I. Предварительная-обработка. Основной целью основного процесса предварительной-обработки, обеспечивающего адгезию слоя покрытия, является тщательное удаление масляных пятен, оксидных окалины и примесей с поверхности титанового сплава, обеспечивая чистую и однородную базовую поверхность для последующего формирования пленки. Этот этап включает в себя три ключевых этапа: обезжиривание, промывку кислотой и промывку водой. Качество предварительной-обработки напрямую влияет на плотность и адгезию оксидной пленки и является неотъемлемой частью процесса.. 1. Обезжиривание - Щелочное обезжиривание: используйте смешанный раствор гидроксида натрия и карбоната натрия (концентрация 5 % - 10%), замачивая при температуре 50 - 80 в течение 10 - 20 минут. Этот метод подходит для заготовок с легкими масляными пятнами, отличается низкой стоимостью и простотой эксплуатации. Ультразвуковое обезжиривание органическим растворителем: с использованием ацетона или этанола в качестве среды ультразвуковая очистка в течение 5 - 10 минут подходит для заготовок с сильными масляными пятнами или сложной структурой. Кавитационный эффект ультразвука может проникать в микро-поры и щели, повышая эффективность очистки. Компания Titanium House сообщила, что предприятие по производству аэрокосмических компонентов оптимизировало параметры ультразвукового обезжиривания, увеличив степень соблюдения требований очистки заготовок сложной структуры до 98 %.. 2. Кислотная промывка - Используйте смешанный кислотный раствор плавиковой кислоты и азотной кислоты (объемное соотношение примерно 1:3 - 1:5) при комнатной температуре в течение 1 - 5 минут. Плавиковая кислота может быстро растворить оксидные окалины на поверхности, а азотная кислота препятствует чрезмерной коррозии основания раствором кислоты до тех пор, пока поверхность детали не приобретет равномерный серебристо-серый металлический блеск. Время промывки кислотой необходимо строго контролировать, чтобы избежать увеличения шероховатости поверхности из-за чрезмерной-коррозии. Стабильность процесса промывки кислотой имеет решающее значение для однородности слоя пленки. Производитель химического оборудования снизил процент дефектов кислотной промывки до уровня ниже 0,5 %, внедрив систему онлайн-мониторинга концентрации.. 3. Промывка водой - После обезжиривания и промывки кислотой прополощите последовательно водопроводной и деионизированной водой, чтобы избежать загрязнения последующего электролита остаточными химическими веществами. Недостаточная промывка водой может привести к неравномерному образованию пленки или дефектам ее слоя. Мы повысили эффективность промывки водой, применив многоступенчатую технологию промывки в противоточном режиме-, которая повысила эффективность на 30 % и одновременно снизила потребление воды.
II. Анодное оксидирование. В процессе анодного окисления основной части покрытия достигается точный контроль толщины, цвета и характеристик слоя покрытия за счет регулирования состава электролита и параметров процесса. Этот этап состоит из трех частей: зажима и подключения цепей, выбора электролита и контроля технологических параметров. Точный контроль процесса анодного окисления является ключом к повышению производительности слоя покрытия.. 1. Зажим и подключение цепи: Очищенная заготовка из титанового сплава используется в качестве анода, а пластины из нержавеющей стали или графитовые пластины (с площадью катода обычно в 1,5–2 раза больше площади анода) выбираются в качестве катода. Два электрода размещаются параллельно на расстоянии от 10 до 30 сантиметров. Разумный метод зажима обеспечивает равномерное распределение тока и позволяет избежать локального перегрева или неравномерного покрытия. Производитель автомобильных компонентов оптимизировал конструкцию зажимного приспособления, увеличив однородность плотности тока для больших деталей до более чем 95 %.. 