Титанови сплави, с тяхната висока специфична якост, отлична устойчивост на корозия и добра биосъвместимост, играят все по-важна роля в космическото пространство, медицинските устройства и новото енергийно оборудване. Въпреки това, необработените повърхности на титанови сплави често страдат от оксидни слоеве, микропукнатини и висока грапавост, което пряко засяга тяхната пригодност за прецизни приложения. Полирането, като основна стъпка в обработката на повърхността на титановата сплав, носи двойната отговорност за подобряване както на външния вид, така и на производителността.
I. Двойната стойност на процеса на полиране:
Повече от просто естетика От инженерна гледна точка, значението на полирането на титаниеви сплави се крие в три аспекта: • Намаляване на грапавостта на повърхността, минимизиране на точките на концентрация на напрежение и подобряване на живота на умора; • Премахване на обработка-модифицирания слой и възстановяване на присъщата устойчивост на корозия на материала; • Получаване на повърхност с висок-гланц, за да отговори на строгите изисквания за качество на повърхността на медицински импланти, оптични компоненти и други приложения.
II. Разбивка на процеса на полиране
(I) Предварителна обработка на повърхността
След гореща обработка или термична обработка титановите сплави развиват -богат на кислород -слой и смесени оксиди на повърхността, което води до висока твърдост и чупливост. Неотстраняването на тези слоеве ще повлияе на последващото полиране. Общите методи за предварителна обработка включват:
· Киселинно ецване: Използвайки смесен разтвор на HF и HNO3, оксидната скала се разтваря химически. Необходим е строг контрол на концентрацията на киселината и времето, за да се предотврати водородна крехкост или свръх-корозия.
· Електролитно полиране: Използвайки титановата сплав като анод в електролит, повърхностните издатини се разтварят за предпочитане чрез електрохимична реакция. Подходящ за предварителна обработка на партиди, той е високоефективен, но е необходим прецизен контрол на плътността на тока и температурата на ваната.
(II) Шлифоване – ключова стъпка в изглаждането
Шлифоването използва свързани или свободни абразиви за механично рязане на повърхността, премахване на макроскопични несъвършенства и осигуряване на равномерна основа за полиране.
· По отношение на избора на абразив, диамантът и кубичният борен нитрид (CBN) са основните абразиви за шлайфане на титанови сплави поради тяхната висока твърдост и добра топлопроводимост, като ефективно избягват изгаряния на повърхността, причинени от топлината на шлайфане. • Пътят на процеса обикновено следва грубо смилане → средно смилане → фино смилане, прогресивно намалявайки размера на абразивните частици, за да се осигури постепенно намаляване на дълбочината на повърхностното надраскване и избягване на дълбоки повреди, причинени от пропускане на етапи.
(III) Полиране – Основната връзка за скачащо повърхностно покритие
• Механично полиране: Разделено на четири етапа: грубо полиране, средно полиране, фино полиране и огледално полиране. С помощта на меко полиращо колело с фина полираща паста, грапавостта на повърхността се намалява до Ra по-малко или равно на 0,05 μm при висока-скорост на въртене чрез микро-реженето и търкалянето на абразивните частици, постигайки огледално покритие. Необходим е прецизен контрол на скоростта на въртене, налягането и посоката на полиране, за да се предотврати образуването на вторичен деформационен слой.
• Химическо полиране: Разчита на селективното разтваряне на микроскопични издатини по повърхността чрез химически реагенти за изглаждане на повърхността. Не изисква сложно оборудване и не е ограничен по форма, което го прави подходящ за сложни структурни части (като рамки за протези). Въпреки това, тъй като скоростта на реакцията се влияе силно от температурата и концентрацията и прозорецът на процеса е тесен, е необходим строг контрол въз основа на опита, за да се предотврати прекомерното-разтваряне да повлияе на точността на размерите. (iv) След пост-обработка и функционално полиране, остатъчният абразив и полираща паста трябва да бъдат отстранени чрез ултразвуково почистване, а текстурата на повърхността трябва да се регулира чрез пясъкоструене (ако се изисква матово покритие). В зависимост от изискванията на крайния потребител може да се избере анодиране или галванично покритие, за да се подобри устойчивостта на корозия, като същевременно се придаде на повърхността специфичен цвят или допълнителни функции като проводимост и устойчивост на износване.
В обобщение:
Полирането на титанови сплави е много повече от просто "шлайфане, за да станат лъскави"; това е сложен процес на системно инженерство, включващ материалознание, химия, механика и прецизен контрол. Изборът на параметри на всяка стъпка пряко влияе върху представянето на крайния продукт. Тъй като високото -производство изисква все по-високо качество на повърхността от титанови сплави, технологията за полиране се трансформира от „спомагателен процес“ в „основна технология“, превръщайки се в решаваща разделителна линия при определяне на конкурентоспособността на продуктите от титанови сплави.
Имейл-:garychen3215@hotmail.com
Адрес: No.35, Baoti Rd, град Baoji, провинция Shaanxi, Китай
За контакт: г-н Гари Чен
Телефон: +86-917-8883215
Мобилно/WhatsApp: +86 13092900605
