ชิ้นส่วนโครงสร้างหลอมโลหะผสมไทเทเนียมสำหรับวิศวกรรมทางทะเล

มีวิธีการรักษาพื้นผิวสำหรับไทเทเนียมหลายวิธี รวมถึงไอออนไนไตรด์ (หรือพลาสมาไนไตรด์) การสะสมพื้นผิวของไทเทเนียมไนไตรด์ การฝังไอออน การผสมพื้นผิว และการพ่นพื้นผิวของการเคลือบเซรามิก

1. เทคโนโลยีการเตรียมการเคลือบที่อุณหภูมิสูงและทนต่อการสึกหรอสำหรับส่วนประกอบโลหะผสมไทเทเนียม

1) เทคโนโลยีการเตรียมการเคลือบที่ทนต่อการสึกหรอ

การสึกหรอเป็นหนึ่งในสาเหตุหลักของความล้มเหลวของชิ้นส่วนกลไก โดยคิดเป็นประมาณ 60% ถึง 80% ของความล้มเหลวของชิ้นส่วนกลไก และมีผลกระทบอย่างมากต่ออายุการใช้งานและความน่าเชื่อถือของชิ้นส่วนกลไก ความต้านทานการสึกหรอของโลหะผสมไทเทเนียมและไทเทเนียมค่อนข้างต่ำ ค่าสัมประสิทธิ์การเสียดสีมีขนาดใหญ่ และมีแนวโน้มที่จะเกิดความล้มเหลวในการสึกหรอ เทคโนโลยีการเตรียมการเคลือบที่ทนต่อการสึกหรอเป็นวิธีสำคัญในการปรับปรุงความต้านทานการสึกหรอของไทเทเนียมและโลหะผสม ปัจจุบัน วิธีกระบวนการที่ได้รับการวิจัยเพิ่มเติม ได้แก่ การพ่นด้วยความร้อน การชุบด้วยไฟฟ้าและการชุบด้วยสารเคมี การสะสมไอ เทคโนโลยีการฝังไอออน ไนไตรด์ และไนไตรด์ทางทะเล 170 ชนิด วิศวกรรมวัสดุโลหะไทเทเนียมคาร์บอน โบรอนไนเซชัน ไมโครอาร์กออกซิเดชัน และเทคโนโลยีการรักษาพื้นผิวคอมโพสิต ฯลฯ

2) เทคโนโลยีการเตรียมการเคลือบทนอุณหภูมิสูง

เมื่อใช้โลหะผสมไทเทเนียมในกังหันก๊าซของเรือ ความต้านทานต่อออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูงมีข้อกำหนดที่สูงขึ้น เมื่อใช้ไททาเนียมเป็นใบพัดกังหันแก๊ส ฯลฯ จะมีความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูงได้ต่ำ และมีแนวโน้มที่จะ "เกิดการเปราะของออกซิเจน" กล่าวคือ หลังจากการสัมผัสกับอากาศที่มีอุณหภูมิสูงเป็นเวลานาน ชั้นออกไซด์ที่เปราะจะเกิดขึ้นบนพื้นผิวของไทเทเนียม ซึ่งจะทำให้โลหะผสมไทเทเนียมเปราะและลดการยืดตัว สามารถเข้าถึงได้มากถึง 50% อย่างไรก็ตาม เป็นการยากที่จะปรับปรุงความต้านทานออกซิเดชันของโลหะผสมไททาเนียมไปพร้อมๆ กันผ่านการออกแบบการเพิ่มประสิทธิภาพขององค์ประกอบของโลหะผสมหรือวิธีการควบคุมโครงสร้างจุลภาค จะต้องใช้เทคโนโลยีการปรับเปลี่ยนพื้นผิวและการเคลือบผิวเพื่อปรับปรุง

3) เทคโนโลยีการเตรียมการเคลือบที่ทนต่อการสึกหรอที่อุณหภูมิสูง

ใบพัดกังหันก๊าซของเรืออาจมีการสึกหรอภายใต้สภาวะที่มีอุณหภูมิสูง เนื่องจากการสึกหรอและอุณหภูมิสูง ส่งผลให้อัตราความเสียหายของส่วนประกอบต่างๆ เร็วขึ้น ดังนั้นจึงเป็นเรื่องสำคัญมากที่จะต้องศึกษากลไกการสึกหรอที่อุณหภูมิสูง ออกแบบการเคลือบที่ทนต่อการสึกหรอที่อุณหภูมิสูง และปรับปรุงความต้านทานการสึกหรอที่อุณหภูมิสูง ความหมาย. วัสดุเซรามิกส่วนใหญ่จะรวมกับพันธะไอออนิกและพันธะโควาเลนต์ พวกมันมีพลังงานพันธะเคมีสูงและแรงยึดเกาะระหว่างอะตอมที่แข็งแกร่ง ซึ่งทำให้วัสดุเซรามิกมีข้อดีคือมีจุดหลอมเหลวสูง ความแข็งสูง ความเสถียรทางเคมีสูง และค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำ ผ่านการพ่นพลาสมาและการหุ้มด้วยเลเซอร์ เทคโนโลยีนี้สามารถเตรียมการเคลือบเซรามิกบนพื้นผิวของโลหะผสมไททาเนียมเพื่อสร้างเป็นคอมโพสิตโลหะผสมไททาเนียมเซรามิก วิธีการเตรียมการในปัจจุบัน ได้แก่ การพ่นพลาสมาเคลือบนาโนเซรามิก การพ่นเย็นเคลือบนาโน TiO2 การพ่นด้วยเลเซอร์ และการหุ้มด้วยเลเซอร์

