Services de finition pour le titane
En tant que fabricant spécialisé dans les pièces en titane, Wstitanium comprend profondément l'importance des services de finition pour exploiter le potentiel de performance des matériaux en titane et vous fournit des solutions de traitement de surface de produits en titane de haute qualité.
- ISO 9001:2015, certifié ISO 13485.
- Rapport d'inspection de qualité à 100 %
- Du prototypage à la production
- De la production à la perfection
Usine WSTITANIUM
Nos puissantes installations
Solutions personnalisées pour les services de finition du titane
Wstitanium bénéficie d'une riche expérience et de technologies de pointe dans le domaine du traitement de surface du titane, notamment le sablage, la galvanoplastie, l'anodisation, le PVD, le CVD, le décapage, le bleuissement, le polissage, la nitruration et l'oxydation par micro-arc. Nous pouvons ainsi vous proposer des solutions personnalisées. Chaque technique possède ses propres principes, paramètres de processus et applications. Grâce à un contrôle qualité rigoureux, nous garantissons des performances et une qualité optimales pour nos services de finition du titane.
Sablage
Wstitanium utilise de l'air comprimé pour projeter des abrasifs (tels que du sable de quartz, du corindon, etc.) sur la surface des produits en titane à grande vitesse grâce à un pistolet. L'impact à grande vitesse de l'abrasif élimine les impuretés, les oxydes, etc. de la surface du titane et forme une structure microscopique rugueuse. Pour le nettoyage et le dépolissage des surfaces, on utilise généralement du sable de quartz d'une granulométrie de 80 à 120 mesh ; pour les applications nécessitant une rugosité de surface plus élevée et un impact plus fort, on choisira des abrasifs plus durs, comme le corindon, dont la granulométrie peut être comprise entre 40 et 80 mesh. La pression de sablage est généralement contrôlée entre 0.4 et 0.8 MPa.
Après sablage, la surface du titane devient rugueuse et uniforme, avec une rugosité Ra comprise entre 1.6 et 6.3 μm, ce qui améliore efficacement la force d'adhérence entre la surface et les revêtements ultérieurs ou autres couches de traitement. Parallèlement, le sablage permet également d'éliminer les défauts microscopiques, d'améliorer la planéité et la finition de la surface et de constituer une base solide pour le traitement de surface ultérieur.
Electroplating
La galvanoplastie consiste à déposer une couche de métal ou d'alliage sur la surface du titane selon le principe de l'électrolyse. Dans la cuve de galvanoplastie, le titane sert de cathode, le métal à plaquer sert d'anode et l'électrolyte contient les ions du métal à plaquer. Après la mise sous tension, les atomes métalliques de l'anode perdent des électrons et pénètrent dans l'électrolyte, tandis que les ions métalliques de l'électrolyte gagnent des électrons à la cathode (surface du titane) et se déposent pour former un revêtement métallique uniforme. Le titane prépare des électrolytes de différents composants. Par exemple, lors du placage de nickel, l'électrolyte contient principalement du sulfate de nickel, du chlorure de nickel, de l'acide borique et d'autres composants. Le sulfate de nickel fournit des ions nickel, le chlorure de nickel améliore la conductivité et l'acide borique agit comme tampon pour maintenir la stabilité du pH de l'électrolyte.
La galvanoplastie permet de former un revêtement métallique uniforme et dense sur la surface du titane, dont l'épaisseur peut être contrôlée entre 0.5 et 5 μm selon les besoins. Ce revêtement améliore non seulement la résistance à la corrosion, à l'usure et la conductivité des produits en titane, mais leur confère également des propriétés décoratives répondant aux besoins variés des clients.
Titane passivé
Utiliser des méthodes chimiques pour former un film d'oxyde dense à la surface du titane, appelé film de passivation. Les passivants couramment utilisés comprennent l'acide nitrique, le bichromate de potassium et d'autres solutions, qui génèrent des oxydes tels que TiO₂ à la surface du titane par réactions chimiques. La pièce en titane est immergée dans la solution de passivation, à une température généralement contrôlée entre 20 et 50 °C. La durée d'immersion est de 10 à 60 minutes, selon la concentration de la solution et les exigences de la pièce. La passivation électrochimique nécessite le contrôle de paramètres tels que la composition de l'électrolyte, la température, la densité de courant et le temps de passivation. Par exemple, dans un électrolyte acide sulfurique-bichromate de potassium, la densité de courant peut être contrôlée entre 0.5 et 2 A/dm², la température entre 30 et 40 °C et le temps de passivation entre 15 et 30 minutes.
La passivation permet d'isoler efficacement le titane des milieux corrosifs externes et d'améliorer considérablement sa résistance à la corrosion. Elle est utilisée dans l'industrie chimique, le génie maritime et d'autres domaines.
