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POSIZIONE :
Trattamento di tempra superficiale su lega di titanio (1).
2024-10-11
L'indurimento superficiale del titanio serve a migliorare la resistenza all'abrasione ed eliminare il rischio di co-adesione tra i componenti quando esiste l'abrasione. Quando la durezza è migliorata, anche la resistenza alla corrosione e la resistenza alla fatica potrebbero essere migliorate. Qui viene prima discusso il miglioramento della durezza superficiale e poi vengono discussi la tecnica stessa e la sua influenza sul miglioramento della durezza superficiale. Ora è stato trovato un tipo di doppio trattamento basato sull'ossidazione, che potrebbe produrre una durezza ottimale su Ti-6Al-4V. Questo tipo di trattamento di ossidazione boost/diffusione (BDO) potrebbe produrre una sottosuperficie spessa per migliorare lo strato di ossidazione termica (TO) resistente all'usura sulla superficie sottile. Questa tecnica è simile al trattamento di carburazione sotto vuoto sull'acciaio ed è sviluppata dall'azienda. L'elemento richiesto, che qui è l'ossigeno, viene formato in uno strato superficiale altamente concentrato con grande energia potenziale, e poi viene diffuso sul substrato sotto vuoto. Il trattamento che segue tali requisiti produrrà esattamente uno strato indurito a forma di C, che non potrebbe essere prodotto tramite il comune trattamento di diffusione. Il trattamento di ossidazione termica forma uno strato sottile di biossido di titanio (TiO2) rutilo (relativo all'ottaedrite) e una stretta area di diffusione dell'ossigeno. Lo strato superficiale ha una buona resistenza all'abrasione, ma necessita del supporto di un rivestimento inferiore in BDO più spesso per sopportare un carico di stress maggiore.
A temperature elevate, il titanio reagisce con l'ossigeno e l'azoto, provocando l'indurimento. Con il trattamento con azoto ad alta temperatura (800-900℃), la durezza Vickers della superficie sarà superiore a 700; aggiungendo azoto o ossigeno appropriati all'argon tramite saldatura di sovrapposizione, la sua durezza superficiale potrebbe essere migliorata da 2 a 3 volte; producendo uno strato di nitruro di titanio di circa 5 micrometri di spessore tramite elettrodeposizione ionica, la durezza Vickers della superficie potrebbe arrivare fino a 16000-20000; cromatura e così via. Questo tipo di trattamento dovrebbe essere ben controllato nella stufa con atmosfera protettiva a pressione. Potrebbe cambiare convenientemente la composizione del gas quando il trattamento è completato, per produrre uno strato di rutilo uniforme e privo di pori. Il suo risultato è simile al trattamento TO. In questo modo, completa il doppio trattamento con un passaggio e non necessita dei tre passaggi richiesti dal trattamento BDO/TO, risparmiando così notevolmente energia. Questa tecnica utilizza solo gas inerti, argon e ossigeno, quindi è ecologica, non ha gas tossici e non causerà effetti di riscaldamento globale. Sebbene questa tecnica sia buona, il costo del trattamento sotto vuoto è elevato e il trattamento di ossidazione/diffusione in due fasi presenta evidenti problemi di controllo. Anche se il tempo di diffusione nel vuoto è fisso, anche sottili cambiamenti del contenuto di ossido che si formano nella prima fase potrebbero fare una differenza significativa nella distribuzione finale della durezza. Questa tecnica dipende completamente dal controllo esperto. D'altra parte, durante il processo di diffusione del gas, l'elettrodo di ossido di zirconio potrebbe essere utilizzato per controllare direttamente il potenziale di ossigeno, formando così in modo relativamente semplice la forma stabile richiesta della curva di distribuzione. Pertanto, è stato trovato un metodo alternativo. È più simile al trattamento di carburazione del gas. Il processo di trattamento è controllato formando l'elemento aggiunto, l'ossigeno, in energia potenziale controllata sotto forma di gas.
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