Servicios de acabado para titanio
Como fabricante especializado en piezas de titanio, Wstitanium comprende profundamente la importancia de los servicios de acabado para aprovechar el potencial de rendimiento de los materiales de titanio y le brinda soluciones de tratamiento de superficies de productos de titanio de alta calidad.
- Certificación ISO 9001:2015, ISO 13485.
- Informe de inspección de calidad al 100%
- De la creación de prototipos a la producción
- De la producción a la perfección
Fábrica WSTITANIUM
Nuestras poderosas instalaciones
Soluciones personalizadas para servicios de acabado de titanio
Wstitanium cuenta con una amplia experiencia y tecnología avanzada en el tratamiento de superficies de titanio, incluyendo arenado, galvanoplastia, anodizado, PVD, CVD, decapado, pavonado, pulido, nitruración, oxidación por microarco, etc., y puede ofrecerle soluciones personalizadas. Cada técnica tiene sus propios principios, parámetros de proceso y escenarios de aplicación. Mediante un estricto control de calidad, garantizamos un rendimiento y una calidad excelentes en el acabado del titanio.
chorro de arena
Wstitanium utiliza aire comprimido para pulverizar abrasivos (como arena de cuarzo, corindón, etc.) sobre la superficie de productos de titanio a alta velocidad mediante una pistola pulverizadora. El impacto a alta velocidad del abrasivo elimina impurezas, óxidos, etc., de la superficie de titanio y forma una estructura microscópica rugosa. Para la limpieza y el desbaste general de superficies, se suele utilizar arena de cuarzo con un tamaño de partícula de malla 80-120; para situaciones que requieren mayor rugosidad superficial y un mayor impacto, se seleccionan abrasivos de mayor dureza, como el corindón, con un tamaño de partícula de malla 40-80. La presión de arenado se controla habitualmente entre 0.4 y 0.8 MPa.
Tras el arenado, la superficie de titanio se vuelve rugosa y uniforme, con un valor de rugosidad Ra de entre 1.6 y 6.3 μm, lo que mejora eficazmente la resistencia de la unión entre la superficie y los recubrimientos u otras capas de tratamiento posteriores. Asimismo, el arenado permite eliminar defectos microscópicos, mejorar la planitud y el acabado de la superficie, y proporcionar una base sólida para el tratamiento superficial posterior.
galvanoplastia
La galvanoplastia es el proceso de depositar una capa de metal o aleación sobre la superficie del titanio mediante el principio de la electrólisis. En el tanque de galvanoplastia, el producto de titanio actúa como cátodo, el metal a recubrir actúa como ánodo y el electrolito contiene iones del metal a recubrir. Tras la aplicación de energía, los átomos metálicos del ánodo pierden electrones y entran en el electrolito, mientras que los iones metálicos del electrolito ganan electrones en el cátodo (superficie del titanio) y se depositan para formar una capa metálica uniforme. El titanio prepara electrolitos de diferentes componentes. Por ejemplo, al recubrir níquel, el electrolito contiene principalmente sulfato de níquel, cloruro de níquel, ácido bórico y otros componentes. El sulfato de níquel proporciona iones de níquel, el cloruro de níquel mejora la conductividad y el ácido bórico actúa como tampón para mantener estable el pH del electrolito.
La galvanoplastia permite formar un recubrimiento metálico uniforme y denso sobre la superficie del titanio, con un espesor ajustable entre 0.5 y 5 μm según las necesidades. Este recubrimiento no solo mejora la resistencia a la corrosión, al desgaste y la conductividad de los productos de titanio, sino que también les confiere propiedades decorativas para satisfacer las diversas necesidades de los clientes.
Titanio pasivado
Se utilizan métodos químicos para formar una película densa de óxido sobre la superficie del titanio, denominada película de pasivación. Entre los pasivadores más comunes se encuentran el ácido nítrico, el dicromato de potasio y otras soluciones que generan óxidos como el TiO₂ en la superficie del titanio mediante reacciones químicas. La pieza de titanio se sumerge en la solución de pasivación y la temperatura se controla generalmente entre 20 y 50 °C. El tiempo de inmersión es de 10 a 60 minutos, dependiendo de la concentración de la solución y de los requisitos de la pieza. La pasivación electroquímica requiere el control de parámetros como la composición del electrolito, la temperatura, la densidad de corriente y el tiempo de pasivación. Por ejemplo, en un electrolito de ácido sulfúrico y dicromato de potasio, la densidad de corriente se puede controlar entre 0.5 y 2 A/dm², la temperatura entre 30 y 40 °C y el tiempo de pasivación entre 15 y 30 minutos.
La pasivación puede aislar eficazmente el titanio de los medios corrosivos externos y mejorar significativamente la resistencia a la corrosión. Se utiliza en la industria química, la ingeniería naval y otros campos.
