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Traitement de durcissement superficiel sur alliage de titane (1).
2024-10-11
Le durcissement de surface du titane vise à améliorer la résistance à l'abrasion et à éliminer le risque de co-adhérence entre les composants en cas d'abrasion. Lorsque la dureté est améliorée, la résistance à la corrosion et à la fatigue peuvent également être améliorées. Ici, l'amélioration de la dureté de surface est d'abord discutée, puis la technique elle-même et son influence sur l'amélioration de la dureté de surface sont discutées. Maintenant, un type de double traitement basé sur l'oxydation est trouvé, qui pourrait produire une dureté optimale sur Ti-6Al-4V. Ce type de traitement d'oxydation par amplification/diffusion (BDO) pourrait produire une sous-surface épaisse pour améliorer la couche d'oxydation thermique (TO) résistante à l'usure sur la surface mince. Cette technique est similaire au traitement de carburation sous vide sur l'acier et elle est développée par la société. L'élément requis, qui est l'oxygène ici, est formé en une couche de surface hautement concentrée avec une grande énergie potentielle, puis est diffusé sur le substrat sous vide. Le traitement suivant de telles exigences produira exactement une couche durcie en forme de C, qui ne pourrait pas être produite par un traitement de diffusion commun. Le traitement d'oxydation thermique forme une fine couche de dioxyde de titane rutile (par rapport à l'octaédrite) (TiO2) et une zone étroite de diffusion d'oxygène. La couche de surface a une bonne résistance à l'abrasion, mais elle a besoin du support d'un revêtement inférieur BDO plus épais pour supporter une charge de contrainte plus importante.
À haute température, le titane réagit avec l'oxygène et l'azote pour provoquer un durcissement. Avec un traitement à l'azote à haute température (800-900 ℃), la dureté Vickers de la surface sera supérieure à 700 ; en ajoutant de l'azote ou de l'oxygène approprié à l'argon par soudage par superposition, sa dureté de surface pourrait être améliorée de 2 à 3 fois ; en produisant une couche de nitrure de titane d'environ 5 micromètres d'épaisseur par galvanoplastie ionique, la dureté Vickers de la surface pourrait atteindre 16 000-20 000 ; chromage, etc. Ce type de traitement doit être bien contrôlé dans le four avec une atmosphère de protection contre la pression. Il pourrait facilement changer la composition du gaz une fois le traitement terminé, pour produire une couche de rutile uniforme et sans pores. Son résultat est similaire au traitement TO. De cette façon, il complète le double traitement en une seule étape et ne nécessite pas les trois étapes requises par le traitement BDO/TO, ce qui permet d'économiser considérablement de l'énergie. Cette technique n'utilise que des gaz inertes - argon et oxygène, elle est donc respectueuse de l'environnement, ne produit pas de gaz toxiques et ne provoque pas d'effet de réchauffement climatique. Bien que cette technique soit bonne, le coût du traitement sous vide est élevé et le traitement d'oxydation/diffusion en deux étapes pose un problème de contrôle évident. Même si le temps de diffusion dans le vide est fixe, des changements subtils de la teneur en oxyde qui se forme lors de la première étape peuvent également faire une différence significative dans la distribution finale de la dureté. Cette technique dépend entièrement d'un contrôle expérimenté. D'autre part, pendant le processus de diffusion gazeuse, l'électrode en oxyde de zirconium pourrait être utilisée pour contrôler directement le potentiel d'oxygène, ce qui permet de former relativement facilement la forme stable requise de la courbe de distribution. Par conséquent, une méthode alternative a été trouvée. Elle est plus similaire au traitement de carburation gazeuse. Le processus de traitement est contrôlé en transformant l'élément ajouté - l'oxygène - en énergie potentielle contrôlée sous forme de gaz.
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