Serviços de Acabamento para Titânio
Como fabricante especializada em peças de titânio, a Wstitanium entende profundamente a importância dos serviços de acabamento para aproveitar o potencial de desempenho dos materiais de titânio e fornece soluções de tratamento de superfície de produtos de titânio de alta qualidade.
- Certificação ISO 9001:2015, ISO 13485.
- Relatório de inspeção de qualidade 100%
- Da prototipagem à produção
- Da produção à perfeição
Fábrica WSTITANIUM
Nossas poderosas instalações
Soluções personalizadas para serviços de acabamento de titânio
A Wstitanium possui vasta experiência e tecnologia avançada na área de tratamento de superfícies de titânio, incluindo jateamento de areia, galvanoplastia, anodização, PVD, CVD, decapagem, azulamento, polimento, nitretação, microoxidação a arco, etc., e pode fornecer soluções personalizadas. Cada técnica possui seus próprios princípios, parâmetros de processo e cenários de aplicação. Por meio de rigoroso controle de qualidade, garantimos que os serviços de pós-acabamento de titânio apresentem excelente desempenho e qualidade.
jateamento
Titânio Utiliza ar comprimido como força motriz para pulverizar abrasivos (como areia de quartzo, coríndon, etc.) sobre a superfície de produtos de titânio em alta velocidade através de uma pistola de pulverização. O impacto em alta velocidade do abrasivo remove impurezas, óxidos, etc., da superfície do titânio, formando uma rugosidade microscópica. Para limpeza e rugosidade superficial em geral, utiliza-se areia de quartzo com granulometria de 80 a 120 mesh; para situações que exigem maior rugosidade superficial e um efeito de impacto mais forte, selecionam-se abrasivos com maior dureza, como o coríndon, com granulometria entre 40 e 80 mesh. A pressão de jateamento é geralmente controlada entre 0.4 e 0.8 MPa.
Após o jateamento de areia, a superfície do titânio torna-se rugosa e uniforme, com valores de rugosidade Ra entre 1.6 e 6.3 μm, o que aumenta efetivamente a resistência da ligação entre a superfície e os revestimentos subsequentes ou outras camadas de tratamento. Ao mesmo tempo, o jateamento de areia também pode remover defeitos microscópicos da superfície, melhorar a planura e o acabamento da superfície e fornecer uma boa base para o tratamento de superfície subsequente.
galvanoplastia
Galvanoplastia é o processo de deposição de uma camada de metal ou liga na superfície do titânio, utilizando o princípio da eletrólise. No tanque de galvanoplastia, o produto de titânio serve como cátodo, o metal a ser revestido serve como ânodo e o eletrólito contém íons do metal a ser revestido. Após a aplicação de energia, os átomos metálicos no ânodo perdem elétrons e entram no eletrólito, enquanto os íons metálicos no eletrólito ganham elétrons no cátodo (superfície do titânio) e se depositam para formar um revestimento metálico uniforme. O titânio prepara eletrólitos de diferentes componentes. Por exemplo, quando o níquel é revestido, o eletrólito contém principalmente sulfato de níquel, cloreto de níquel, ácido bórico e outros componentes. O sulfato de níquel fornece íons de níquel, o cloreto de níquel melhora a condutividade e o ácido bórico atua como um tampão para manter o valor de pH do eletrólito estável.
A galvanoplastia pode formar um revestimento metálico uniforme e denso na superfície do titânio, com espessura ajustável entre 0.5 e 5 μm, conforme a necessidade. O revestimento não só melhora a resistência à corrosão, ao desgaste e à condutividade dos produtos de titânio, como também lhes confere propriedades decorativas para atender às diversas necessidades de diferentes clientes.
Titânio passivado
Utilizam-se métodos químicos para formar uma película densa de óxido na superfície do titânio, a película de passivação. Passivadores comumente utilizados incluem ácido nítrico, dicromato de potássio e outras soluções, que geram óxidos como TiO₂ na superfície do titânio por meio de reações químicas. A peça de titânio é imersa na solução de passivação e a temperatura é geralmente controlada entre 20 e 50°C. O tempo de imersão é de 10 a 60 minutos, dependendo da concentração da solução de passivação e das necessidades da peça. A passivação eletroquímica requer o controle de parâmetros como composição do eletrólito, temperatura, densidade de corrente e tempo de passivação. Por exemplo, no eletrólito de ácido sulfúrico-dicromato de potássio, a densidade de corrente pode ser controlada entre 0.5 e 2 A/dm², a temperatura é de 30 a 40°C e o tempo de passivação é de 15 a 30 minutos.
A passivação pode isolar eficazmente o titânio de meios corrosivos externos e melhorar significativamente a resistência à corrosão. Na indústria química, engenharia naval e outras áreas.
