Teknologi Perawatan Permukaan Titanium Dan Paduan Titanium Untuk Mencegah Adhesi

Paduan titanium banyak digunakan di bidang luar angkasa, industri militer, industri sipil, dan bidang lainnya karena kekuatan spesifiknya yang sangat baik, ketahanan terhadap korosi, kinerja suhu tinggi yang baik, dan biokompatibilitas. Namun, paduan titanium memiliki kekerasan permukaan yang relatif rendah dan ketahanan aus yang tidak memadai, sehingga membatasi penerapannya di beberapa lingkungan tertentu. Untuk meningkatkan sifat-sifat ini, para peneliti telah mengembangkan berbagai teknik perawatan permukaan untuk meningkatkan sifat permukaan paduan titanium.
1. Oksidasi Permukaan
Meningkatkan pelumasan permukaan paduan titanium dengan membentuk film teroksidasi, yang mengurangi fenomena adhesi selama proses menggambar.
2. Pelapisan
- Lapisan Emulsi Grafit
Emulsi grafit diterapkan sebelum gambar panas untuk memberikan pelumasan serta melindungi permukaan billet dari oksidasi. Persyaratan untuk emulsi grafit meliputi kandungan grafit 20-25%, ukuran partikel 1-3um, dan keseragaman kepatuhan pada permukaan billet.
- Lapisan Garam dan Kapur
Lapisan pelumas garam-kapur dengan formulasi khusus seperti 12% Na2SO4, 12% CaO, 0.3% Na3PO4, 0.2% NaCl dan sisa air digunakan, ditambah dengan campuran 75 % bubuk sabun dan 25% bubuk belerang sebagai pelumas bubuk padat.

- Perawatan fluorofosfat
Setelah membersihkan permukaan billet logam dengan metode fisik, larutan dicelupkan untuk membentuk lapisan penutup yang dimodifikasi pada permukaan, dan kemudian pelumas padat diterapkan untuk mendapatkan koefisien gesekan yang rendah dan pelumasan ketahanan aus yang tinggi.
3. Film logam berlapis
Lapisan film logam seperti tembaga, kromium, nikel atau timah dilapisi pada permukaan paduan titanium untuk mengurangi kontak logam langsung selama proses menggambar dan dengan demikian mengurangi daya rekat.
4. Boronisasi
Kawat paduan titanium ke dalam larutan campuran yang mengandung KFB4, BaCl2, NH4NO3 dipanaskan hingga mendidih kemudian direndam, dikeluarkan dan dicuci serta dikeringkan hingga menghasilkan lapisan fluoroborate pada permukaan kawat. Lapisan aluminium disulfida juga diaplikasikan pada permukaan kawat sebagai pelumas selama penindikan dingin.
5. Perlakuan konversi kimia
Melalui perlakuan konversi kimia pada permukaan paduan titanium untuk membentuk film konversi kimia yang padat, film ini dapat digunakan sebagai lapisan pelumas, adsorpsi pelumas, sehingga kawat setelah beberapa kali menggambar permukaannya halus, tidak ada adhesi dan selip tanda.
6. Pemilihan Pelumas
Pemilihan pelumas yang sesuai, seperti bubuk sabun industri, susu grafit dan campuran bubuk sabun dan bahan lainnya, harus memiliki keterbasahan yang baik dengan lapisan tersebut, stabilitas termal yang lebih baik.
7. Perawatan permukaan laser
Teknologi perawatan laser, termasuk pelapisan laser, paduan permukaan laser, dan pengerasan permukaan laser, dapat digunakan untuk meningkatkan ketahanan aus, ketahanan terhadap korosi, dan kekerasan dengan mengubah struktur mikro lapisan permukaan. Keuntungan perawatan laser adalah dapat mewujudkan peningkatan signifikan pada sifat permukaan tanpa mengubah sifat matriks paduan titanium.
8. Oksidasi busur mikro
Ini adalah teknologi pertumbuhan film keramik in-situ pada permukaan paduan titanium, yang dapat membentuk lapisan film keramik pada permukaan paduan titanium dengan ketahanan korosi dan aus yang sangat baik. Teknologi oksidasi busur mikro bersifat hijau dan ramah lingkungan, yang sejalan dengan strategi pembangunan berkelanjutan.
9. Implantasi ion
Dengan menyuntikkan nitrogen, oksigen, karbon, dan elemen lainnya ke permukaan paduan titanium, kekerasan dan ketahanan aus permukaan dapat ditingkatkan. Ketebalan lapisan injeksi ion biasanya dalam skala nanometer, yang secara signifikan dapat meningkatkan sifat permukaan paduan titanium.
10. Difusi Termal
Dengan mendifusikan elemen paduan ke permukaan paduan titanium pada suhu tinggi, lapisan paduan terbentuk, yang meningkatkan kekerasan dan ketahanan aus pada permukaan.