Servizi di finitura per titanio
In qualità di produttore specializzato in parti in titanio, Wstitanium comprende profondamente l'importanza dei servizi di finitura per sfruttare il potenziale prestazionale dei materiali in titanio e fornisce soluzioni di trattamento superficiale di prodotti in titanio di alta qualità.
- Certificazione ISO 9001:2015, ISO 13485.
- Rapporto di ispezione di qualità al 100%
- Dalla prototipazione alla produzione
- Dalla produzione alla perfezione
Fabbrica WSTITANIUM
Le nostre potenti strutture
Soluzioni personalizzate per servizi di finitura in titanio
Wstitanium vanta una vasta esperienza e tecnologie avanzate nel campo del trattamento superficiale del titanio, tra cui sabbiatura, galvanica, anodizzazione, PVD, CVD, decapaggio, brunitura, lucidatura, nitrurazione, ossidazione micro-arco, ecc., ed è in grado di fornire soluzioni personalizzate. Ogni tecnica ha i suoi principi, parametri di processo e scenari applicativi specifici. Grazie a rigorosi controlli di qualità, garantiamo che i servizi di finitura del titanio offrano prestazioni e qualità eccellenti.
Sabbiatura
Wstitanium utilizza l'aria compressa come potenza per spruzzare abrasivi (come sabbia di quarzo, corindone, ecc.) sulla superficie dei prodotti in titanio ad alta velocità tramite una pistola a spruzzo. L'impatto ad alta velocità dell'abrasivo rimuove impurità, ossidi, ecc. dalla superficie del titanio e forma una struttura ruvida microscopica sulla superficie. Per la pulizia e l'irruvidimento generale delle superfici, si utilizza comunemente sabbia di quarzo con una granulometria compresa tra 80 e 120 mesh; per situazioni che richiedono una maggiore rugosità superficiale e un impatto più forte, si scelgono abrasivi con maggiore durezza, come il corindone, con una granulometria compresa tra 40 e 80 mesh. La pressione di sabbiatura è solitamente controllata tra 0.4 e 0.8 MPa.
Dopo la sabbiatura, la superficie del titanio diventa ruvida e uniforme, con un valore di rugosità Ra compreso tra 1.6 e 6.3 μm, il che migliora efficacemente la forza di adesione tra la superficie e i rivestimenti successivi o altri strati di trattamento. Allo stesso tempo, la sabbiatura può anche rimuovere difetti microscopici dalla superficie, migliorandone la planarità e la finitura, e fornendo una buona base per il successivo trattamento superficiale.
Galvanotecnica
La galvanoplastica è il processo di deposizione di uno strato di metallo o lega sulla superficie del titanio utilizzando il principio dell'elettrolisi. Nella vasca di galvanoplastica, il prodotto in titanio funge da catodo, il metallo da placcare funge da anodo e l'elettrolita contiene ioni del metallo da placcare. Dopo l'applicazione di energia, gli atomi metallici sull'anodo perdono elettroni ed entrano nell'elettrolita, mentre gli ioni metallici nell'elettrolita acquisiscono elettroni al catodo (superficie del titanio) e si depositano formando un rivestimento metallico uniforme. Il titanio prepara elettroliti di diversi componenti. Ad esempio, quando si placca il nichel, l'elettrolita contiene principalmente solfato di nichel, cloruro di nichel, acido borico e altri componenti. Il solfato di nichel fornisce ioni di nichel, il cloruro di nichel migliora la conduttività e l'acido borico agisce da tampone per mantenere stabile il pH dell'elettrolita.
La galvanoplastica può formare un rivestimento metallico uniforme e denso sulla superficie del titanio, il cui spessore può essere controllato tra 0.5 e 5 μm a seconda delle esigenze. Il rivestimento non solo può migliorare la resistenza alla corrosione, all'usura e la conduttività dei prodotti in titanio, ma anche conferire loro proprietà decorative per soddisfare le diverse esigenze dei clienti.
