Det finns många ytbehandlingsmetoder för titan, inklusive jonnitrering (eller plasmanitrering), ytavsättning av titannitrid, jonimplantation, ytlegering och ytsprayning av keramiska beläggningar.
1. Högtemperatur- och slitstark beläggningsteknik för titanlegeringskomponenter
1) Slitstark beläggningsteknik
Slitage är en av huvudorsakerna till fel på mekaniska delar och står för cirka 60 % till 80 % av fel på mekaniska delar och har stor inverkan på mekaniska delars livslängd och tillförlitlighet. Slitstyrkan hos titan och titanlegeringar är relativt dålig, friktionskoefficienten är stor och slitagefel är benägna att inträffa. Slitstark beläggningsteknik är ett viktigt medel för att förbättra slitstyrkan hos titan och dess legeringar. För närvarande inkluderar de mer undersökta processmetoderna termisk sprutning, elektroplätering och kemisk plätering, ångavsättning, jonimplantationsteknik, nitrering och 170 marin nitrering. Tekniska titanmetallmaterial kol, boronisering, mikrobågeoxidation och kompositytbehandlingsteknik, etc.
2) Högtemperaturbeständig beläggningsteknik
Med tillämpningen av titanlegeringar i fartygsgasturbiner har högre krav ställts på deras oxidationsbeständighet vid hög temperatur. När titan används som gasturbinblad etc. har det dålig motståndskraft mot högtemperaturoxidation och är benäget att "försprödas med syre". Det vill säga, efter långvarig exponering för högtemperaturluft, kommer ett sprött oxidskikt att bildas på ytan av titan, vilket kommer att spröda titanlegeringen och minska förlängningen. Det kan nå upp till 50 %. Det är emellertid svårt att samtidigt förbättra oxidationsbeständigheten hos titanlegeringar genom optimering av legeringssammansättningsdesign eller mikrostrukturkontrollmetoder. Ytmodifiering och ytbeläggningsteknik måste användas för att förbättra den.
3) Högtemperatur slitstark beläggningsteknik
Skeppsgasturbinblad utsätts för slitage under höga temperaturer. På grund av de dubbla effekterna av slitage och hög temperatur, ökar skadorna på komponenterna. Därför är det mycket viktigt att studera slitagemekanismen vid hög temperatur, designa slitstarka beläggningar med hög temperatur och förbättra slitstyrkan vid hög temperatur. menande. Keramiska material kombineras mestadels med jonbindningar och kovalenta bindningar. De har hög kemisk bindningsenergi och stark interatomisk bindningskraft, vilket gör att keramiska material har fördelarna med hög smältpunkt, hög hårdhet, hög kemisk stabilitet och låg friktionskoefficient. Genom plasmasprutning och laserbeklädnad Teknologin kan förbereda keramisk beläggning på ytan av titanlegering för att bilda en keramisk titanlegeringskomposit. Nuvarande beredningsmetoder inkluderar plasmasprutning av nanokeramisk beläggning, kallsprutning av nano-TiO2-beläggning, lasersprutning och laserbeklädnad.
2. Beredningsteknik för friktionsreducerande och slitstarka beläggningar på titanlegeringskomponenter
1) Antifriktionsbeläggningsteknik
Som svar på de friktionsreducerande behoven hos komponenter som marinväxlar, kolvar, ventiler och titanfjädrar tillsätts självsmörjande material som grafit, molybdendisulfid, polytetrafluoretylen, blyoxid och fluorid för att bilda ett gap mellan de två ytor. Ett lager av fast smörjfilm kan minska friktionskoefficienten och öka materialets slitstyrka. Förberedelsemetoder för antifriktionsbeläggning inkluderar magnetronförstoftande MoS z-beläggning, plasmasprutande PTFE-beläggning, beläggningsteknik för elektroavsättningsprocess (Ni-P)-grafitkompositbeläggning, etc.
(2) Beredningsteknik för antifriktion och slitstark beläggning
Som svar på de faktiska behoven av friktionsreduktion och slitstyrka hos titanmaterial, genom lämplig ytbehandlingsteknik av titan och titanlegeringar, förbereds antifriktions- och slitstarka beläggningar på ytorna av titan och titanlegeringar för att förbättra friktionen hos två föremål i relativ rörelse, det vill säga friktionsparet. Slitstyrka och minskad friktionsförlust under rörelse kan uppnå syftet att sänka friktionskoefficienten, minska friktionen och kontrollera slitaget. Beredningsmetoder för antifriktion och slitstarka beläggningar inkluderar plasmakarbonitrering, svavelnitrering, svavelnitrokarburering, magnetronförstoftning Ti/MoS2-beläggning, fysisk ångavsättning TiAIN/TiN-kompositbeläggning, fysisk ångfas Avsättning av TiN/TiCN-kompositbeläggningar med flera skikt , katodbågsavsättning av diamantliknande kolfilmer, högeffekts pulsexcimerlaserberedning med hög repetitionshastighet av diamantliknande kolfilmer, etc.
3. Förberedelseteknik för isolerande beläggning för metallkomponenter
Även om titanlegeringar har utmärkt korrosionsbeständighet, när titanlegeringar används i kontakt med olika metaller i havsvatten och marina atmosfäriska korrosiva miljöer, genereras en potentialskillnad på grund av den höga potentialen hos TiO2-filmelektroden som naturligt bildas på ytan, och potentialen är lägre. Ytan på olika metaller kommer att oxideras, vilket orsakar materialkorrosionsfel. För att undvika korrosion i havsvatten av rör, rörtillbehör och andra skeppsbyggnadsdelar tillverkade av koppar, kopparlegeringar och stål som är i kontakt med titanlegering under användning, måste lämpliga ytbehandlingsmetoder användas för att bilda en beläggning på ytan av titanlegeringen. En isolerande rostskyddsbeläggning för att förbättra korrosionsbeständigheten hos titan och andra metallmaterial. Förberedelsemetoderna för isolerings- och korrosionsskyddsbeläggningar inkluderar mikrobågeoxiderande keramisk isoleringsbeläggning, mikrobågsoxiderande nanokeramisk beläggning, anodiserad isolerande beläggning, etc.