Anodização
O titânio é usado como ânodo e colocado em um eletrólito específico. Sob a ação de um campo elétrico CC, uma reação de oxidação ocorre em sua superfície para formar um filme de óxido poroso. Por exemplo, em um eletrólito de ácido sulfúrico, a reação do ânodo é Ti + 2H₂O – 4e⁻ = TiO₂ + 4H⁺, e o TiO₂ gerado se acumula gradualmente para formar um filme de óxido sob a ação de um campo elétrico. Existem vários tipos de eletrólitos, como ácido sulfúrico, ácido oxálico, ácido fosfórico, etc. Tomando o eletrólito de ácido sulfúrico como exemplo, a concentração é geralmente de 15% a 25%, a temperatura é de 15 a 25 ℃, a voltagem é de 10 a 30 V e o tempo de oxidação é de 20 a 60 minutos. Ajustando esses parâmetros, a espessura, a porosidade e a microestrutura do filme de óxido podem ser controladas.
A anodização não só possui boa resistência à corrosão, como também permite obter diferentes cores ajustando parâmetros, além de proporcionar uma bela decoração. É amplamente utilizada em decoração arquitetônica, revestimentos de produtos eletrônicos e outros campos.
Oxidação por microarco
Com base na anodização comum, uma camada de filme de óxido cerâmico é cultivada in situ na superfície do titânio por meio de descarga de microplasma. Quando a voltagem atinge um determinado nível, uma descarga de microplasma é gerada no eletrólito, e a alta temperatura e a alta pressão instantâneas fazem com que o filme de óxido na superfície do titânio derreta e sinterize, formando um filme cerâmico composto por óxidos como o TiO₂. Parâmetros como composição do eletrólito, voltagem, frequência e ciclo de trabalho são considerados. O eletrólito geralmente contém componentes como silicatos e fosfatos, com voltagem de 300 a 600 V, frequência de 100 a 500 Hz, ciclo de trabalho de 10% a 30% e tempo de processamento de 10 a 30 minutos. Diferentes combinações de parâmetros podem produzir filmes de oxidação por microarco com diferentes propriedades e estruturas.
A microoxidação por arco apresenta alta dureza, boa resistência ao desgaste e forte resistência à corrosão. Nas indústrias aeroespacial, automotiva, etc., é utilizada para melhorar as propriedades superficiais de peças de liga de titânio e prolongar sua vida útil. Por exemplo, as pás de liga de titânio de motores de aeronaves podem resistir eficazmente à erosão gasosa e à corrosão após o tratamento de microoxidação por arco.
Deposição física de vapor (PVD)
O composto alvo é vaporizado em um ambiente de vácuo por métodos físicos (como evaporação, pulverização catódica, etc.) e, em seguida, depositado na superfície do substrato de titânio para formar uma película fina. O revestimento por evaporação consiste em aquecer o material evaporado a uma temperatura elevada para evaporá-lo. Os átomos evaporados condensam-se em uma película na superfície do substrato de titânio; o revestimento por pulverização catódica utiliza íons de alta energia para bombardear o material alvo, de modo que os átomos alvo sejam pulverizados e depositados no substrato de titânio. O revestimento por evaporação requer o controle de parâmetros como a temperatura da fonte de evaporação e a taxa de evaporação. Por exemplo, a temperatura da fonte de evaporação pode atingir 1500-2000℃, e o grau de vácuo é mantido em 10⁻³-10⁻⁵ Pa. O revestimento por pulverização catódica requer ajuste de potência de pulverização catódica, fluxo de gás de pulverização catódica, distância alvo-substrato, etc. A potência de pulverização catódica é geralmente de 1-5 kW, o fluxo de gás argônio é de 20-50 sccm, e a distância alvo-substrato é de 5-10 cm.
A PVD pode depositar diversos filmes funcionais na superfície do titânio. Por exemplo, o filme de nitreto de titânio (TiN) possui alta dureza, resistência ao desgaste e boas propriedades decorativas, sendo frequentemente utilizado para revestimento de ferramentas e tratamento decorativo de superfícies; o filme de óxido de titânio (TiO₂) possui propriedades fotocatalíticas e pode ser utilizado para preparação de superfícies autolimpantes.
Deposição de vapor químico (CVD)
Utilizam-se compostos gasosos de titânio (como o tetracloreto de titânio TiCl₄) e gases de reação (como o hidrogênio H₂, o nitrogênio N₂, etc.) para reagir quimicamente sob alta temperatura e catalisador para depositar uma película sólida na superfície do substrato de titânio. Por exemplo, o TiCl₄ reage com H₂ e N₂ em alta temperatura para formar uma película de TiN, e a fórmula da reação é TiCl₄ + 2H₂ + N₂ = TiN + 4HCl. Parâmetros como temperatura de reação, vazão de gás, tempo de reação, etc. A temperatura de reação é geralmente de 800-1200°C, a vazão de gás é controlada com precisão de acordo com os requisitos da reação e o tempo de reação é de 30-120 minutos. Ajustando esses parâmetros, a taxa de crescimento, a composição e a estrutura da película podem ser controladas.