Titanio passivato
Utilizzare metodi chimici per formare un film di ossido denso sulla superficie del titanio, ovvero il film di passivazione. I passivatori comunemente utilizzati includono acido nitrico, bicromato di potassio e altre soluzioni, che generano ossidi come TiO₂ sulla superficie del titanio attraverso reazioni chimiche. Il pezzo in titanio viene immerso nella soluzione di passivazione e la temperatura è generalmente controllata a 20-50 °C. Il tempo di immersione è di 10-60 minuti a seconda della concentrazione della soluzione di passivazione e dei requisiti del pezzo. La passivazione elettrochimica richiede il controllo di parametri quali la composizione dell'elettrolita, la temperatura, la densità di corrente e il tempo di passivazione. Ad esempio, nell'elettrolita acido solforico-bicromato di potassio, la densità di corrente può essere controllata a 0.5-2 A/dm², la temperatura è di 30-40 °C e il tempo di passivazione è di 15-30 minuti.
La passivazione può isolare efficacemente il titanio dagli agenti corrosivi esterni e migliorarne significativamente la resistenza alla corrosione. Viene utilizzata nell'industria chimica, nell'ingegneria navale e in altri settori.
Anodizzazione
Il titanio viene utilizzato come anodo e immerso in un elettrolita specifico. Sotto l'azione di un campo elettrico continuo, sulla sua superficie si verifica una reazione di ossidazione che forma un film di ossido poroso. Ad esempio, in un elettrolita di acido solforico, la reazione anodica è Ti + 2H₂O – 4e⁻ = TiO₂ + 4H⁺, e il TiO₂ generato si accumula gradualmente formando un film di ossido sotto l'azione di un campo elettrico. Esistono vari tipi di elettroliti, come acido solforico, acido ossalico, acido fosforico, ecc. Prendendo come esempio l'elettrolita di acido solforico, la concentrazione è generalmente del 15% - 25%, la temperatura è di 15 - 25 °C, la tensione è di 10 - 30 V e il tempo di ossidazione è di 20 - 60 minuti. Regolando questi parametri, è possibile controllare lo spessore, la porosità e la microstruttura del film di ossido.
L'anodizzazione non solo offre un'ottima resistenza alla corrosione, ma permette anche di ottenere diverse colorazioni regolando i parametri e di ottenere splendide decorazioni. È ampiamente utilizzata nella decorazione architettonica, negli involucri di prodotti elettronici e in altri settori.
Ossidazione tramite microarco
Basato sull'anodizzazione convenzionale, uno strato di film di ossido ceramico viene fatto crescere in situ sulla superficie del titanio utilizzando una scarica di microplasma. Quando la tensione raggiunge un certo livello, si genera una scarica di microplasma nell'elettrolita e l'alta temperatura e l'alta pressione istantanee causano la fusione e la sinterizzazione del film di ossido sulla superficie del titanio, formando un film ceramico composto da ossidi come TiO₂. Il processo coinvolge parametri quali la composizione dell'elettrolita, la tensione, la frequenza e il ciclo di lavoro. L'elettrolita contiene solitamente componenti come silicati e fosfati, con una tensione di 300-600 V, una frequenza di 100-500 Hz, un ciclo di lavoro del 10%-30% e un tempo di processo di 10-30 minuti. Diverse combinazioni di parametri possono produrre film di ossidazione a microarco con proprietà e strutture diverse.
L'ossidazione a microarco presenta elevata durezza, buona resistenza all'usura e forte resistenza alla corrosione. Nei settori aerospaziale, automobilistico, ecc., viene utilizzata per migliorare le proprietà superficiali dei componenti in lega di titanio e prolungarne la durata. Ad esempio, le pale in lega di titanio dei motori aeronautici possono resistere efficacemente all'erosione e alla corrosione da gas dopo il trattamento di ossidazione a microarco.
