鈦的表面處理主要包括一下幾個(gè)方面耐蝕性表面處理、耐磨性表面處理、意匠性表面處理三個(gè)方面。
耐蝕性表面處理
由于鈦?zhàn)陨砭哂袃?yōu)良的耐蝕性,一般不進(jìn)行進(jìn)一步提高其耐蝕性表面處理,但為了防止鈦在較易受腐蝕的鹽酸、硫酸等非氧化性酸水溶液中的全面腐蝕,防止在NaCl水溶液中的間隙腐蝕和點(diǎn)蝕,有時(shí)采用表面處理的方法。
大氣氧化處理:
鈦在高溫大氣中防置,就使氧化膜增厚,其膜厚隨溫度的升高,時(shí)間的延長(zhǎng)而增厚。大氣氧化處理對(duì)鈦的全面腐蝕、間隙腐蝕都有效,方法比較簡(jiǎn)便,但耐久性不十分可靠,這是因?yàn)榇髿庋趸幚韮H使氧化膜增厚,純鈦在腐蝕環(huán)境中,增厚的氧化膜隨時(shí)間的延長(zhǎng)而變薄,最終導(dǎo)致腐蝕。其耐蝕性能維持的時(shí)間由大氣氧化處理?xiàng)l件(T、t)以及腐蝕環(huán)境的苛刻程度所決定的,具體預(yù)測(cè)這個(gè)時(shí)間是很困難的。要求長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的部件材料一般不太采用這種方法。
2.貴金屬涂覆:
鈦的耐蝕性是依靠表面形成的氧化膜來(lái)維持的。這種氧化膜的生成反應(yīng),一般由下式表示:
Ti+2H2O棗→TiO2+4H++4e?/P>
這一反應(yīng)是陽(yáng)極反應(yīng),因此,只要提高鈦的電位就可使此反應(yīng)進(jìn)一步向右方向進(jìn)行,這意味著鈦的氧化膜的穩(wěn)定和耐蝕性的提高。但提高鈦電位,必須由對(duì)電極,并從外部施加高電壓,同時(shí),在面積大時(shí),施加均一電壓也很困難,所以不常采用。
一般,貴金屬在苛刻的環(huán)境下,也不腐蝕,顯高電位。利用這一點(diǎn),在鈦表面涂覆貴金屬,鈦的電位就向貴的一方(電位高的方向),從而提高其耐蝕性。
在貴金屬中通常采用較便宜的Pd、Ru或者它們的氧化物(PdO、RuO2)進(jìn)行鈦的涂覆。
在鈦上涂覆貴金屬或其氧化物對(duì)改善其耐蝕性及其有效,涂覆處理材料的耐蝕性可與Ti?/FONT>0.15Pd合金匹敵。缺點(diǎn)是在流體或含固形物的流體中長(zhǎng)期使用時(shí),貴金屬膜會(huì)從鈦表面剝離,盡管這種剝離很少。目前,日本正在開(kāi)發(fā)密和性好的涂覆方法,但成本更高。
3.干式工藝涂覆TiC、TiN膜(CVD、PVD、PCVD):
TiC、TiN以及TiCN具有比鈦更優(yōu)良的耐蝕性,方法有氣體法、CVD、PVD、PCVD氣體法,由于必須在遠(yuǎn)高于鈦相變點(diǎn)溫度下加熱,使組織、形狀發(fā)生變化等造成制品不能滿足使用要求;而CVD、PVD、PCVD法需要特殊設(shè)備而且能批量生產(chǎn)的大型設(shè)備正在開(kāi)發(fā)中,成本高。(這些處理方法來(lái)提高耐蝕性的甚少,作為提高耐磨性有時(shí)采用。
4.Pb+、Pt+注入法(離子束、電子束)
離子注入表面改性對(duì)提高耐蝕性非常有效,但成本更高,正在研究中,尚未實(shí)用化。
(來(lái)源:鋼鐵產(chǎn)業(yè))