A CVD pode produzir filmes funcionais de alta qualidade. O filme possui uma forte força de ligação com o substrato de titânio e é adequado para aplicações com altos requisitos de desempenho, como a preparação de filmes de metalização de titânio na fabricação de semicondutores e a proteção de superfície de peças de liga de titânio usadas em ambientes de alta temperatura e alta corrosão.
Decapagem
Decapagem é o processo de usar uma solução ácida para reagir quimicamente com óxidos e impurezas na superfície do titânio para dissolvê-los e removê-los, alcançando assim o propósito de limpar e ativar a superfície. Wstitânio Soluções de decapagem comumente usadas incluem soluções mistas de ácido fluorídrico, ácido nítrico, ácido sulfúrico, etc. O ácido fluorídrico pode dissolver efetivamente o filme de óxido na superfície do titânio, o ácido nítrico desempenha um papel de oxidação e dissolução auxiliar, e o ácido sulfúrico pode ajustar a acidez e a condutividade da solução. Durante o processo de decapagem, a solução de decapagem reage com o filme de óxido na superfície do titânio da seguinte forma: TiO₂ + 6HF = H₂[TiF₆] + 2H₂O, dissolvendo e removendo o filme de óxido.
Após a decapagem, as impurezas e a película de óxido na superfície do titânio são completamente removidas, e a superfície apresenta um brilho metálico, atendendo aos objetivos de limpeza e ativação. A rugosidade da superfície após a decapagem é melhorada, o que favorece a adesão de revestimentos ou camadas de tratamento subsequentes, ao mesmo tempo em que melhora a resistência à corrosão e a qualidade da aparência dos produtos de titânio.
Assando azul
O cozimento azul é o tratamento de oxidação do titânio em uma solução contendo um oxidante para formar uma película de óxido azul ou preta em sua superfície. No processo de cozimento azul da Wstitanium, geralmente são utilizadas soluções alcalinas, como soluções contendo hidróxido de sódio, nitrito de sódio e outros ingredientes. Sob condições de aquecimento, a superfície do titânio reage com o oxidante na solução para formar uma película de óxido composta principalmente de tetróxido de trititânio (Ti₃O₄). A concentração de hidróxido de sódio na solução de cozimento azul está geralmente entre 50 e 100 g/L, e a concentração de nitrito de sódio está entre 20 e 50 g/L. A temperatura do cozimento azul é geralmente controlada entre 130 e 150 °C.
Após o cozimento azul, uma camada de filme de óxido com espessura de cerca de 0.5-2 μm é formada na superfície do titânio, com cor uniforme e boas propriedades decorativas. Ao mesmo tempo, o filme de óxido pode isolar eficazmente o substrato de titânio do ambiente externo e melhorar sua resistência à corrosão e ao desgaste.
Nitretação
A nitretação é o processo de infiltração de átomos de nitrogênio na superfície do titânio para formar uma camada endurecida rica em nitrogênio. O titânio utiliza principalmente dois métodos: nitretação gasosa e nitretação iônica. A nitretação gasosa consiste em colocar o produto de titânio em um forno selado contendo gases contendo nitrogênio, como amônia, a uma determinada temperatura. Os átomos de nitrogênio ativos produzidos pela decomposição da amônia são absorvidos pela superfície do titânio e se difundem para dentro, formando uma camada composta, como o nitreto de titânio (TiN). A nitretação iônica consiste em ionizar o gás contendo nitrogênio por descarga luminescente em um ambiente de baixo vácuo. Os íons de nitrogênio são acelerados para bombardear a superfície do titânio sob a ação do campo elétrico, e os átomos de nitrogênio são injetados na superfície do titânio e difundidos para formar uma camada de nitretação.
Após o tratamento de nitretação, forma-se na superfície do titânio uma camada de nitretação com alta dureza e boa resistência ao desgaste, com espessura geralmente entre 0.1 e 0.5 mm. A dureza da camada de nitretação pode atingir 1500-2500HV, o que melhora significativamente a resistência ao desgaste e a vida útil dos produtos de titânio, além de aumentar sua resistência à corrosão.
Conclusão
Como líder na fabricação de titânio, a Wstitanium está plenamente ciente do enorme potencial do titânio e entende que o tratamento de superfície é a chave para liberar todo o seu potencial. Embora o estado original da superfície do titânio tenha certas propriedades básicas, ele está longe de atender aos requisitos de aplicação diversificados e de alta precisão atuais. Por meio de processos adequados de tratamento de superfície, como nitretação e microoxidação por arco, uma camada de reforço muito dura pode ser formada na superfície do titânio. Isso torna os produtos de titânio mais resistentes a cargas de atrito, desgaste e fadiga. No ambiente de operação de alta temperatura, alta pressão e alta velocidade dos motores de aeronaves, as lâminas e engrenagens de liga de titânio que foram nitretadas podem operar de forma estável por um longo tempo, aumentando significativamente a confiabilidade e a vida útil do motor.