Titanas, kaip universalus{0}} metalas, turi neprilygstamai platų legiruotų strypų ir vielų pritaikymą. Tačiau originalių titano medžiagų trūkumai, tokie kaip mažas paviršiaus kietumas ir nepakankamas atsparumas dilimui, gali sukelti komponentų susidėvėjimą esant didelės trinties sąlygoms, ženkliai sutrumpinant eksploatavimo laiką ir apribojant tolesnį jo taikymo scenarijų išplėtimą. Siekdama pagerinti titano strypų ir vielų atsparumą dilimui, pramonė sukūrė keletą brandžių paviršiaus apdorojimo technologijų.
Tradicinis meistriškumas: brandus ir stabilus anti{0}}dėvėjimosi sprendimas
Šlapio dengimo būdas
Drėgno dengimo metodas šiuo metu yra plačiausiai naudojamas paviršiaus nusidėvėjimui{0}}atsparus titano medžiagų apdorojimo procesas. Tipiški pavyzdžiai yra chromo (Cr) ir nikelio-fosforo (Ni-P) dangos. Dėl didelio oksido plėvelės aktyvumo titano paviršiuje, tiesiogiai padengtas chromas blogai sukimba ir yra linkęs luptis. Todėl pramonės standartinis procesas yra dviejų{5}}pakopų metodas: pirma, nikelio (Ni) sluoksnis nusodinamas ant titano strypo arba vielos pagrindo paviršiaus kaip pereinamasis sluoksnis, siekiant pagerinti dangos sukibimą, o tada chromas (Cr) nusodinamas ant nikelio sluoksnio paviršiaus kaip dilimui{6}}atsparus paviršiaus sluoksnis.
Šiame procese nusodinimui naudojama elektrolizė, greitas plėvelės susidarymo greitis, reguliuojamas dangos storis, o įprastos -dėvėjimui atsparios dangos storis gali siekti kelis mikrometrus. Tik 1 μm dekoratyvinės dangos sluoksnio storis taip pat gali pasiekti efektą. Danga pasižymi dideliu kietumu ir mažu trinties koeficientu, todėl tai itin ekonomiškas-efektyvus dilimui-atsparus paviršiaus apdorojimo metodas.
Šiluminės difuzijos metodas
Iš pradžių plačiai naudojamas šilumos difuzijos procesuose, tokiuose kaip karbiuravimas, nitridavimas ir borizavimas plieno medžiagoms grūdinti, po pritaikymo ir optimizavimo jis taip pat gali būti taikomas paviršiaus dilimui{0}}atspariam titano medžiagų apdorojimui. Pagrindinis jo principas – leisti elementams, tokiems kaip anglis, azotas ir boras, aukštoje temperatūroje difunduoti į titano strypų ir vielų paviršiaus gardelę, sudaryti didelio-kietumo titano junginio sluoksnį ir taip pasiekti paviršiaus sukietėjimą.
Apdorotos titano medžiagos paviršinio sluoksnio kietumą galima padidinti kelis kartus, o sukietėjęs sluoksnis metalurgiškai surišamas su pagrindine medžiaga, nerizikuojant dangos atsiskyrimui. Atsparumas nusidėvėjimui yra patvarus ir stabilus, tinkamas naudoti konstrukcinėse sudedamosiose dalyse, kurioms būdingas ilgalaikis-trintis ir nusidėvėjimas.
Suvirinimo būdas
Taikant suvirinimo metodą naudojamas plazmos perdavimo lankas kaip šilumos šaltinis, kad išlydytų didelio -kietumo nusidėvėjimui-atsparią lydinio medžiagą, o paskui suvirinama ant titano strypų arba vielų, kuriuos reikia sustiprinti, paviršiaus, suformuojant metalurginiu būdu surištą dilimui{2}}atsparų modifikuotą sluoksnį. Apdorotas titano medžiagos paviršius pasižymi puikiu atsparumu dilimui, o apdorojimo metu šildoma tik vietinė suvirinimo sritis, nereikia viso ruošinio statyti į aukštos-temperatūros aplinką, o tai gali veiksmingai išvengti mechaninių savybių sumažėjimo dėl bendro titano pagrindo įkaitimo.
Tačiau po šio proceso paviršiaus šiurkštumas yra gana didelis, todėl reikia antrinio apdorojimo ir poliravimo. Jis tinkamas apdirbti tik didesnio skersmens ir didesnio storio titano strypus ir kol kas netinka smulkaus-skersmens titano laidams.
Pažangios technologijos: nauja galimybė tobulinti{0}}pažangias programas
Pastaraisiais metais dujinio fazinio nusodinimo paviršiaus stiprinimo technologijos, pvz., cheminis nusodinimas iš garų (CVD), fizinis nusodinimas iš garų (PVD) ir plazminis sustiprintas cheminis nusodinimas garais (PCVD), palaipsniui buvo pradėtos naudoti aukščiausios klasės{1}}laukuose.
Dėl šių procesų ant titano strypų ir vielų paviršių gali nusodinti itin kietos dangos, pvz., titano nitridas ir deimantas,{0}}kaip anglis. Storis yra vienodas ir reguliuojamas, o danga stipriai sukimba. Jie ne tik gali žymiai pagerinti atsparumą dilimui, bet ir pritaikyti dangos sudėtį pagal reikalavimus, atsižvelgiant į sudėtines savybes, tokias kaip atsparumas korozijai ir trinties mažinimas, o apdorojimo temperatūra yra žema, nepažeidžiant titano pagrindo mechaninių savybių. Jie ypač tinka didelio-tikslumo, mažo{5}}dydžio titano laidams ir tiksliam titano strypams ir gali atitikti griežtus aukščiausios klasės-sritys, pvz., aviacijos ir medicinos, reikalavimus.
Nuolat plečiant titano medžiagų taikymo scenarijus, paviršiaus nusidėvėjimui{0}}atspari apdorojimo technologija taip pat buvo nuolat atnaujinama ir tobulinama. Tai ne tik toliau tiria titano strypų ir laidų našumo potencialą, bet ir suteikia techninę pagalbą titano lydinių naudojimui sudėtingesnėmis darbo sąlygomis, tapdama svarbia pagalbine titano pramonės plėtros technologijų kryptimi.