiadau yn eu priodweddau arwyneb-fel gwrthiant gwisgo annigonol, ocsidiad tymheredd uchel, a'r angen am well bioactifedd-wedi cyfyngu eu hehangu i gymwysiadau eraill. Fodd bynnag, trwy brosesau triniaeth arwyneb systematig, gellir rheoli priodweddau ffisegol a chemegol arwyneb y deunydd yn fanwl gywir, gan alluogi perfformiad wedi'i addasu.

Pretreatment: gosod y sylfaen ar gyfer addasu arwyneb

Mae pretreatment yn gam allweddol wrth sicrhau effeithiolrwydd triniaethau dilynol. Defnyddir dulliau ffisegol a chemegol i gael gwared ar amhureddau arwyneb, haenau ocsid, a phwysau prosesu, gan ddarparu swbstrad glân a sefydlog ar gyfer addasu wyneb.

Glanhau a dirywio

Defnyddiwch lanhau ultrasonic neu jet dŵr pwysedd uchel gyda dŵr wedi'i ddad-ddyneiddio, ethanol, neu gyfryngau glanhau arbenigol i gael gwared ar olew, llwch ac haenau ocsid o wyneb y titaniwm. Ar gyfer staeniau ystyfnig, gellir defnyddio asiantau glanhau asidig ar gyfer pretreatment, ond rhaid rheoli'r crynodiad a'r hyd yn llym er mwyn osgoi cyrydiad y swbstrad. Ar ôl glanhau, rinsiwch â dŵr wedi'i ddad -ddyneiddio a'i sychu'n syth i atal halogiad eilaidd.

Sandblasting a sgleinio

Mae Sandblasting yn defnyddio aer cywasgedig i chwistrellu deunydd sgraffiniol ar yr wyneb ar gyflymder uchel, gan greu arwyneb unffurf garw. Mae hyn nid yn unig yn dileu graddfa ond hefyd yn gwella adlyniad haenau dilynol. Ar gyfer rhannau manwl, mae angen chwarae tywod gwlyb neu sgleinio olwyn brethyn i reoli'r garwedd arwyneb o fewn yr ystod a ddyluniwyd a chwrdd â gofynion manwl uchel.

Picio ac actifadu asid

Mae piclo asid yn tynnu'r haen pasio wyneb trwy ysgythriad cemegol, tra hefyd yn gwella priodweddau wyneb y metel. Datrysiad cyffredin yw cymysgedd o fflworid ac asid nitrig. Dylai'r amser triniaeth gael ei addasu yn unol â chyfansoddiad a chyflwr yr wyneb y deunydd titaniwm er mwyn osgoi cyrydiad gormodol. Ar gyfer electroplatio pretreatment, defnyddir prosesau actifadu fel trochi sinc neu blatio nicel electroless i ffurfio haen bontio ar wyneb y titaniwm a gwella adlyniad y cotio.

 

Addasu Arwyneb: Creu Haen Arwyneb Swyddogaethol

Mae addasu wyneb yn defnyddio dulliau corfforol, cemegol neu electrocemegol i greu ffilm ocsid amddiffynnol, cotio bioactif, neu haen galed sy'n gwrthsefyll gwisgo ar wyneb y titaniwm, gan sicrhau gwelliant perfformiad wedi'i dargedu.

Ocsidiad anodig

Gan ddefnyddio titaniwm fel yr anod a phasio trydan trwy electrolyt, mae ffilm hydraidd Tio₂ ocsid yn ffurfio ar yr wyneb. Trwy addasu'r foltedd a'r amser, gellir rheoli trwch y ffilm a maint mandwll, gan alluogi addasu lliw neu optimeiddio swyddogaethol. Mae anodizing caled yn cynhyrchu ffilmiau trwchus, gan wella ymwrthedd gwisgo yn sylweddol a'i wneud yn addas ar gyfer amodau llwyth uchel.

Ocsidiad micro-arc

Gan ddefnyddio tymheredd uchel ar unwaith rhyddhau micro-ARC, tyfir haen seramig titaniwm ocsid hydraidd yn ei le ar wyneb y titaniwm, gan arwain at galedwch uchel ac ymwrthedd gwisgo rhagorol. Trwy ychwanegu ychwanegion penodol, gall haenau cyfansawdd gydag ymwrthedd cyrydiad ac eiddo gwrthfacterol fod yn barod i fodloni gofynion cais penodol. Nid oes angen triniaeth tymheredd uchel ar y dechnoleg hon ac nid yw'n effeithio ar briodweddau'r swbstrad, gan ei gwneud yn broses trin wyneb gwyrdd a heb lygredd.

