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鈦棒表面耐蝕和耐磨處理的研究論述
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因為鈦自身具有優良的耐蝕性,鈦棒一般不進跋涉一步進步其耐蝕性外表處理,但為了避免鈦在較易受腐蝕的鹽酸、硫酸等非氧化性酸水溶液中的全面腐蝕,避免在NaCl水溶液中的間隙腐蝕和點蝕,有時選用外表處理的辦法。大氣氧化處理:鈦在高溫大氣中防置,使氧化膜增厚,其膜厚隨溫度的升高,時刻的延長而增厚。大氣氧化處理對鈦的全面腐蝕、間隙腐蝕都有用,辦法比較簡潔,但耐久性不十分牢靠,這是因為大氣氧化處理僅使氧化膜增厚,純鈦在腐蝕環境中,增厚的氧化膜隨時刻的延長而變薄,較終導致腐蝕。其耐蝕功能保持的時刻由大氣氧化處理條件(T、t)以及腐蝕環境的嚴苛程度所決定的,具體預測這個時刻是很困難的。要求長時間安穩工作的部件材料一般不太選用這種辦法。

鈦的缺陷便是耐磨性差,外表易產生麻面等缺陷,現在,難以適用于滑動機械部件。現在正在積極研討開發種種外表處理辦法。適用于鈦外表處理的辦法有鍍Cr、Ni為代表的濕式鍍膜法、熱擴散法、堆焊法和濺射法等,較近比較優良的辦法是CVD、PVD、PCVD外表強化法。1.濕式鍍膜:主要用鍍Cr、Ni-P法,(直接在鈦棒上鍍Cr困難,一般在鈦棒先鍍Ni,再鍍Cr。電解法成膜速度快,厚度數微米,(裝飾性鍍層僅1um)。是一種有用的耐磨外表處理辦法。2.熱擴散法:廣泛用于鋼鐵材料的硬化處理的滲碳、氮化及硼化等熱擴散工藝,較近也被用于鈦。主要介紹一下離子氮化法與氣體氮化不同,是選用輝光放電等離子體損壞鈦外表氧化膜,因此氮化前處理,不須除去氧化膜的機械研磨、酸洗,并且氮化效率高。鈦在850度,氮化膜厚從0.7um增至5.0um,外表硬度達1200—1600Hv,具有杰出的耐膜性。3.堆焊法:運用等離子轉移弧進行鈦板外表堆焊硬化改性也具有優良的耐磨性。辦法簡單,被處理材無須整個高溫下暴露,可避免力學功能的下降,但須二次加工。僅局現于處理較厚的大型工件。4.濺射法:運用等離子流高速空氣射流,使滴下的熔融金屬噴鍍在被處理材外表的辦法,不須真空,可在大氣中處理,出產效率高。但鍍膜的密合度不行。

貴金屬涂覆:鈦的耐蝕性是依托外表構成的氧化膜來保持的。這種氧化膜的生成反響,一般由下式表示:Ti+2H2O→TiO2+4H++4e這一反響是陽極反響,因此,只要進步鈦的電位可使此反響進一步向右方向進行,這意味著鈦的氧化膜的安穩和耐蝕性的進步。但進步鈦電位,必須由對電極,并從外部施加高電壓,同時,在面積大時,施加均一電壓也很困難,所以不常選用。一般,貴金屬在嚴苛的環境下,也不腐蝕,顯高電位。運用這一點,在鈦外表涂覆貴金屬,鈦的電位向貴的一方(電位高的方向),然后進步其耐蝕性。在貴金屬中一般選用較便宜的Pd、Ru或許它們的氧化物(PdO、RuO2)進行鈦的涂覆。在鈦棒上涂覆貴金屬或其氧化物對改善其耐蝕性及其有用,涂覆處理材料的耐蝕性可與Ti/FONT>0.15Pd合金匹敵。缺陷是在流體或含固形物的流體中長時間運用時,貴金屬膜會從鈦外表剝離,盡管這種剝離很少。現在,日本正在開發密和性好的涂覆辦法,但成本更高。氣體法,因為必須在遠高于鈦相變點溫度下加熱,使組織、形狀發生變化等造成制品不能滿意運用要求;而CVD、PVD、PCVD法需要特殊設備并且能批量出產的大型設備正在開發中,成本高。(這些處理辦法來進步耐蝕性的甚少,作為進步耐磨性有時選用。Pb+、Pt+注入法(離子束、電子束)離子注入外表改性對進步耐蝕性十分有用,但成本更高,正在研討中,尚未實用化。



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