Deposizione fisica in fase di vapore (PVD)
Il composto target viene vaporizzato in un ambiente sotto vuoto mediante metodi fisici (come evaporazione, sputtering, ecc.) e quindi depositato sulla superficie del substrato di titanio per formare un film sottile. Il rivestimento per evaporazione consiste nel riscaldare il materiale di evaporazione ad alta temperatura per farlo evaporare. Gli atomi evaporati si condensano in un film sulla superficie del substrato di titanio; il rivestimento per sputtering utilizza ioni ad alta energia per bombardare il materiale target, in modo che gli atomi target vengano espulsi e depositati sul substrato di titanio. Il rivestimento per evaporazione richiede il controllo di parametri quali la temperatura della sorgente di evaporazione e la velocità di evaporazione. Ad esempio, la temperatura della sorgente di evaporazione può raggiungere 1500-2000 °C e il grado di vuoto viene mantenuto a 10⁻³-10⁻⁵ Pa. Il rivestimento mediante sputtering richiede la regolazione della potenza di sputtering, del flusso di gas di sputtering, della distanza target-substrato, ecc. La potenza di sputtering è generalmente 1-5 kW, il flusso di gas argon è 20-50 sccm e la distanza target-substrato è 5-10 cm.
La tecnica PVD può depositare vari film funzionali sulla superficie del titanio. Ad esempio, il film di nitruro di titanio (TiN) presenta elevata durezza, resistenza all'usura e buone proprietà decorative, ed è spesso utilizzato per il rivestimento di utensili e per il trattamento superficiale decorativo; il film di ossido di titanio (TiO₂) ha proprietà fotocatalitiche e può essere utilizzato per la preparazione autopulente delle superfici.
Deposizione chimica da vapore (CVD)
Si utilizzano composti di titanio gassosi (come il tetracloruro di titanio TiCl₄) e gas di reazione (come idrogeno H₂, azoto N₂, ecc.) per reagire chimicamente ad alta temperatura e catalizzare per depositare un film solido sulla superficie del substrato di titanio. Ad esempio, TiCl₄ reagisce con H₂ e N₂ ad alta temperatura per formare un film di TiN, e la formula di reazione è TiCl₄ + 2H₂ + N₂ = TiN + 4HCl. Sono coinvolti parametri quali la temperatura di reazione, la portata del gas, il tempo di reazione, ecc. La temperatura di reazione è generalmente compresa tra 800 e 1200 °C, la portata del gas è controllata con precisione in base ai requisiti di reazione e il tempo di reazione è di 30-120 minuti. Regolando questi parametri, è possibile controllare la velocità di crescita, la composizione e la struttura del film.
La CVD può produrre film funzionali di alta qualità. Il film ha un'elevata forza di adesione al substrato di titanio ed è adatto per applicazioni che richiedono elevate prestazioni, come la preparazione di film di metallizzazione del titanio nella produzione di semiconduttori e la protezione superficiale di componenti in lega di titanio utilizzati in ambienti ad alta temperatura e alta corrosione.
decapaggio
Il decapaggio è il processo che utilizza una soluzione acida per reagire chimicamente con ossidi e impurità sulla superficie del titanio, dissolvendoli e rimuovendoli, ottenendo così lo scopo di pulire e attivare la superficie. Le soluzioni di decapaggio comunemente utilizzate includono soluzioni miste di acido fluoridrico, acido nitrico, acido solforico, ecc. L'acido fluoridrico può dissolvere efficacemente il film di ossido sulla superficie del titanio, l'acido nitrico svolge un ruolo di ossidazione e di dissoluzione ausiliaria, e l'acido solforico può regolare l'acidità e la conduttività della soluzione. Durante il processo di decapaggio, la soluzione di decapaggio reagisce con il film di ossido sulla superficie del titanio come segue: TiO₂ + 6HF = H₂[TiF₆] + 2H₂O, dissolvendo e rimuovendo il film di ossido.