2. Выбор электролита: В зависимости от требований применения выберите тип электролита: Тип серной кислоты: водный раствор серной кислоты от 10 % до 20 %, который образует быстрый -слой покрытия без цвета и прозрачности, подходящий для коррозионно--стойких и изолирующих компонентов. Тип щавелевой кислоты: водный раствор щавелевой кислоты от 2% до 5%, который может изменять цвет слоя покрытия (золотисто-желтый → синий → зеленый → фиолетовый) посредством регулирования напряжения, подходит для декоративных или аэрокосмических компонентов. Тип фосфорной-хромовой кислоты: слой покрытия обладает превосходной коррозионной стойкостью и подходит для суровых условий, таких как морская и химическая промышленность. Небольшие изменения в составе электролита могут существенно повлиять на характеристики слоя покрытия. Например, производитель океанского оборудования увеличил время стойкости слоя покрытия к коррозии в солевом тумане до более чем 2000 часов, добавив следовые количества редкоземельных элементов в фосфорнокислый -хромовокислый электролит. 3.. Управление параметрами процесса: Напряжение: регулируется от 5 до 100 В. Низкое напряжение (например, от 10 до 20 В) подходит для тонкослойного покрытия, тогда как высокое напряжение (например, от 60 до 100 В) может увеличить толщину слоя покрытия, но требует предотвращения абляции. Температура: от 10 до 35 градусов. Чрезмерная температура ускорит растворение слоя покрытия, а слишком низкая приведет к медленной скорости нанесения и неравномерному нанесению покрытия. Время: от 10 до 60 минут. Чрезмерное время может привести к растрескиванию слоя покрытия, а рост толщины будет иметь тенденцию к насыщению. Плотность тока: от 0,5 до 2 А/дм². Чрезмерная плотность тока может вызвать локальный перегрев и абляцию, поэтому необходимо одновременно отрегулировать контроль температуры, чтобы избежать абляции. В щавелекислом электролите увеличение плотности тока с 1 А/дм² до 1,5 А/дм² позволяет увеличить скорость роста слоя покрытия на 40 %, но при этом необходимо оптимизировать контроль температуры во избежание абляции.
III. Последующая-обработка: улучшение характеристик слоя пленки Процесс последующей-обработки для улучшения характеристик слоя пленки включает заполнение пор оксидной пленки для повышения коррозионной стойкости и износостойкости, а также предотвращения обесцвечивания слоя пленки. Этот этап состоит из трех этапов: промывки водой, герметизации и сушки. Последующая-обработка — последнее препятствие для повышения практических характеристик слоя пленки.. 1. После завершения процесса окисления немедленно промойте поверхность детали деионизированной водой, чтобы удалить остатки электролита и предотвратить коррозию слоя пленки.. 2. Герметизирующая обработка: погрузите заготовку в деионизированную воду при температуре 90-100 градусов на 10-20 минут, чтобы использовать гидратацию. реакция на заполнение пор. Этот метод прост в эксплуатации и имеет низкую стоимость. Герметизация солевым раствором. Использование герметизирующего раствора, содержащего соль никеля или кобальта, может еще больше усилить герметизирующий эффект и подходит для компонентов с высокими требованиями к коррозионной стойкости. Производитель электронных компонентов в ходе сравнительных экспериментов обнаружил, что герметизирующая обработка солевым раствором может уменьшить контактный угол слоя пленки до уровня ниже 15 градусов, что значительно улучшает гидрофильность и отвечает конкретным требованиям применения.. 3. Сушка: поместите запечатанную заготовку в печь с температурой 60-80 градусов для сушки на 10-15 минут или дайте ей высохнуть естественным путем при комнатной температуре. Необходимо избегать остаточной влаги, вызывающей пожелтение слоя пленки, и не допускать, чтобы высокие температуры вызывали растрескивание слоя пленки под напряжением. Производитель прецизионных инструментов снизил скорость растрескивания слоя пленки до уровня ниже 0,1%, применив процесс сушки в градиенте низкой температуры. Вывод: Процесс анодирования титанового сплава может значительно улучшить характеристики поверхности материала за счет систематической предварительной обработки, точного контроля анодирования и научной последующей обработки, отвечая требованиям применения в различных областях. В реальном производстве параметры процесса необходимо оптимизировать с учетом материала, формы и условий использования заготовки, чтобы обеспечить стабильное и надежное качество слоя пленки. С развитием материаловедения и электрохимических технологий процесс анодирования титановых сплавов будет развиваться в направлении более высокой точности, снижения затрат и большей экологичности, обеспечивая более мощную техническую поддержку для высокотехнологичной производственной области.