Благодаря своим комплексным свойствам,-в том числе высокой удельной прочности, низкой плотности, высокой-термостойкости, не-магнитным характеристикам и превосходной биосовместимости-титановые сплавыстали основными важнейшими материалами в аэрокосмической, оборонной, медицинской,-химической и прецизионной гражданской промышленности. Однако титановым сплавам присущи такие недостатки, как низкая поверхностная твердость, плохая износостойкость и слабая стойкость к контактной коррозии. В сложных условиях эксплуатации, возвратно-поступательном трении, контакте разнородных металлов и высокоагрессивных средах они очень подвержены износу и коррозионному разрушению, что серьезно ограничивает срок службы и границы применения компонентов из титановых сплавов.
Чтобы преодолеть эти ограничения производительности титановых сплавов, широко применяются различные технологии модификации поверхности. Среди них микро-дуговое оксидирование (МАО)-новый-процесс керамической обработки поверхности на месте-создает плотную, -твердую и высококоррозионную-пленку оксида керамики непосредственно на поверхности титанового сплава. Это значительно повышает износостойкость, коррозионную стойкость, электроизоляцию и ударопрочность подложки, что делает МДО ведущим передовым процессом-высококачественного поверхностного упрочнения титановых сплавов на сегодняшний день.
I. Принципы и технологические этапы технологии микро-дугового оксидирования титановых сплавов
Микро-дуговое оксидирование – это высокоэнергетическая-технология электрохимической модификации поверхности, разработанная на основе традиционного анодирования. В этом процессе детали из титанового сплава помещаются в специализированную электролитную систему. Электрическое поле высокого-напряжения используется для разрушения поверхностного пассивационного слоя. Под совместным воздействием электрохимических, термохимических и плазменных-химических процессов поверхность сплава подвергается мгновенному высокотемпературному-плавлению, спеканию и фазовому превращению, что приводит к -росту in-situ слоя керамического оксида, металлургически связанного с подложкой.
Весь процесс выращивания микро-дугового окисления можно разделить на четыре основных этапа:
Этап 1: Этап предварительного-искрового зажигания. В начале применения тока большое количество кислорода быстро осаждается с поверхности детали, образуя слой газового уплотнения и быстро образуя плотную изолирующую пассивационную пленку. Плотность тока мгновенно возрастает до своего пика, а затем быстро падает, закладывая основу для последующего пробоя и возникновения искры.
Этап 2: Этап искрового разряда. По мере роста напряжения пассивационная пленка в слабых местах разрушается одна за другой, образуя канал плазменного разряда между электродами. На поверхности заготовки появляются многочисленные мелкие блуждающие искры, места пробоев хаотично смещаются, пленка начинает зарождаться и разрастаться.
Этап 3: Этап стабилизации микро-дуги. По мере продолжения процесса рассеянные искры постепенно трансформируются в устойчивые микро-дуги; увеличивается интенсивность дуг, уменьшается их количество, ускоряется их движение. Толщина пленки продолжает увеличиваться, сопротивление заготовки неуклонно растет, а ток имеет тенденцию к стабилизации. Это основная стадия, во время которой керамическая пленка преимущественно утолщается и уплотняется.
Этап 4: Этап завершения локализованной дуги. К концу процесса количество пятен поверхностной дуги существенно уменьшается, их движение замедляется, плотность тока снижается. Структура покрытия становится однородной и плотной, дефекты значительно уменьшаются, и в конечном итоге образуется керамический армирующий слой с чрезвычайно прочной адгезией и одинаковой толщиной. В ходе этой четырехэтапной-непрерывной реакции поверхность заготовки подвергается плазменной бомбардировке, плавлению и диффузии, спеканию и фазовому превращению, а также быстрому затвердеванию, что в конечном итоге приводит к образованию керамического покрытия, которое не отслаивается, демонстрирует высокую прочность сцепления и высокую стабильность.
II. Основные преимущества процесса микро-дугового оксидирования
По сравнению с традиционными методами обработки поверхности, такими как напыление, гальваника и обычное анодирование, технология микро-дугового оксидирования титановых сплавов имеет явные преимущества:
1. Чрезвычайно высокая прочность сцепления: покрытие нарастает на подложке, образуя металлургическую связь, которая предотвращает расслоение или отслаивание и обеспечивает превосходную стойкость к ударам и истиранию.
2. Контролируемые свойства покрытия: регулируя такие параметры, как состав электролита, напряжение, ток, частота и температура, можно точно контролировать толщину, плотность, твердость и коррозионную стойкость покрытия для достижения индивидуальной функциональности.
3. Отсутствие повреждений подложки. Хотя локальная температура во время микродугового разряда может достигать нескольких тысяч К, общее повышение температуры детали чрезвычайно мало (температура подложки < 300 градусов). Этот процесс не изменяет механические свойства подложки из титанового сплава и не создает риска деформации или размягчения при отжиге.
4. Возможность нанесения прочного-покрытия по всей площади: этот процесс не ограничен структурой заготовки и обеспечивает равномерное покрытие сложных внутренних полостей, неровных изогнутых поверхностей, краев и углов, а также микро-пор, что делает его пригодным для всех типов прецизионных и сложных титановых компонентов.
5. Простой процесс и высокая экономическая-эффективность: не требуется высокая-температура или вакуум; процесс предварительной обработки прост; метод экологически безопасен и подходит для крупномасштабного-промышленного производства.
6. Отличные общие характеристики: сочетает в себе прочность металла с высокой твердостью и коррозионной стойкостью керамики, значительно снижает поверхностный коэффициент трения и полностью решает общеотраслевые-проблемы, связанные с склонностью титановых сплавов к износу и коррозии.
Заключение
Из-за присущих им недостатков:-низкой твердости, плохой износостойкости и плохой устойчивости к контактной коррозии-титановые сплавы сталкиваются с ограничениями при использовании в-высококачественных и требовательных приложениях. Микро-дуговое оксидирование (МАО) как высокоэффективный, экологически чистый,-безопасный для подложки и экономически-эффективный процесс модификации керамики на месте-может фундаментально устранить недостатки в характеристиках поверхности титановых сплавов, значительно повышая износостойкость, коррозионную стойкость, теплоизоляцию и стабильность поверхности заготовки. Благодаря постоянной оптимизации электролитных систем и итеративному уточнению электрических параметров технология микро-дугового окисления позволит еще больше преодолеть технические барьеры. Он обеспечит более широкое-промышленное внедрение в высокотехнологичных-областях, таких как аэрокосмическая, морская техника, высокотехнологичное-оборудование и медицинское оборудование, став ключевым ключевым процессом, который подтолкнет индустрию титановых сплавов к созданию более -конечной, более точной и-продукции с более длительным сроком службы.
Электронная-почта:garychen3215@hotmail.com
Адрес: № 35, улица Баоти, город Баоцзи, провинция Шэньси, Китай.
Контактное лицо: г-н Гэри Чен
Телефон: +86-917-8883215
Мобильное устройство/WhatsApp: +86 13092900605