Dopo il decapaggio, le impurità e il film di ossido sulla superficie del titanio vengono completamente rimossi e la superficie presenta una lucentezza metallica, ottenendo così la pulizia e l'attivazione desiderate. La rugosità superficiale dopo il decapaggio risulta migliorata, favorendo l'adesione di rivestimenti o strati di trattamento successivi, migliorando al contempo la resistenza alla corrosione e l'aspetto dei prodotti in titanio.
Cottura blu
La cottura al blu è il trattamento di ossidazione del titanio in una soluzione contenente un ossidante per formare una pellicola di ossido blu o nero sulla sua superficie. Nel processo di cottura al blu di Wstitanium, vengono solitamente utilizzate soluzioni alcaline, come soluzioni contenenti idrossido di sodio, nitrito di sodio e altri ingredienti. In condizioni di riscaldamento, la superficie del titanio reagisce con l'ossidante presente nella soluzione per formare una pellicola di ossido composta principalmente da tetraossido di trititanio (Ti₃O₄). La concentrazione di idrossido di sodio nella soluzione di cottura al blu è generalmente compresa tra 50 e 100 g/L, mentre quella di nitrito di sodio è compresa tra 20 e 50 g/L. La temperatura di cottura al blu è generalmente controllata tra 130 e 150 °C.
Dopo la cottura in blu, sulla superficie del titanio si forma uno strato di film di ossido con uno spessore di circa 0.5-2 μm, dal colore uniforme e dalle buone proprietà decorative. Allo stesso tempo, il film di ossido può isolare efficacemente il substrato di titanio dall'ambiente esterno e migliorarne la resistenza alla corrosione e all'usura.
nitrurazione
La nitrurazione è il processo di infiltrazione di atomi di azoto nella superficie del titanio per formare uno strato indurito ricco di azoto. Wstitanium utilizza principalmente due metodi: la nitrurazione gassosa e la nitrurazione ionica. La nitrurazione gassosa consiste nel posizionare il prodotto in titanio in un forno sigillato contenente gas azotati, come l'ammoniaca, a una determinata temperatura. Gli atomi di azoto attivi prodotti dalla decomposizione dell'ammoniaca vengono assorbiti dalla superficie del titanio e diffondono verso l'interno per formare uno strato di composto come il nitruro di titanio (TiN). La nitrurazione ionica consiste nel ionizzare il gas contenente azoto tramite scarica luminescente in un ambiente a basso vuoto. Gli ioni di azoto vengono accelerati per bombardare la superficie del titanio sotto l'azione del campo elettrico, e gli atomi di azoto vengono iniettati nella superficie del titanio e diffusi per formare uno strato di nitrurazione.
Dopo il trattamento di nitrurazione, sulla superficie del titanio si forma uno strato di nitrurazione con elevata durezza e buona resistenza all'usura, il cui spessore è generalmente compreso tra 0.1 e 0.5 mm. La durezza dello strato di nitrurazione può raggiungere 1500-2500 HV, il che migliora significativamente la resistenza all'usura e la durata dei prodotti in titanio, migliorandone al contempo la resistenza alla corrosione.
Conclusione
In qualità di leader nella produzione di titanio, Wstitanium è pienamente consapevole dell'enorme potenziale di questa lega e comprende che il trattamento superficiale è la chiave per sfruttarne appieno le potenzialità. Sebbene lo stato superficiale originale del titanio presenti determinate proprietà di base, è ben lungi dal soddisfare gli attuali requisiti applicativi diversificati e di alta precisione. Attraverso opportuni processi di trattamento superficiale, come la nitrurazione e l'ossidazione micro-arco, è possibile formare sulla superficie del titanio uno strato di rinforzo molto duro. Questo rende i prodotti in titanio più resistenti all'attrito, all'usura e ai carichi di fatica. Nell'ambiente operativo ad alta temperatura, alta pressione e alta velocità dei motori aeronautici, le pale e gli ingranaggi in lega di titanio nitrurati possono funzionare stabilmente a lungo, migliorando notevolmente l'affidabilità e la durata del motore.
