A titán, mint egy univerzális{0}}fém, páratlanul széles körben alkalmazható ötvözött rudak és huzalok számára. Azonban az eredeti titán anyagok hiányosságai, mint például az alacsony felületi keménység és az elégtelen kopásállóság, nagy súrlódási körülmények között az alkatrészek kopásához vezethetnek, jelentősen lerövidítve az élettartamot és korlátozva az alkalmazási forgatókönyvek további kiterjesztését. A titánrudak és -huzalok kopásállóságának javítása érdekében az ipar többféle kiforrott felületkezelési technológiát fejlesztett ki.
Hagyományos kivitelezés: érett és stabil kopásgátló{0}}megoldás
Nedves bevonási módszer
A nedves bevonási módszer jelenleg a legszélesebb körben alkalmazott felületi kopásálló -kezelési eljárás a titán anyagoknál, tipikus példa erre a króm (Cr) és a nikkel-foszfor (Ni-P) bevonat. A titán felületén lévő oxidfilm nagy aktivitása miatt a közvetlenül bevont króm gyengén tapad, és hajlamos a hámlásra. Ezért az ipari szabványos eljárás két-lépéses módszer: először egy nikkelréteget (Ni) helyeznek fel a titánrúd vagy dróthordozó felületére átmeneti rétegként, hogy fokozzák a bevonat tapadását, majd krómot (Cr) hordnak fel a nikkelréteg felületére kopásálló-felületi rétegként.
Ez az eljárás elektrolízist használ a leválasztáshoz, gyors filmképződési sebességgel, szabályozható bevonatvastagsággal, és a szokásos kopásálló{0}bevonat vastagsága elérheti a több mikrométert is. A mindössze 1 μm-es dekoratív bevonatréteg vastagsága is elérheti a hatást. A bevonat nagy keménységgel és alacsony súrlódási együtthatóval rendelkezik, ami rendkívül költséghatékony-kopásálló-felületkezelési módszert jelent.
Termikus diffúziós módszer
Eredetileg széles körben használták hődiffúziós eljárásokban, mint például karburálás, nitridálás és bórozás az acélanyagok edzésére, adaptáció és optimalizálás után titán anyagok felületi kopásálló{0}}kezelésére is alkalmazható. Alapelve, hogy lehetővé tegye az olyan elemeket, mint a szén, a nitrogén és a bór, hogy magas hőmérsékleten bediffundáljanak a titánrudak és -huzalok felületi rácsába, és nagy -keménységű titánvegyületréteget képezzenek, ezáltal elérve a felületi keményedést.
A kezelt titán anyag felületi rétegének keménysége többszörösére növelhető, és az edzett réteg metallurgikusan kötődik az alapanyaghoz, a bevonat leválásának veszélye nélkül. A kopásállóság tartós és stabil, és alkalmas olyan szerkezeti elemekben való használatra, amelyek hosszú távú súrlódásnak és kopásnak vannak kitéve.
Hegesztési módszer
A hegesztési módszer a plazmaátviteli ívet használja hőforrásként a nagy -keménységű kopásálló- ötvözetanyag megolvasztásához, majd a megerősítendő titánrudak vagy huzalok felületére hegesztve, kohászatilag kötött kopásálló-módosított réteget képezve. A titán anyag kezelt felülete kiváló kopásállósággal rendelkezik, és a kezelési folyamat során csak a helyi hegesztési terület melegszik fel, anélkül, hogy a teljes munkadarabot magas hőmérsékletű környezetbe kellene helyezni, amivel hatékonyan elkerülhető a titán hordozó általános felmelegedése miatti mechanikai tulajdonságok csökkenése.
Azonban a felületi érdesség ezen eljárás után viszonylag magas, és másodlagos megmunkálást és polírozást igényel. Csak nagyobb átmérőjű és vastagabb titánrudak feldolgozására alkalmas, finom-átmérőjű titánhuzalokhoz egyelőre nem.
Fejlett technológia: új lehetőség a csúcskategóriás{0}}alkalmazások fejlesztésére
Az elmúlt években a gáz{0}}fázisú leválasztásos felületerősítő technológiákat, például a kémiai gőzleválasztást (CVD), a fizikai gőzleválasztást (PVD) és a plazmanövelt kémiai gőzleválasztást (PCVD) fokozatosan alkalmazták a csúcsminőségű{1}}mezőkön.
Ezek az eljárások szuperkemény bevonatokat, például titán-nitridet és gyémántot,{0}}például szenet vonhatnak le a titánrudak és -huzalok felületére. A vastagság egyenletes és szabályozható, a bevonat erős tapadású. Nemcsak jelentősen javíthatják a kopásállóságot, hanem a bevonat összetételét is a követelményeknek megfelelően beállíthatják, figyelembe véve az összetett tulajdonságokat, például a korrózióállóságot és a súrlódáscsökkentést, valamint a feldolgozási hőmérséklet alacsony, anélkül, hogy befolyásolná a titán hordozó mechanikai tulajdonságait. Különösen alkalmasak nagy-precíziós, kis-méretű titánhuzalokhoz és precíziós titánrudakhoz, és megfelelnek az olyan csúcskategóriás-területek szigorú követelményeinek, mint a repülőgépipar és az orvostudomány.
A titán anyagok alkalmazási körének folyamatos bővülésével a felületi kopásálló{0}kezelési technológia is folyamatosan korszerűsödött és továbbfejlesztett. Ez nemcsak a titánrudak és -huzalok teljesítménypotenciálját kutatja tovább, hanem technikai támogatást is nyújt a titánötvözetek alkalmazásához a legigényesebb munkakörülmények között, ami a titánipar fejlődésének fontos támogató technológiai irányává válik.