Anodizado
El titanio se utiliza como ánodo y se coloca en un electrolito específico. Bajo la acción de un campo eléctrico de CC, se produce una reacción de oxidación en su superficie para formar una película de óxido porosa. Por ejemplo, en un electrolito de ácido sulfúrico, la reacción anódica es Ti + 2H₂O – 4e⁻ = TiO₂ + 4H⁺, y el TiO₂ generado se acumula gradualmente para formar una película de óxido bajo la acción de un campo eléctrico. Existen varios tipos de electrolitos, como ácido sulfúrico, ácido oxálico, ácido fosfórico, etc. Tomando como ejemplo el electrolito de ácido sulfúrico, la concentración generalmente es del 15% al 25%, la temperatura es de 15 a 25 °C, el voltaje es de 10 a 30 V y el tiempo de oxidación es de 20 a 60 minutos. Ajustando estos parámetros, se puede controlar el espesor, la porosidad y la microestructura de la película de óxido.
El anodizado no solo ofrece buena resistencia a la corrosión, sino que también permite obtener diferentes colores mediante el ajuste de parámetros y ofrece una hermosa decoración. Se utiliza ampliamente en decoración arquitectónica, carcasas de productos electrónicos y otros campos.
Oxidación por microarco
Basado en el anodizado convencional, se crea in situ una capa de óxido cerámico sobre la superficie del titanio mediante microdescarga de plasma. Cuando el voltaje alcanza un nivel determinado, se genera una microdescarga de plasma en el electrolito, y la alta temperatura y presión instantáneas provocan la fusión y sinterización de la película de óxido sobre la superficie del titanio, formando una película cerámica compuesta de óxidos como el TiO₂. Esto implica parámetros como la composición del electrolito, el voltaje, la frecuencia y el ciclo de trabajo. El electrolito suele contener componentes como silicatos y fosfatos, con un voltaje de 300-600 V, una frecuencia de 100-500 Hz, un ciclo de trabajo del 10% al 30% y un tiempo de procesamiento de 10-30 minutos. Diferentes combinaciones de parámetros pueden producir películas de oxidación por microarco con diferentes propiedades y estructuras.
La oxidación por microarco ofrece alta dureza, buena resistencia al desgaste y alta resistencia a la corrosión. En los sectores aeroespacial y automovilístico, entre otros, se utiliza para mejorar las propiedades superficiales de las piezas de aleación de titanio y prolongar su vida útil. Por ejemplo, las palas de aleación de titanio de los motores de aviación pueden resistir eficazmente la erosión y la corrosión por gas tras el tratamiento de oxidación por microarco.
Deposición física de vapor (PVD)
El compuesto objetivo se vaporiza al vacío mediante métodos físicos (como evaporación, pulverización catódica, etc.) y luego se deposita sobre la superficie del sustrato de titanio para formar una película delgada. El recubrimiento por evaporación consiste en calentar el material a alta temperatura para evaporarlo. Los átomos evaporados se condensan formando una película sobre la superficie del sustrato de titanio; el recubrimiento por pulverización catódica utiliza iones de alta energía para bombardear el material objetivo, de modo que los átomos se depositan sobre el sustrato de titanio. El recubrimiento por evaporación requiere el control de parámetros como la temperatura de la fuente de evaporación y la velocidad de evaporación. Por ejemplo, la temperatura de la fuente de evaporación puede alcanzar 1500-2000 ℃, y el grado de vacío se mantiene a 10⁻³-10⁻⁵ Pa. El recubrimiento por pulverización catódica requiere ajuste de la potencia de pulverización, el flujo de gas de pulverización, la distancia objetivo-sustrato, etc. La potencia de pulverización catódica es generalmente de 1-5 kW, el flujo de gas argón es de 20-50 sccm, y la distancia objetivo-sustrato es de 5-10 cm.
El PVD permite depositar diversas películas funcionales sobre la superficie del titanio. Por ejemplo, la película de nitruro de titanio (TiN) presenta alta dureza, resistencia al desgaste y buenas propiedades decorativas, y se utiliza a menudo para el recubrimiento de herramientas y el tratamiento decorativo de superficies; la película de óxido de titanio (TiO₂) posee propiedades fotocatalíticas y puede utilizarse para la preparación autolimpiante de superficies.
Deposición química de vapor (CVD)
Se utilizan compuestos gaseosos de titanio (como el tetracloruro de titanio TiCl₄) y gases de reacción (como hidrógeno H₂, nitrógeno N₂, etc.) para reaccionar químicamente a alta temperatura y un catalizador para depositar una película sólida sobre la superficie del sustrato de titanio. Por ejemplo, el TiCl₄ reacciona con H₂ y N₂ a alta temperatura para formar una película de TiN, cuya fórmula de reacción es TiCl₄ + 2H₂ + N₂ = TiN + 4HCl. Se incluyen parámetros como la temperatura de reacción, el caudal de gas y el tiempo de reacción. La temperatura de reacción suele estar entre 800 y 1200 °C, el caudal de gas se controla con precisión según los requisitos de la reacción y el tiempo de reacción es de 30 a 120 minutos. Ajustando estos parámetros, se puede controlar la velocidad de crecimiento, la composición y la estructura de la película.