2. เทคโนโลยีการเตรียมการสำหรับการเคลือบลดแรงเสียดทานและทนต่อการสึกหรอบนส่วนประกอบโลหะผสมไททาเนียม

1) เทคโนโลยีการเตรียมการเคลือบสารต้านการเสียดสี

เพื่อตอบสนองต่อความต้องการในการลดแรงเสียดทานของส่วนประกอบต่างๆ เช่น เกียร์เดินเรือ ลูกสูบ วาล์ว และสปริงไทเทเนียม วัสดุที่ต้องหล่อลื่นในตัวเอง เช่น กราไฟท์ โมลิบดีนัมไดซัลไฟด์ โพลีเตตระฟลูออโรเอทิลีน ลีดออกไซด์ และฟลูออไรด์ จะถูกเติมเพื่อสร้างช่องว่างระหว่างทั้งสอง พื้นผิว ชั้นของฟิล์มหล่อลื่นที่เป็นของแข็งสามารถลดค่าสัมประสิทธิ์การเสียดสีและเพิ่มความต้านทานการสึกหรอของวัสดุ วิธีเตรียมการเคลือบต้านการเสียดสี ได้แก่ การเคลือบแมกนีตรอนสปัตเตอร์ MoS z, การเคลือบ PTFE แบบพ่นพลาสมา, การเตรียมกระบวนการอิเล็กโทรด (Ni-P) - เทคโนโลยีการเคลือบคอมโพสิตกราไฟท์ ฯลฯ

(2) เทคโนโลยีการเตรียมการเคลือบป้องกันแรงเสียดทานและการสึกหรอ

เพื่อตอบสนองต่อความต้องการที่แท้จริงในการลดแรงเสียดทานและความต้านทานการสึกหรอของวัสดุไทเทเนียม ด้วยเทคโนโลยีการปรับสภาพพื้นผิวที่เหมาะสมของไทเทเนียมและโลหะผสมไทเทเนียม จึงมีการเตรียมสารเคลือบต้านการเสียดสีและทนต่อการสึกหรอบนพื้นผิวของไทเทเนียมและโลหะผสมไทเทเนียมเพื่อปรับปรุงแรงเสียดทานของวัตถุทั้งสอง ในการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ นั่นคือ คู่แรงเสียดทาน ความต้านทานต่อการสึกหรอและการลดการสูญเสียแรงเสียดทานระหว่างการเคลื่อนไหวสามารถบรรลุวัตถุประสงค์ในการลดค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน ลดแรงเสียดทาน และการควบคุมการสึกหรอ วิธีการเตรียมสำหรับการเคลือบต้านการเสียดสีและทนต่อการสึกหรอ ได้แก่ พลาสมาคาร์บอเนต ซัลเฟอร์ไนไตรด์ ซัลเฟอร์ไนโตรคาร์บูไรซิ่ง การเคลือบแมกนีตรอนสปัตเตอร์ Ti/MoS2 การสะสมไอทางกายภาพ การเคลือบคอมโพสิต TiAIN/TiN เฟสไอทางกายภาพ การตกตะกอนของการเคลือบคอมโพสิตหลายชั้น TiN/TiCN , การสะสมของแหล่งกำเนิดอาร์คแคโทดของฟิล์มคาร์บอนคล้ายเพชร, การเตรียมเลเซอร์ excimer พัลส์อัตราการทำซ้ำสูงกำลังสูงของฟิล์มคาร์บอนคล้ายเพชร ฯลฯ

3. เทคโนโลยีการเตรียมการเคลือบฉนวนสำหรับชิ้นส่วนโลหะ

แม้ว่าโลหะผสมไททาเนียมจะมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยม แต่เมื่อโลหะผสมไททาเนียมสัมผัสกับโลหะที่ไม่เหมือนกันในสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อนในน้ำทะเลและในชั้นบรรยากาศในทะเล ความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นเกิดขึ้นเนื่องจากศักยภาพสูงของอิเล็กโทรดฟิล์ม TiO2 ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติบนพื้นผิว และศักยภาพ ต่ำกว่า พื้นผิวของโลหะที่ไม่เหมือนกันจะถูกออกซิไดซ์ ส่งผลให้วัสดุเสียหาย ดังนั้น เพื่อหลีกเลี่ยงการกัดกร่อนในน้ำทะเลของท่อ อุปกรณ์ท่อ และชิ้นส่วนต่อเรืออื่นๆ ที่ทำจากทองแดง โลหะผสมทองแดง และเหล็กที่สัมผัสกับโลหะผสมไททาเนียมในระหว่างการใช้งาน จะต้องใช้วิธีการรักษาพื้นผิวที่เหมาะสมเพื่อสร้างการเคลือบบนพื้นผิว ของโลหะผสมไทเทเนียม การเคลือบป้องกันการกัดกร่อนที่เป็นฉนวนเพื่อปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนของไทเทเนียมและวัสดุโลหะอื่นๆ วิธีการเตรียมการเคลือบฉนวนและป้องกันการกัดกร่อน ได้แก่ การเคลือบฉนวนเซรามิกออกซิเดชันไมโครอาร์ค, การเคลือบนาโนเซรามิกออกซิเดชันไมโครอาร์ค, การเคลือบฉนวนอะโนไดซ์ ฯลฯ