Anodisation
Le titane est utilisé comme anode et placé dans un électrolyte spécifique. Sous l'action d'un champ électrique continu, une réaction d'oxydation se produit à sa surface, formant un film d'oxyde poreux. Par exemple, dans un électrolyte à base d'acide sulfurique, la réaction anodique est Ti + 2H₂O – 4e⁻ = TiO₂ + 4H⁺, et le TiO₂ généré s'accumule progressivement pour former un film d'oxyde sous l'action d'un champ électrique. Il existe différents types d'électrolytes, tels que l'acide sulfurique, l'acide oxalique, l'acide phosphorique, etc. Pour l'électrolyte à base d'acide sulfurique, la concentration est généralement de 15 à 25 %, la température de 15 à 25 °C, la tension de 10 à 30 V et le temps d'oxydation de 20 à 60 minutes. En ajustant ces paramètres, l'épaisseur, la porosité et la microstructure du film d'oxyde peuvent être contrôlées.
L'anodisation offre non seulement une bonne résistance à la corrosion, mais permet également d'obtenir différentes couleurs en ajustant les paramètres et d'obtenir une belle décoration. Elle est largement utilisée dans la décoration architecturale, les boîtiers de produits électroniques et d'autres domaines.
Oxydation micro-arc
Basée sur l'anodisation classique, une couche d'oxyde céramique est formée in situ sur la surface du titane par micro-décharge plasma. Lorsque la tension atteint un certain niveau, une micro-décharge plasma est générée dans l'électrolyte. La température et la pression élevées instantanées provoquent la fusion et le frittage de la couche d'oxyde à la surface du titane, formant ainsi une couche céramique composée d'oxydes tels que TiO₂. Des paramètres tels que la composition de l'électrolyte, la tension, la fréquence et le rapport cyclique interviennent. L'électrolyte contient généralement des composants tels que des silicates et des phosphates, avec une tension de 300 à 600 V, une fréquence de 100 à 500 Hz, un rapport cyclique de 10 à 30 % et un temps de traitement de 10 à 30 minutes. Différentes combinaisons de paramètres permettent de produire des couches d'oxydation micro-arc aux propriétés et structures variées.
L'oxydation par micro-arc présente une dureté élevée, une bonne résistance à l'usure et une forte résistance à la corrosion. Dans les secteurs de l'aérospatiale et de l'automobile, elle est utilisée pour améliorer les propriétés de surface des pièces en alliage de titane et prolonger leur durée de vie. Par exemple, les aubes en alliage de titane des moteurs d'avion résistent efficacement à l'érosion gazeuse et à la corrosion après un traitement d'oxydation par micro-arc.
Dépôt physique en phase vapeur (PVD)
Le composé cible est vaporisé sous vide par des méthodes physiques (évaporation, pulvérisation cathodique, etc.), puis déposé à la surface du substrat en titane pour former un film mince. Le revêtement par évaporation consiste à chauffer le matériau à haute température pour l'évaporer. Les atomes évaporés se condensent en un film à la surface du substrat en titane ; le revêtement par pulvérisation cathodique utilise des ions à haute énergie pour bombarder le matériau cible, de sorte que les atomes cibles sont pulvérisés et déposés sur le substrat en titane. Le revêtement par évaporation nécessite le contrôle de paramètres tels que la température de la source d'évaporation et le taux d'évaporation. Par exemple, la température de la source d'évaporation peut atteindre 1500-2000℃ et le degré de vide est maintenu à 10⁻³-10⁻⁵ Pa. Le revêtement par pulvérisation nécessite un ajustement de la puissance de pulvérisation, du débit de gaz de pulvérisation, de la distance cible-substrat, etc. La puissance de pulvérisation est généralement de 1 à 5 kW, le débit de gaz argon est de 20 à 50 sccm et la distance cible-substrat est de 5 à 10 cm.
Le PVD permet de déposer divers films fonctionnels sur la surface du titane. Par exemple, le film de nitrure de titane (TiN) présente une dureté élevée, une résistance à l'usure et de bonnes propriétés décoratives. Il est souvent utilisé pour le revêtement d'outils et le traitement de surface décoratif. Le film d'oxyde de titane (TiO₂) possède des propriétés photocatalytiques et peut être utilisé pour la préparation de surface autonettoyante.
Dépôt chimique en phase vapeur (CVD)
Utiliser des composés gazeux de titane (tels que le tétrachlorure de titane TiCl₄) et des gaz de réaction (tels que l'hydrogène H₂, l'azote N₂, etc.) pour réagir chimiquement à haute température et utiliser un catalyseur afin de déposer un film solide à la surface du substrat de titane. Par exemple, TiCl₄ réagit avec H₂ et N₂ à haute température pour former un film de TiN, dont la formule de réaction est TiCl₄ + 2H₂ + N₂ = TiN + 4HCl. Des paramètres tels que la température de réaction, le débit de gaz et la durée de réaction sont impliqués. La température de réaction est généralement comprise entre 800 et 1200 °C, le débit de gaz est contrôlé avec précision en fonction des exigences de la réaction et la durée de réaction est de 30 à 120 minutes. En ajustant ces paramètres, la vitesse de croissance, la composition et la structure du film peuvent être contrôlées.
