Titanium legeringer, med deres høje specifikke styrke, fremragende korrosionsbestandighed og gode biokompatibilitet, spiller en stadig vigtigere rolle i rumfart, medicinsk udstyr og nyt energiudstyr. Imidlertid lider de råbehandlede overflader af titanlegeringer ofte af oxidlag, mikrorevner og høj ruhed, hvilket direkte påvirker deres egnethed til præcisionsanvendelser. Polering, som et kernetrin i titanlegeringsoverfladebehandling, bærer det dobbelte ansvar for at forbedre både udseende og ydeevne.
I. Den dobbelte værdi af poleringsprocessen:
Mere end bare æstetik Fra et ingeniørmæssigt perspektiv ligger betydningen af polering af titanlegeringer i tre aspekter: • Reduktion af overfladeruhed, minimering af stresskoncentrationspunkter og forbedring af udmattelseslevetid; • Fjernelse af det forarbejdnings-modificerede lag og genskabelse af materialets iboende korrosionsbestandighed; • At opnå en høj-glansoverflade for at opfylde de strenge overfladekvalitetskrav til medicinske implantater, optiske komponenter og andre applikationer.
II. Opdeling af poleringsproces
(I) Overfladeforbehandling
Efter varmbearbejdning eller varmebehandling udvikler titanlegeringer et-rigt -iltlag og blandede oxider på overfladen, hvilket resulterer i høj hårdhed og skørhed. Undladelse af at fjerne disse lag vil påvirke den efterfølgende polering. Almindelige forbehandlingsmetoder omfatter:
· Syrebejdsning: Ved hjælp af en blandet opløsning af HF og HNO₃ opløses oxidbelægningen kemisk. Streng kontrol af syrekoncentration og tid er påkrævet for at forhindre brintskørhed eller over-korrosion.
· Elektrolytisk polering: Ved at bruge titanlegeringen som anode i en elektrolyt opløses overfladefremspring fortrinsvis gennem en elektrokemisk reaktion. Velegnet til batch-forbehandling, det er yderst effektivt, men præcis styring af strømtæthed og badtemperatur er nødvendig.
(II) Slibning – Et nøgletrin i udjævning
Slibning bruger limede eller frie slibemidler til mekanisk at skære overfladen, fjerner makroskopiske ufuldkommenheder og giver et ensartet underlag til polering.
· Med hensyn til valg af slibemiddel er diamant og kubisk bornitrid (CBN) de vigtigste slibemidler til titanlegeringsslibning på grund af deres høje hårdhed og gode varmeledningsevne, hvilket effektivt undgår overfladeforbrændinger forårsaget af slibevarme. • Procesvejen følger typisk grovslibning → medium slibning → finslibning, hvorved slibemiddelpartikelstørrelsen gradvist reduceres for at sikre et gradvist fald i overfladeridsdybden og undgå dyb skade forårsaget af springfaser.
(III) Polering – Kerneleddet til springende overfladefinish
• Mekanisk polering: Opdelt i fire trin: grovpolering, mellempolering, finpolering og spejlpolering. Ved at bruge en blød polerskive med fin polerpasta reduceres overfladeruheden til Ra Mindre end eller lig med 0,05μm under høj-rotation gennem mikro-skæring og rullende virkning af slibende partikler, hvilket opnår en spejlfinish. Præcis kontrol af rotationshastighed, tryk og poleringsretning er påkrævet for at forhindre dannelsen af et sekundært deformationslag.
• Kemisk polering: Baserer på selektiv opløsning af mikroskopiske fremspring på overfladen med kemiske reagenser for at udglatte overfladen. Det kræver intet komplekst udstyr og er ikke begrænset af form, hvilket gør det velegnet til komplekse strukturelle dele (såsom tandproteserammer). Men fordi reaktionshastigheden er stærkt påvirket af temperatur og koncentration, og procesvinduet er snævert, kræves streng kontrol baseret på erfaring for at forhindre over-opløsning i at påvirke dimensionsnøjagtigheden. (iv) Efter efter-behandling og funktionel polering skal resterende slibemiddel og polerpasta fjernes ved ultralydsrensning, og overfladeteksturen skal justeres ved sandblæsning (hvis en mat finish er påkrævet). Afhængigt af slutbrugerens krav kan anodisering eller galvanisering vælges for at øge korrosionsbestandigheden og samtidig give overfladen en specifik farve eller yderligere funktioner såsom ledningsevne og slidstyrke.
Sammenfattende:
Polering af titanlegeringer er langt mere end blot "slibning for at gøre dem skinnende"; det er en kompleks systemkonstruktionsproces, der involverer materialevidenskab, kemi, mekanik og præcisionskontrol. Valget af parametre på hvert trin påvirker det endelige produkts ydeevne direkte. Da high-fremstilling kræver stadig højere overfladekvalitet fra titanlegeringer, er poleringsteknologien ved at omdannes fra en "hjælpeproces" til en "kerneteknologi", der bliver en afgørende skillelinje, når det gælder om at bestemme konkurrenceevnen for titanlegeringsprodukter.
E-mail:garychen3215@hotmail.com
Adresse: No.35, Baoti Rd, Baoji by, Shaanxi-provinsen, Kina
Kontakt: Mr. Gary Chen
Telefon: +86-917-8883215
Mobil/WhatsApp: +86 13092900605
