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Tratamiento de endurecimiento superficial en aleación de titanio (1).
2024-10-11
El endurecimiento de la superficie del titanio tiene como objetivo mejorar la resistencia a la abrasión y eliminar el riesgo de coadhesión entre componentes cuando existe abrasión. Cuando se mejora la dureza, también se pueden mejorar la resistencia a la corrosión y la resistencia a la fatiga. Aquí se analiza en primer lugar la mejora de la dureza de la superficie y luego se analiza la técnica en sí y su influencia en la mejora de la dureza de la superficie. Ahora se ha encontrado un tipo de tratamiento doble basado en la oxidación, que podría producir una dureza óptima en Ti-6Al-4V. Este tipo de tratamiento de oxidación por difusión/impulso (BDO) podría producir una subsuperficie gruesa para mejorar la capa de oxidación térmica (TO) resistente al desgaste en la superficie delgada. Esta técnica es similar al tratamiento de carburación al vacío en acero y está desarrollada por la empresa. El elemento requerido, que es el oxígeno en este caso, se forma en una capa superficial altamente concentrada con gran energía potencial y luego se difunde al sustrato en vacío. El tratamiento que sigue estos requisitos producirá exactamente una capa endurecida en forma de C, que no podría producirse mediante un tratamiento de difusión común. El tratamiento de oxidación térmica forma una capa fina de dióxido de titanio (TiO2) de rutilo (en relación con la octaedrita) y una zona estrecha de difusión de oxígeno. La capa superficial tiene buena resistencia a la abrasión, pero necesita el soporte de un revestimiento inferior de BDO más grueso para soportar una mayor carga de tensión.
A alta temperatura, el titanio reaccionará con el oxígeno y el nitrógeno para provocar el endurecimiento. Con el tratamiento con nitrógeno a alta temperatura (800-900 ℃), la dureza Vickers de la superficie será superior a 700; añadiendo nitrógeno u oxígeno apropiado al argón mediante soldadura de superposición, su dureza superficial podría mejorarse de 2 a 3 veces; produciendo una capa de nitruro de titanio de aproximadamente 5 micrómetros de espesor mediante galvanoplastia iónica, la dureza Vickers de la superficie podría ser de hasta 16000-20000; cromado, etc. Este tipo de tratamiento debe controlarse bien en la estufa con atmósfera protectora de presión. Podría cambiar convenientemente la composición del gas cuando se complete el tratamiento, para producir una capa de rutilo uniforme y sin poros. Su resultado es similar al tratamiento TO. De esta manera, completa el tratamiento doble con un solo paso y no necesita tres pasos requeridos por el tratamiento BDO/TO, ahorrando así significativamente energía. Esta técnica solo utiliza gases inertes, argón y oxígeno, por lo que es respetuosa con el medio ambiente, no tiene gases tóxicos y no causará efectos de calentamiento global. Aunque esta técnica es buena, el costo del tratamiento al vacío es alto y el tratamiento de oxidación/difusión en dos etapas tiene un problema de control obvio. Incluso si el tiempo de difusión en el vacío es fijo, los cambios sutiles del contenido de óxido que se forman en el primer paso también podrían hacer una diferencia significativa en la distribución final de la dureza. Esta técnica depende completamente del control experimentado. Por otro lado, durante el proceso de difusión de gas, se podría utilizar un electrodo de óxido de circonio para controlar directamente el potencial de oxígeno, formando así con relativa facilidad la forma estable requerida de la curva de distribución. Por lo tanto, se encontró un método alternativo. Es más similar al tratamiento de carburación de gas. El proceso de tratamiento se controla formando el elemento agregado, oxígeno, en energía potencial controlada en forma de gas.
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