Le dépôt CVD permet de produire des films fonctionnels de haute qualité. Ce film présente une forte adhérence au substrat en titane et convient aux applications exigeant des performances élevées, comme la préparation de films de métallisation en titane pour la fabrication de semi-conducteurs et la protection de surface des pièces en alliage de titane utilisées dans des environnements à haute température et à forte corrosion.
Le marinage
Le décapage est un procédé qui utilise une solution acide pour réagir chimiquement avec les oxydes et les impuretés à la surface du titane afin de les dissoudre et de les éliminer, permettant ainsi de nettoyer et d'activer la surface. Les solutions de décapage couramment utilisées comprennent des solutions mixtes d'acide fluorhydrique, d'acide nitrique et d'acide sulfurique. L'acide fluorhydrique peut dissoudre efficacement le film d'oxyde à la surface du titane, l'acide nitrique joue un rôle d'oxydation et de dissolution auxiliaire, et l'acide sulfurique peut ajuster l'acidité et la conductivité de la solution. Pendant le processus de décapage, la solution de décapage réagit avec le film d'oxyde à la surface du titane comme suit : TiO₂ + 6HF = H₂[TiF₆] + 2H₂O, dissolvant et éliminant le film d'oxyde.
Après le décapage, les impuretés et la pellicule d'oxyde présentes à la surface du titane sont entièrement éliminées, ce qui lui confère un éclat métallique, permettant ainsi le nettoyage et l'activation. La rugosité de la surface après décapage est améliorée, ce qui favorise l'adhérence des revêtements ou couches de traitement ultérieurs, tout en améliorant la résistance à la corrosion et l'aspect des produits en titane.
Pâtisserie bleue
La cuisson au bleu est le traitement d'oxydation du titane dans une solution contenant un oxydant, afin de former un film d'oxyde bleu ou noir à sa surface. Pour ce procédé, on utilise généralement des solutions alcalines, telles que des solutions contenant de l'hydroxyde de sodium, du nitrite de sodium et d'autres ingrédients. Sous l'effet de la chaleur, la surface du titane réagit avec l'oxydant présent dans la solution pour former un film d'oxyde principalement composé de tétraoxyde de trititane (Ti₃O₄). La concentration en hydroxyde de sodium dans la solution de cuisson au bleu est généralement comprise entre 50 et 100 g/L, et celle en nitrite de sodium entre 20 et 50 g/L. La température de cuisson au bleu est généralement contrôlée entre 130 et 150 °C.
Après cuisson bleue, une couche d'oxyde d'environ 0.5 à 2 μm d'épaisseur se forme à la surface du titane, présentant une couleur uniforme et de bonnes propriétés décoratives. Parallèlement, cette couche isole efficacement le substrat de titane de l'environnement extérieur et améliore sa résistance à la corrosion et à l'usure.
Nitruration
La nitruration consiste à infiltrer des atomes d'azote à la surface du titane pour former une couche durcie riche en azote. Le titane utilise principalement deux méthodes : la nitruration gazeuse et la nitruration ionique. La nitruration gazeuse consiste à placer le produit en titane dans un four étanche contenant des gaz azotés, tels que l'ammoniac, à une température donnée. Les atomes d'azote actifs issus de la décomposition de l'ammoniac sont absorbés par la surface du titane et diffusent vers l'intérieur pour former une couche composite, telle que le nitrure de titane (TiN). La nitruration ionique consiste à ioniser le gaz azoté par décharge luminescente sous vide primaire. Les ions azote sont accélérés pour bombarder la surface du titane sous l'action d'un champ électrique, puis les atomes d'azote sont injectés à la surface du titane et diffusent pour former une couche nitrurée.
Après le traitement de nitruration, une couche de nitruration d'une dureté élevée et d'une bonne résistance à l'usure se forme à la surface du titane, d'une épaisseur généralement comprise entre 0.1 et 0.5 mm. La dureté de cette couche peut atteindre 1500 2500 à XNUMX XNUMX HV, ce qui améliore considérablement la résistance à l'usure et la durée de vie des produits en titane, tout en améliorant leur résistance à la corrosion.
Conclusion
En tant que leader dans la fabrication du titane, Wstitanium est pleinement conscient de l'énorme potentiel du titane et comprend que le traitement de surface est la clé pour en exploiter pleinement le potentiel. Bien que l'état de surface initial du titane possède certaines propriétés fondamentales, il est loin de répondre aux exigences des applications diversifiées et de haute précision actuelles. Grâce à des procédés de traitement de surface appropriés, tels que la nitruration et l'oxydation par micro-arc, une couche de renforcement très dure peut être formée à la surface du titane. Cela confère aux produits en titane une meilleure résistance au frottement, à l'usure et à la fatigue. Dans l'environnement de fonctionnement à haute température, haute pression et haute vitesse des moteurs d'avion, les aubes et engrenages en alliage de titane nitrurés peuvent fonctionner de manière stable et durable, améliorant considérablement la fiabilité et la durée de vie du moteur.