Cotio trosi cemegol

Trwy ffosffatio, pasio, neu driniaeth gromio, mae gorchudd trosi trwchus yn cael ei ffurfio ar wyneb y titaniwm, gan ei amddiffyn rhag cyrydiad ïon clorid ac ymestyn oes gwasanaeth yr offer. Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae technoleg cotio trosi heb gromiwm wedi dod yn fan cychwyn ymchwil i fynd i'r afael â materion amgylcheddol prosesau traddodiadol.

 

Dyddodiad cotio: Arosod haen amddiffynnol perfformiad uchel

Mae dyddodiad cotio yn defnyddio dulliau corfforol neu gemegol i adneuo haenau metel, cerameg neu bolymer ar wyneb y titaniwm, gan gyflawni optimeiddio synergaidd ymwrthedd gwisgo, ymwrthedd cyrydiad, bioactifedd, neu briodweddau iro.

Dyddodiad anwedd corfforol (PVD)

Mae haenau caled (fel tun, tic, neu garbon tebyg i ddiamwnt) yn cael eu dyddodi ar arwynebau titaniwm trwy sputtering magnetron neu blatio ïon arc. Mae technoleg PVD yn cynhyrchu haenau unffurf, wedi'u bondio'n fawr heb yr angen am driniaeth tymheredd uchel, gan ei gwneud yn addas ar gyfer rhannau manwl a chymwysiadau tymheredd uchel.

Chwistrellu thermol

Mae powdrau cerameg neu fetel yn cael eu cynhesu i gyflwr tawdd a'u chwistrellu ar wyneb y titaniwm ar gyflymder uchel i ffurfio cotio trwchus. Mae'r dechnoleg hon yn addas ar gyfer darnau gwaith mawr a gall atgyweirio arwynebau treuliedig yn gyflym neu gymhwyso haenau swyddogaethol (fel haenau sy'n gwrthsefyll gwisgo, gwrthsefyll cyrydiad, neu bioactif). Fodd bynnag, gall yr arwyneb cotio fod yn arw ac mae angen ei brosesu wedi hynny.

Platio ac electroplatio electroless

Mae platio electroless yn defnyddio asiant lleihau i adneuo haen fetel (fel aloi nicel-ffosfforws) ar wyneb y titaniwm, gan ddarparu ymwrthedd cyrydiad rhagorol a gorchudd unffurf. Mae electroplating yn adneuo ffilm fetel (fel nicel, copr, neu aur) trwy gerrynt trydanol i wella dargludedd neu brazeability. Gellir dewis deunyddiau cotio a thrwch yn seiliedig ar ofynion penodol.

 

Ôl-brosesu a phrofi: sicrhau ansawdd a dibynadwyedd

Mae ôl-brosesu yn gwneud y gorau o berfformiad cotio trwy brosesau fel halltu a thrin gwres, a phrofion trylwyr yn sicrhau bod ansawdd arwyneb yn cwrdd â safonau.

Halltu a thriniaeth gwres

Mae angen halltu neu driniaeth wres ar ddeunyddiau titaniwm sydd wedi'u gorchuddio â haenau organig neu wedi'u chwistrellu'n thermol i wella perfformiad cotio. Rhaid addasu tymheredd ac amser halltu yn ôl y math o orchudd, tra bod angen awyrgylch a thymheredd rheoledig ar driniaeth wres i ddileu straen mewnol a gwella dwysedd cotio.

Arolygu o ansawdd

Mae gweithdrefnau archwilio yn cynnwys archwilio gweledol (arsylwi unffurfiaeth cotio, sglein a diffygion), profion trwch ffilm (gan ddefnyddio mesurydd trwch i sicrhau cydymffurfiad â gofynion dylunio), profi adlyniad (asesu'r adlyniad rhwng y cotio a'r swbstrad gan ddefnyddio prawf tâp neu ddull profi wrth i wrthsefyll wrth i wrthsefyll crynhoi (gwrthiant wrth i brofiad wrthsefyll traws-dorri. Rhaid i'r holl eitemau profi gydymffurfio â safonau perthnasol y diwydiant neu ofynion cwsmeriaid.

 

Mae arloesi parhaus mewn prosesau triniaeth arwyneb aloi titaniwm a thitaniwm nid yn unig yn gam angenrheidiol yn natblygiad gwyddoniaeth deunyddiau i ficroscales ac amgylcheddau eithafol, ond hefyd yn alluogwr allweddol ar gyfer cyflawni naid perfformiad mewn gweithgynhyrchu pen uchel. O fynd ar drywydd gwrthiant tymheredd uchel yn y pen draw ac ymwrthedd ocsideiddio mewn awyrofod i reolaeth union bioactifedd a chydnawsedd meinwe mewn cymwysiadau biofeddygol, mae technoleg trin wyneb yn ail-lunio ffiniau cymwysiadau aloion titaniwm trwy integreiddio dwfn "proses strwythur-strwythur."