Titaani pinnatöötlusmeetodeid on palju, sealhulgas ioonnitridimine (või plasmanitridimine), titaannitriidi pinnale sadestamine, ioonide implanteerimine, pinna legeerimine ja keraamiliste kattekihtide pihustamine.
1. Titaanisulamist komponentide kõrge temperatuuri ja kulumiskindla katte valmistamise tehnoloogia
1) Kulumiskindla katte valmistamise tehnoloogia
Kulumine on üks peamisi mehaaniliste osade rikete põhjuseid, mis moodustab ligikaudu 60–80% mehaaniliste osade riketest, ning sellel on suur mõju mehaaniliste osade elueale ja töökindlusele. Titaani ja titaanisulamite kulumiskindlus on suhteliselt halb, hõõrdetegur on suur ja kulumistõrgete tekkimise oht. Kulumiskindla katte valmistamise tehnoloogia on oluline vahend titaani ja selle sulamite kulumiskindluse parandamiseks. Praegu on rohkem uuritud protsessimeetodid termiline pihustamine, galvaniseerimine ja keemiline katmine, aurustamine-sadestamine, ioonide siirdamise tehnoloogia, nitridimine ja 170 merenitriidimine. Titaani metallmaterjalide süsiniku, boorimise, mikrokaare oksüdatsiooni ja komposiitpinna töötlemise tehnoloogia jne projekteerimine.
2) Kõrge temperatuurikindla katte valmistamise tehnoloogia
Titaanisulamite kasutamisel laevade gaasiturbiinides on nende kõrge temperatuuriga oksüdatsioonikindlusele seatud kõrgemad nõuded. Kui titaani kasutatakse gaasiturbiini labadena jne, on sellel madal vastupidavus kõrgel temperatuuril oksüdatsioonile ja see on kalduvus "hapnikuhaprusele". See tähendab, et pärast pikaajalist kokkupuudet kõrge temperatuuriga õhuga tekib titaani pinnale habras oksiidikiht, mis muudab titaanisulami hapraks ja vähendab venivust. See võib ulatuda kuni 50%. Titaanisulamite oksüdatsioonikindlust on aga keeruline samaaegselt parandada sulami koostise optimeerimise või mikrostruktuuri kontrollimise meetodite abil. Selle täiustamiseks tuleb kasutada pinna modifitseerimise ja pinnakatte tehnoloogiaid.
3) Kõrge temperatuuriga kulumiskindla katte valmistamise tehnoloogia
Laeva gaasiturbiini labad kuluvad kõrgel temperatuuril. Kulumise ja kõrge temperatuuri kahekordse mõju tõttu kiireneb komponentide kahjustuste määr. Seetõttu on väga oluline uurida kõrge temperatuuri kulumismehhanismi, kujundada kõrgel temperatuuril kulumiskindlaid katteid ja parandada kõrge temperatuuri kulumiskindlust. tähenduses. Keraamilised materjalid on enamasti kombineeritud ioonsidemete ja kovalentsete sidemetega. Neil on kõrge keemilise sideme energia ja tugev aatomitevaheline sidejõud, mistõttu keraamiliste materjalide eelisteks on kõrge sulamistemperatuur, kõrge kõvadus, kõrge keemiline stabiilsus ja madal hõõrdetegur. Plasmapihustamise ja laserkatte abil Tehnoloogiaga saab valmistada titaanisulami pinnale keraamilist kattekihti, et moodustada keraamiline titaanisulamist komposiit. Praegused valmistamismeetodid hõlmavad plasmapihustavat nanokeraamilist katmist, külmpihustust nano-TiO2 katmist, laserpihustamist ja laserkatet.
2. Titaanisulamist komponentide hõõrdumist vähendavate ja kulumiskindlate katete valmistamise tehnoloogia
1) Hõõrdumisvastase katte valmistamise tehnoloogia
Vastuseks komponentide (nt laevaülekanded, kolvid, ventiilid ja titaanvedrud) hõõrdumise vähendamise vajadustele lisatakse nende kahe vahele tühimiku moodustamiseks isemäärduvaid materjale, nagu grafiit, molübdeendisulfiid, polütetrafluoroetüleen, pliioksiid ja fluoriid. pinnad. Tahke määrdekile kiht võib vähendada hõõrdetegurit ja suurendada materjali kulumiskindlust. Hõõrdumisevastase katte valmistamise meetodid hõlmavad magnetroni pihustamisega MoS z katmist, plasmapihustusega PTFE katmist, elektrosadestamise protsessi ettevalmistamise (Ni-P)-grafiidi komposiitkatte tehnoloogiat jne.
(2) Hõõrde- ja kulumiskindla katte valmistamise tehnoloogia
Vastuseks titaanmaterjalide hõõrdumise vähendamise ja kulumiskindluse tegelikele vajadustele valmistatakse titaani ja titaanisulamite pinnatöötlustehnoloogia abil titaani ja titaanisulamite pindadele hõõrdumise- ja kulumiskindlad katted, et parandada kahe objekti hõõrdumist. suhtelises liikumises ehk hõõrdepaaris. Kulumiskindlus ja hõõrdekadude vähendamine liikumise ajal võivad saavutada hõõrdeteguri alandamise, hõõrdumise vähendamise ja kulumise kontrollimise eesmärgi. Hõõrdevastaste ja kulumiskindlate katete valmistamise meetodid hõlmavad plasma karbonitriidimist, väävli nitridimist, väävli nitrokarburiseerimist, magnetroni pihustus Ti/MoS2 katet, füüsikalist aurustamise-sadestus TiAIN/TiN komposiitkatet, füüsikalist aurufaasi. TiN/TiCN mitmekihiliste komposiitkatete sadestamine , teemanditaoliste süsinikkilede katoodkaareallika sadestamine, suure võimsusega suure kordussagedusega impulss-eksimerlaseriga teemanditaoliste süsinikkilede valmistamine jne.
3. Metallkomponentide isolatsioonikatte valmistamise tehnoloogia
Kuigi titaanisulamitel on suurepärane korrosioonikindlus, tekib titaanisulamite kasutamisel kokkupuutes erinevate metallidega merevees ja mereatmosfääri söövitavas keskkonnas potentsiaalide erinevus, mis tuleneb pinnal looduslikult moodustunud TiO2 kileelektroodi suurest potentsiaalist ja potentsiaalist. on madalam. Erinevate metallide pind oksüdeerub, põhjustades materjali korrosioonikahjustusi. Seetõttu tuleb vasest, vasesulamist ja terasest valmistatud torude, torustiku tarvikute ja muude laevaehituse osade, mis on kasutamise ajal kokkupuutes titaanisulamiga, korrosiooni vältimiseks merevees kasutada pinnakatte moodustamiseks sobivaid pinnatöötlusmeetodeid. titaanisulamist. Isoleeriv korrosioonivastane kate titaani ja muude metallmaterjalide korrosioonikindluse parandamiseks. Isolatsiooni- ja korrosioonivastaste katete valmistamismeetodite hulka kuuluvad mikrokaaroksüdatsiooniga keraamiline isoleerkate, mikrokaaroksüdatsiooniga nanokeraamiline kate, anodeeritud isoleerkate jne.
