Titanium, sebagai logam serba guna, memiliki aplikasi luas yang tak tertandingi untuk batang dan kabel paduannya. Namun, kekurangan material titanium asli, seperti kekerasan permukaan yang rendah dan ketahanan aus yang tidak memadai, dapat menyebabkan kegagalan keausan komponen dalam kondisi gesekan tinggi, sehingga secara signifikan memperpendek masa pakai dan membatasi perluasan lebih lanjut skenario penerapannya. Untuk mengatasi cara meningkatkan ketahanan aus batang dan kabel titanium, industri ini telah mengembangkan berbagai teknologi perawatan permukaan yang matang.
Keahlian Tradisional: Solusi-Aus yang Matang dan Stabil
Metode pelapisan basah
Metode pelapisan basah saat ini merupakan proses perawatan-tahan aus permukaan yang paling banyak digunakan untuk material titanium, dengan pelapisan kromium (Cr) dan nikel-fosfor (Ni-P) sebagai contoh umumnya. Karena tingginya aktivitas lapisan oksida pada permukaan titanium, lapisan kromium secara langsung memiliki daya rekat yang buruk dan rentan terkelupas. Oleh karena itu, proses standar industri adalah metode dua-langkah: pertama, lapisan nikel (Ni) diendapkan pada permukaan batang titanium atau substrat kawat sebagai lapisan transisi untuk meningkatkan daya rekat lapisan, dan kemudian kromium (Cr) diendapkan pada permukaan lapisan nikel sebagai lapisan permukaan-yang tahan aus.
Proses ini menggunakan elektrolisis untuk pengendapan, dengan kecepatan pembentukan film yang cepat, ketebalan lapisan yang dapat dikontrol, dan ketebalan lapisan-tahan aus biasa dapat mencapai beberapa mikrometer. Ketebalan lapisan pelapis dekoratif hanya 1 μm juga dapat mencapai efek tersebut. Lapisan ini memiliki kekerasan yang tinggi dan koefisien gesekan yang rendah, menjadikannya metode perawatan permukaan tahan aus yang sangat-efektif-biaya.
Metode difusi termal
Awalnya banyak digunakan dalam proses difusi panas seperti karburasi, nitridasi, dan boronisasi untuk pengerasan material baja, setelah adaptasi dan pengoptimalan, ini juga dapat diterapkan pada-perlakuan permukaan material titanium yang tahan aus. Prinsip intinya adalah memungkinkan elemen seperti karbon, nitrogen, dan boron berdifusi ke dalam kisi permukaan batang dan kabel titanium pada suhu tinggi, membentuk lapisan senyawa titanium-kekerasan tinggi, sehingga mencapai pengerasan permukaan.
Kekerasan lapisan permukaan bahan titanium yang diolah dapat ditingkatkan beberapa kali lipat, dan lapisan yang mengeras terikat secara metalurgi ke bahan dasar, tanpa risiko terkelupasnya lapisan. Ketahanan ausnya tahan lama dan stabil, serta cocok untuk digunakan pada komponen struktural yang rentan terhadap-gesekan dan keausan jangka panjang.
Metode pengelasan
Metode pengelasan menggunakan busur transfer plasma sebagai sumber panas untuk melelehkan material paduan-kekerasan aus-yang tahan aus-tinggi dan kemudian mengelasnya ke permukaan batang atau kabel titanium yang akan diperkuat, membentuk lapisan termodifikasi yang tahan aus-terikat secara metalurgi. Permukaan bahan titanium yang dirawat memiliki ketahanan aus yang sangat baik, dan selama proses perawatan, hanya area pengelasan lokal yang dipanaskan, tanpa perlu menempatkan seluruh benda kerja di lingkungan bersuhu tinggi, yang secara efektif dapat menghindari penurunan sifat mekanik yang disebabkan oleh pemanasan keseluruhan substrat titanium.
Namun, kekasaran permukaan setelah proses ini relatif tinggi, sehingga memerlukan pemrosesan dan pemolesan sekunder. Ini hanya cocok untuk memproses batang titanium dengan diameter lebih besar dan ketebalan lebih tinggi, dan tidak cocok untuk kabel titanium berdiameter-halus untuk saat ini.
Teknologi Canggih: Opsi Baru untuk Meningkatkan-Aplikasi Kelas Atas
Dalam beberapa tahun terakhir, teknologi-penguatan permukaan pengendapan fase gas seperti Deposisi Uap Kimia (CVD), Deposisi Uap Fisik (PVD), dan Deposisi Uap Kimia yang Ditingkatkan Plasma (PCVD) telah diterapkan secara bertahap di bidang-kelas atas.
Proses ini dapat mengendapkan lapisan super keras seperti titanium nitrida dan karbon seperti berlian-pada permukaan batang dan kabel titanium. Ketebalannya seragam dan dapat dikontrol, serta lapisannya memiliki daya rekat yang kuat. Mereka tidak hanya dapat meningkatkan ketahanan aus secara signifikan, tetapi juga dapat menyesuaikan komposisi lapisan sesuai dengan kebutuhan, dengan mempertimbangkan sifat komposit seperti ketahanan korosi dan pengurangan gesekan, dan suhu pemrosesan yang rendah, tanpa mempengaruhi sifat mekanik substrat titanium. Mereka sangat cocok untuk kabel titanium berukuran kecil-presisi tinggi-dan batang titanium presisi, dan dapat memenuhi persyaratan ketat-bidang kelas atas seperti dirgantara dan medis.
Dengan terus meluasnya skenario penerapan material titanium, teknologi perawatan-permukaan yang tahan aus juga terus ditingkatkan dan ditingkatkan. Hal ini tidak hanya mengeksplorasi lebih jauh potensi kinerja batang dan kabel titanium, namun juga memberikan dukungan teknis untuk penerapan paduan titanium dalam kondisi kerja yang lebih berat, menjadi arah teknologi pendukung penting bagi pengembangan industri titanium.