I. Pré-tratamento: O principal objetivo do principal processo de pré-tratamento para garantir a adesão da camada de revestimento é remover completamente manchas de óleo, incrustações de óxido e impurezas da superfície da liga de titânio, garantindo uma superfície de base limpa e uniforme para posterior formação de filme. Esta etapa inclui três etapas principais: desengorduramento, lavagem com ácido e lavagem com água. A qualidade do pré-tratamento afeta diretamente a densidade e adesão do filme de óxido e é parte indispensável do processo. 1. Desengorduramento - Desengorduramento alcalino: Utilize uma solução mista de hidróxido de sódio e carbonato de sódio (concentração 5% - 10%), imersão a 50 - 80 grau por 10 - 20 minutos. Este método é adequado para peças com leves manchas de óleo e possui baixo custo e operação simples. Desengorduramento ultrassônico com solvente orgânico: Usando acetona ou etanol como meio, a limpeza ultrassônica por 5 - 10 minutos é adequada para peças de trabalho com manchas pesadas de óleo ou estruturas complexas. O efeito de cavitação do ultrassom pode penetrar em micro-poros e fendas, melhorando a eficiência da limpeza. A Titanium House informou que uma empresa de componentes aeroespaciais otimizou os parâmetros de desengorduramento ultrassônico, aumentando a taxa de conformidade de limpeza para peças de estrutura complexa para 98%. 2. Lavagem ácida - Use uma solução ácida mista de ácido fluorídrico e ácido nítrico (proporção de volume aproximadamente 1:3 - 1:5) em temperatura ambiente por 1 - 5 minutos. O ácido fluorídrico pode dissolver rapidamente as incrustações de óxido na superfície, enquanto o ácido nítrico inibe a corrosão excessiva da base pela solução ácida até que a superfície da peça apresente um brilho metálico cinza prateado uniforme. O tempo de lavagem com ácido deve ser rigorosamente controlado para evitar o aumento da rugosidade da superfície devido à-corrosão excessiva. A estabilidade do processo de lavagem ácida é crucial para a uniformidade da camada do filme. Um fabricante de equipamentos químicos reduziu a taxa de defeitos na lavagem com ácido para menos de 0,5% introduzindo um sistema de monitoramento de concentração on-line. 3. Lavagem com água - Após o desengorduramento e a lavagem com ácido, enxágue sucessivamente com água da torneira e água deionizada para evitar a contaminação do eletrólito subsequente por produtos químicos residuais. A lavagem inadequada com água pode resultar na formação irregular do filme ou em defeitos na camada do filme. Melhoramos a eficiência da lavagem com água adotando a tecnologia de enxágue de-contrafluxo-de vários estágios, aumentando a eficiência em 30% e reduzindo o consumo de água.
II. Oxidação Anódica: O processo de revestimento do núcleo de oxidação anódica alcança controle preciso sobre a espessura, cor e desempenho da camada de revestimento, regulando a composição do eletrólito e os parâmetros do processo. Esta etapa consiste em três partes: fixação e conexão do circuito, seleção do eletrólito e controle dos parâmetros do processo. O controle refinado do processo de oxidação anódica é a chave para melhorar o desempenho da camada de revestimento. 1. Fixação e conexão do circuito: A peça de liga de titânio limpa é usada como ânodo, e placas de aço inoxidável ou placas de grafite (com uma área de cátodo normalmente 1,5 a 2 vezes maior que a do ânodo) são selecionadas como cátodo. Os dois eletrodos são colocados paralelamente com espaçamento de 10 a 30 centímetros. Um método de fixação razoável garante distribuição uniforme de corrente e evita superaquecimento local ou revestimento irregular. Um fabricante de componentes automotivos otimizou o projeto do dispositivo de fixação, aumentando a uniformidade da densidade de corrente para peças grandes em mais de 95%. 