La CVD permite producir películas funcionales de alta calidad. Esta película posee una fuerte fuerza de adhesión al sustrato de titanio y es ideal para aplicaciones con altos requisitos de rendimiento, como la preparación de películas de metalización de titanio en la fabricación de semiconductores y la protección superficial de piezas de aleación de titanio utilizadas en entornos de alta temperatura y alta corrosión.
Decapado
El decapado es el proceso de usar una solución ácida para reaccionar químicamente con óxidos e impurezas en la superficie del titanio para disolverlos y eliminarlos, logrando así el propósito de limpiar y activar la superficie. Wstitanium Las soluciones de decapado comúnmente utilizadas incluyen soluciones mixtas de ácido fluorhídrico, ácido nítrico, ácido sulfúrico, etc. El ácido fluorhídrico puede disolver eficazmente la película de óxido en la superficie del titanio, el ácido nítrico juega un papel de oxidación y disolución auxiliar, y el ácido sulfúrico puede ajustar la acidez y la conductividad de la solución. Durante el proceso de decapado, la solución de decapado reacciona con la película de óxido en la superficie del titanio de la siguiente manera: TiO₂ + 6HF = H₂[TiF₆] + 2H₂O, disolviendo y eliminando la película de óxido.
Tras el decapado, las impurezas y la película de óxido de la superficie de titanio se eliminan por completo, presentando una superficie de brillo metálico, lo que permite su limpieza y activación. La rugosidad superficial mejora tras el decapado, lo que favorece la adhesión de recubrimientos o capas de tratamiento posteriores, a la vez que mejora la resistencia a la corrosión y la apariencia de los productos de titanio.
Horneado azul
El horneado azul es el tratamiento de oxidación del titanio en una solución que contiene un oxidante para formar una película de óxido azul o negro sobre su superficie. En este proceso, se suelen utilizar soluciones alcalinas, como soluciones que contienen hidróxido de sodio, nitrito de sodio y otros ingredientes. Bajo condiciones de calentamiento, la superficie del titanio reacciona con el oxidante de la solución para formar una película de óxido compuesta principalmente de tetraóxido de trititanio (Ti₃O₄). La concentración de hidróxido de sodio en la solución de horneado azul suele estar entre 50 y 100 g/L, y la de nitrito de sodio, entre 20 y 50 g/L. La temperatura de horneado azul se controla generalmente entre 130 y 150 °C.
Tras el horneado azul, se forma una capa de óxido de aproximadamente 0.5-2 μm de espesor sobre la superficie del titanio, con un color uniforme y excelentes propiedades decorativas. Al mismo tiempo, esta película aísla eficazmente el sustrato de titanio del ambiente externo y mejora su resistencia a la corrosión y al desgaste.
Nitruración
La nitruración es el proceso de infiltrar átomos de nitrógeno en la superficie del titanio para formar una capa endurecida rica en nitrógeno. El titanio utiliza principalmente dos métodos: nitruración gaseosa y nitruración iónica. La nitruración gaseosa consiste en colocar el producto de titanio en un horno sellado que contiene gases nitrogenados, como el amoníaco, a una temperatura determinada. Los átomos de nitrógeno activos producidos por la descomposición del amoníaco son absorbidos por la superficie del titanio y se difunden hacia el interior para formar una capa compuesta, como el nitruro de titanio (TiN). La nitruración iónica consiste en ionizar el gas nitrogenado mediante descarga luminiscente en un entorno de bajo vacío. Los iones de nitrógeno se aceleran para bombardear la superficie del titanio bajo la acción del campo eléctrico, y los átomos de nitrógeno se inyectan en la superficie del titanio y se difunden para formar una capa de nitruración.
Tras el tratamiento de nitruración, se forma sobre la superficie del titanio una capa de nitruración de alta dureza y buena resistencia al desgaste, con un espesor generalmente de entre 0.1 y 0.5 mm. La dureza de la capa de nitruración puede alcanzar entre 1500 y 2500 HV, lo que mejora significativamente la resistencia al desgaste y la vida útil de los productos de titanio, a la vez que mejora su resistencia a la corrosión.
Conclusión
Como líder en la fabricación de titanio, Wstitanium es plenamente consciente del enorme potencial del titanio y entiende que el tratamiento de superficies es clave para aprovecharlo al máximo. Si bien la superficie original del titanio posee ciertas propiedades básicas, dista mucho de satisfacer los requisitos actuales de aplicaciones diversificadas y de alta precisión. Mediante procesos adecuados de tratamiento de superficies, como la nitruración y la oxidación por microarco, se puede formar una capa de refuerzo muy dura sobre la superficie del titanio. Esto aumenta la resistencia de los productos de titanio a la fricción, el desgaste y la fatiga. En el entorno de operación de alta temperatura, alta presión y alta velocidad de los motores de aviación, las palas y engranajes de aleación de titanio nitrurados pueden funcionar de forma estable durante mucho tiempo, lo que mejora considerablemente la fiabilidad y la vida útil del motor.