2. Seleção do eletrólito: com base nos requisitos da aplicação, selecione o tipo de eletrólito: Tipo de ácido sulfúrico: solução de ácido sulfúrico com 10% a 20% de água, que forma uma camada de-revestimento rápida, sem cor ou transparência, adequada para componentes resistentes à corrosão-e isolantes. Tipo de ácido oxálico: solução aquosa de ácido oxálico de 2% a 5%, que pode alterar a cor da camada de revestimento (amarelo dourado → azul → verde → roxo) por meio de regulação de tensão, adequada para componentes decorativos ou aeroespaciais. Tipo de ácido fosfórico-cromo: a camada de revestimento tem excelente resistência à corrosão e é adequada para ambientes agressivos, como indústrias marítimas e químicas. Pequenos ajustes na composição eletrolítica podem afetar significativamente o desempenho da camada de revestimento. Por exemplo, um fabricante de equipamentos oceânicos aumentou o tempo de resistência à corrosão por névoa salina da camada de revestimento para mais de 2.000 horas adicionando vestígios de elementos de terras raras ao-eletrólito de ácido cromo. 3. fosfórico. Controle de parâmetros de processo: Tensão: ajustável de 5 a 100V. A baixa tensão (como 10 a 20 V) é adequada para revestimento de camada-fina, enquanto a alta tensão (como 60 a 100 V) pode aumentar a espessura da camada de revestimento, mas requer prevenção de ablação. Temperatura: 10 a 35 graus. A temperatura excessiva acelerará a dissolução da camada de revestimento, enquanto uma temperatura muito baixa resultará em velocidade de revestimento lenta e revestimento irregular. Tempo: 10 a 60 minutos. É provável que o tempo excessivo faça com que a camada de revestimento rache e o crescimento da espessura tenderá a saturar. Densidade de corrente: 0,5 a 2A/dm². É provável que a densidade de corrente excessiva cause superaquecimento local e ablação, e é necessário ajustar o controle de temperatura simultaneamente para evitar a ablação. No eletrólito de ácido oxálico, aumentar a densidade de corrente de 1A/dm² para 1,5A/dm² pode aumentar a taxa de crescimento da camada de revestimento em 40%, mas é necessário otimizar o controle de temperatura simultaneamente para evitar a ablação.
III. Pós-tratamento: Melhoria do desempenho da camada de filme O processo de pós-tratamento para melhorar o desempenho da camada de filme envolve preencher os poros do filme de óxido para aumentar a resistência à corrosão e ao desgaste, além de evitar a descoloração da camada de filme. Esta etapa consiste em três etapas: lavagem com água, tratamento de vedação e secagem. O pós--tratamento é o obstáculo final para melhorar o desempenho prático da camada de filme. 1. Após a conclusão do processo de oxidação, enxágue imediatamente a superfície da peça de trabalho com água deionizada para remover qualquer eletrólito residual e evitar que ele cause corrosão à camada de filme. 2. Tratamento de vedação: imersão da peça de trabalho em água deionizada a 90-100 graus por 10-20 minutos para utilizar a reação de hidratação para preencha os poros. Este método é simples de operar e tem baixo custo. Vedação com solução salina: O uso de uma solução de vedação contendo sal de níquel ou sal de cobalto pode aumentar ainda mais o efeito de vedação e é adequado para componentes com altos requisitos de resistência à corrosão. Um fabricante de componentes eletrônicos descobriu, por meio de experimentos comparativos, que o tratamento de vedação com solução salina pode reduzir o ângulo de contato da camada de filme para menos de 15 graus, melhorando significativamente a hidrofilicidade e atendendo aos requisitos específicos da aplicação. 3. Secagem: coloque a peça selada em um forno de 60-80 graus para secar por 10-15 minutos ou deixe-a secar naturalmente em temperatura ambiente. É necessário evitar que a umidade residual faça com que a camada de filme fique amarela e evitar que altas temperaturas causem rachaduras por tensão na camada de filme. Um fabricante de instrumentos de precisão reduziu a taxa de quebra da camada de filme para menos de 0,1% adotando um processo de secagem por gradiente de baixa temperatura. Conclusão: O processo de anodização da liga de titânio pode melhorar significativamente o desempenho superficial do material por meio de pré-tratamento sistemático, controle preciso de anodização e pós-tratamento científico, atendendo aos requisitos de aplicação de diferentes campos. Na produção real, os parâmetros do processo precisam ser otimizados com base no material, formato e ambiente de uso da peça de trabalho para garantir uma qualidade estável e confiável da camada de filme. Com o avanço da ciência dos materiais e da tecnologia eletroquímica, o processo de anodização da liga de titânio se desenvolverá em direção a maior precisão, menor custo e maior respeito ao meio ambiente, fornecendo suporte técnico mais forte para o campo de fabricação de alta qualidade.